Purpose: We perform anatomical landmarking for craniomaxillofacial (CMF) bones without explicitly segmenting them. Towards this, we propose a new simple yet efficient deep network architecture, called \textit{relational reasoning network (RRN)}, to accurately learn the local and the global relations among the landmarks in CMF bones; specifically, mandible, maxilla, and nasal bones. Approach: The proposed RRN works in an end-to-end manner, utilizing learned relations of the landmarks based on dense-block units. For a given few landmarks as input, RRN treats the landmarking process similar to a data imputation problem where predicted landmarks are considered missing. Results: We applied RRN to cone beam computed tomography scans obtained from 250 patients. With a 4-fold cross validation technique, we obtained an average root mean squared error of less than 2 mm per landmark. Our proposed RRN has revealed unique relationships among the landmarks that help us in inferring several \textit{reasoning} about informativeness of the landmark points. The proposed system identifies the missing landmark locations accurately even when severe pathology or deformation are present in the bones. Conclusions: Accurately identifying anatomical landmarks is a crucial step in deformation analysis and surgical planning for CMF surgeries. Achieving this goal without the need for explicit bone segmentation addresses a major limitation of segmentation based approaches, where segmentation failure (as often the case in bones with severe pathology or deformation) could easily lead to incorrect landmarking. To the best of our knowledge, this is the first of its kind algorithm finding anatomical relations of the objects using deep learning.


翻译:目的 : 我们为红外线与红外线骨骼( CMF) 的骨骼进行解剖性标志性标志性标志性标志性标志性( CMF), 而没有对它们进行明确分割 。 为此, 我们提出一个新的简单而高效的深层次网络结构, 叫做\ textit{ 关系推理网络 (RRN), 以准确了解 CMF 骨骼的标志性地方和全球关系 ; 具体地说, mandible, Maxilla, 和 nassal 骨骼。 方法 : 拟议的RRRN 以端到端的方式工作, 利用基于密密块单位的标志性标志性标志性标志性关系 。 对于某几处的标志性标志性路段, RRRN 处理类似于数据估算性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性 。,, 分析 正确性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性标志性

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