【摘 要】
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对于全髋关节置换的一些患者,在假体使用一段时间后,可能要进行髋关节假体的翻修。在临床手术前,需要在CT图像中定位出假体股骨柄球头和髋臼杯的中心点的坐标位置,为髋关节翻修手术的术前规划提供依据。研究关键点的自动化精确定位方法,有助于提高医生的工作效率,减轻工作负担,提升手术的成功率。针对髋部假体的几何形态特点,提出一种基于假体形状拟合的快速定位髋骨假体关键点的方法。方法分为三个步骤:首先对原始CT图
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对于全髋关节置换的一些患者,在假体使用一段时间后,可能要进行髋关节假体的翻修。在临床手术前,需要在CT图像中定位出假体股骨柄球头和髋臼杯的中心点的坐标位置,为髋关节翻修手术的术前规划提供依据。研究关键点的自动化精确定位方法,有助于提高医生的工作效率,减轻工作负担,提升手术的成功率。针对髋部假体的几何形态特点,提出一种基于假体形状拟合的快速定位髋骨假体关键点的方法。方法分为三个步骤:首先对原始CT图像进行数据预处理,然后寻找髋部假体各结构的空间位置作为感兴趣区域ROI,最后使用最小二乘法拟合股骨柄球头和髋臼杯得到中心点坐标。在预处理阶段,针对CT图像存在严重的金属伪影干扰的问题,使用金属伪影校正算法处理;针对髋部假体存在股骨柄与髋臼杯粘连的问题,使用基于深度学习的方法分割股骨柄与髋臼杯;对图像进行重采样算法,统一图像的像素间距。在寻找ROI阶段,为了减少无意义的图像扫描,将图像切分成分别包含左右腿的两图像作为后续算法的输入;使用基于并查集的二次扫描连通区域标记算法快速的实现连通区域标记,将髋部假体各结构的空间位置其作为感兴趣区域。在使用最小二乘法拟合股骨柄球头和髋臼杯阶段,使用轮廓跟踪算法得到股骨柄球头表面点;利用股骨柄与髋臼杯的位置信息,得到髋臼杯的内表面点;最后使用最小二乘法将得到的表面点代入计算,拟合得到股骨柄球头和髋臼杯的中心点位置。在联影公司提供的数据集上进行实验测试提出的自动定位算法的准确性和时效性。实验表明,新提出的方法能够快速的得到定位结果。
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