Shape completion in the dark: completing vertebrae morphology from 3D ultrasound
Notice bibliographique
Résumé
PURPOSE: Ultrasound (US) imaging, while advantageous for its radiation-free nature, is challenging to interpret due to only partially visible organs and a lack of complete 3D information. While performing US-based diagnosis or investigation, medical professionals therefore create a mental map of the 3D anatomy. In this work, we aim to replicate this process and enhance the visual representation of anatomical structures. METHODS: We introduce a point cloud-based probabilistic deep learning (DL) method to complete occluded anatomical structures through 3D shape completion and choose US-based spine examinations as our application. To enable training, we generate synthetic 3D representations of partially occluded spinal views by mimicking US physics and accounting for inherent artifacts. RESULTS: The proposed model performs consistently on synthetic and patient data, with mean and median differences of 2.02 and 0.03 in Chamfer Distance (CD), respectively. Our ablation study demonstrates the importance of US physics-based data generation, reflected in the large mean and median difference of 11.8 CD and 9.55 CD, respectively. Additionally, we demonstrate that anatomical landmarks, such as the spinous process (with reconstruction CD of 4.73) and the facet joints (mean distance to ground truth (GT) of 4.96 mm), are preserved in the 3D completion. CONCLUSION: Our work establishes the feasibility of 3D shape completion for lumbar vertebrae, ensuring the preservation of level-wise characteristics and successful generalization from synthetic to real data. The incorporation of US physics contributes to more accurate patient data completions. Notably, our method preserves essential anatomical landmarks and reconstructs crucial injections sites at their correct locations.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
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 | 0,004 |
| 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 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| 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 ».