Many minimally invasive interventional procedures still rely on 2D fluoroscopic imaging. Generating a patient-specific 3D model from these X-ray projection data would allow to improve the procedural workflow, e.g. by providing assistance functions such as automatic positioning. To accomplish this, two things are required. First, a statistical human shape model of the human anatomy and second, a differentiable X-ray renderer. In this work, we propose a differentiable renderer by deriving the distance travelled by a ray inside mesh structures to generate a distance map. To demonstrate its functioning, we use it for simulating X-ray images from human shape models. Then we show its application by solving the inverse problem, namely reconstructing 3D models from real 2D fluoroscopy images of the pelvis, which is an ideal anatomical structure for patient registration. This is accomplished by an iterative optimization strategy using gradient descent. With the majority of the pelvis being in the fluoroscopic field of view, we achieve a mean Hausdorff distance of 30 mm between the reconstructed model and the ground truth segmentation.


翻译:许多侵入性最小的干预程序仍然依赖于 2D 含氟光学成像。 从这些X射线投影数据生成一个针对病人的 3D 模型可以改进程序工作流程, 例如通过提供自动定位等辅助功能。 要做到这一点, 需要两件事。 首先, 人类解剖的统计人类形状模型, 第二, 一个不同的X射线成像器。 在这项工作中, 我们提出一个可区别的投影器, 通过在网状结构内通过射线绘制远距图。 为了显示它的功能, 我们用它模拟人类形状模型的X射线图像。 然后我们通过解决反向问题来展示它的应用, 即将3D 模型从真实的 2D 氟镜像中重建出来, 这是用于病人注册的理想解剖结构 。 这是通过使用渐变的迭代优化战略完成的 。 由于波子大部分位于含氟的外观领域, 我们实现了在重建模型和地面真相分割之间平均30毫米的Hausdorff 距离 。

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
深度学习搜索,Exploring Deep Learning for Search
专知会员服务
60+阅读 · 2020年5月9日
专知会员服务
61+阅读 · 2020年3月19日
【新书】深度学习搜索,Deep Learning for Search,附327页pdf
专知会员服务
212+阅读 · 2020年1月13日
分布式并行架构Ray介绍
CreateAMind
10+阅读 · 2019年8月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
carla 学习笔记
CreateAMind
9+阅读 · 2018年2月7日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Deep learning for cardiac image segmentation: A review
Arxiv
21+阅读 · 2019年11月9日
Arxiv
8+阅读 · 2018年7月12日
VIP会员
相关资讯
分布式并行架构Ray介绍
CreateAMind
10+阅读 · 2019年8月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
carla 学习笔记
CreateAMind
9+阅读 · 2018年2月7日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员