Toward Automated 3D Spine Reconstruction from Biplanar Radiographs Using CNN for Statistical Spine Model Fitting
Notice bibliographique
Résumé
To date, 3D spine reconstruction from biplanar radiographs involves intensive user supervision and semi-automated methods that are time-consuming and not effective in clinical routine. This paper proposes a new, fast, and automated 3D spine reconstruction method through which a realistic statistical shape model of the spine is fitted to images using convolutional neural networks (CNN). The CNNs automatically detect the anatomical landmarks controlling the spine model deformation through a hierarchical and gradual iterative process. The performance assessment used a set of 68 biplanar radiographs, composed of both asymptomatic subjects and adolescent idiopathic scoliosis patients, in order to compare automated reconstructions with ground truths build using multiple experts-supervised reconstructions. The mean (SD) errors of landmark locations (3D Euclidean distances) were 1.6 (1.3) mm, 1.8 (1.3) mm, and 2.3 (1.4) mm for the vertebral body center, endplate centers, and pedicle centers, respectively. The clinical parameters extracted from the automated 3D reconstruction (reconstruction time is less than one minute) presented an absolute mean error between 2.8° and 4.7° for the main spinal parameters and between 1° and 2.1° for pelvic parameters. Automated and expert's agreement analysis reported that, on average, 89% of automated measurements were inside the expert's confidence intervals. The proposed automated 3D spine reconstruction method provides an important step that should help the dissemination and adoption of 3D measurements in clinical routine.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».