用于下颌重建手术虚拟规划的变分形状补全
机器学习
2019-10-29 v3 图形学
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摘要
下颌骨的病前几何结构在下颌重建手术中具有重要意义，且外科团队有时并不知晓。本文引入一种优化框架，用于训练深度模型，以基于剩余健康结构对骨缺失段进行补全（重建）。为利用解剖区域周边的上下文信息，引入了体素加权 Dice 损失。针对形状补全问题的非确定性本质，我们采用加权多目标概率解，其为条件变分自编码器（CVAE）的扩展。该方法将多个目标视为可接受的重建结果，各目标依据其与原始形状的符合程度赋予权重。我们量化了所提方法相对于同类算法（包括 CVAE）的性能提升，在确定性与概率性两种范式下均报告了统计显著的改进。该概率模型还就其生成解剖相关缺失骨变异的能力进行了评估。作为本工作的独特之处，该模型在真实手术病例上进行了测试，其重建结果的临床相关性及其与外科医生虚拟规划的符合性被证实为走向临床应用的必要步骤。
引用
@article{arxiv.1906.11957,
title = {Variational Shape Completion for Virtual Planning of Jaw Reconstructive Surgery},
author = {Amir H. Abdi and Mehran Pesteie and Eitan Prisman and Purang Abolmaesumi and Sidney Fels},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.11957},
year = {2019}
}
备注
Proceedings of Medical Image Computing and Computer Assisted Intervention - {MICCAI} 2019