Методи тривимірної реконструкції для персоналізованого протезування та зіставлення за збереженими анатомічними орієнтирами

Анотація

Персоналізоване протезування потребує анатомічних моделей, розміри та локальна форма яких узгоджені зі спостережуваною анатомією пацієнта. Медичні зображення й імпортовані поверхневі моделі відрізняються системами координат, одиницями вимірювання та повнотою, тому геометричну розбіжність не можна інтерпретувати без попереднього суміщення й перевірки вхідних даних. У роботі зіставлено геометричні, статистичні та навчені підходи й описано реалізовану схему порівняння еталонної поверхні з поверхнею пацієнта. Схема зберігає фізичні розміри моделі пацієнта, оцінює перетворення подібності за орієнтирами на збереженій ділянці, обчислює відстані до спостережуваної поверхні та перевіряє достатність відомостей для підбору кандидатів на протезування. Контрольований обчислювальний експеримент виконано на синтетичному геометричному фантомі з відомим відсутнім компонентом. Порівняно чотири варіанти реєстрації за трьох рівнів шуму орієнтирів із тридцятьма повторами на кожному рівні. За стандартного відхилення шуму в половину міліметра метод збережених орієнтирів забезпечує середню цільову похибку реєстрації приблизно сорок п’ять сотих міліметра, тоді як масштабування за габаритами з подальшою жорсткою реєстрацією дає приблизно одну цілу вісімдесят чотири сотих міліметра. Відносне зменшення становить приблизно сімдесят п’ять відсотків у цьому конкретному експерименті. Результат ілюструє зменшення зміщення масштабу, спричиненого відсутнім компонентом, завдяки використанню збереженої анатомії. Він не доводить клінічної переваги або переваги над навченими статистичними чи нейронними моделями форми. Розширений функціонал із сегментацією, локальною деформацією та маскою дефекту сформульовано як напрям дослідження й відокремлено від оціненої реалізації. Система формує геометричні вимірювання та перелік кандидатів для перевірки фахівцем, але не встановлює діагноз і не призначає протез автоматично.