双-ViMReg:DXR驱动的合成动态常态CBCT通过基于Twin Vision Mamba的2D/3D注册
Jiashun Wang1, Hao Tang2, Zhan Wu3
1Laboratory of Image Science and Technology, School of Computer Science and Engineering, Southeast University, Nanjing, Jiangsu, China.
概括
这项研究介绍了Twin-ViMReg,这是一种用于动态3D膝盖成像的新框架. 它有效地结合了立体圆束计算机断层扫描 (CBCT) 和动态X射线成像 (DXR) 的2D/3D注册,以改进膝盖损伤分析.
科学领域:
- 医疗成像医学成像
- 生物医学工程 生物医学工程
- 计算机视觉 计算机视觉
背景情况:
- 在生理承重下精确的膝盖成像对于诊断膝盖病变至关重要.
- 目前的方法,如立体圆束计算机断层扫描 (CBCT) 提供3D细节,但缺乏动态数据,而动态X射线成像 (DXR) 捕捉运动,但缺乏3D结构.
- 现有的2D/3D注册技术难以处理膝关节内复杂的刚性和非刚性运动.
研究的目的:
- 为动态3D膝盖成像开发一个高效和强大的2D/3D注册框架.
- 通过整合常规CBCT和DXR数据来解决现有模式的局限性.
- 通过实现动态3D重建,改进膝关节病理的分析.
主要方法:
- 拟议的Twin-ViMReg,一个双流2D/3D注册框架,用于膝关节关节中的多个相关对象.
- 引入了一个多目标空间转换 (MOST) 模块,以建模对象间的相关性,并提高注册的稳定性.
- 使用基于Vision Mamba的编码器来提高注册方法的表示能力.
主要成果:
- 实现了平均目标注册错误 (TRE) 的3.36毫米.
- 与最先进的 (SOTA) 方法相比,相对表面距离 (RSR) 得到了8.93%的改善.
- 在几秒钟内实现了高效的2D/3D膝关节注册,每张图像的平均计算时间为1.22秒.
结论:
- Twin-ViMReg为动态3D膝关节注册提供了一种实用且有前途的解决方案.
- 框架有效地处理膝关节关节复杂的运动动态.
- 这一进步通过改进的医学成像来促进膝盖病变的更准确的诊断和分析.


