Fully automatic X-ray to CT registration requires a solid initialization to provide an initial alignment within the capture range of existing intensity-based registrations. This work adresses that need by providing a novel automatic initialization, which enables end to end registration. First, a neural network is trained once to detect a set of anatomical landmarks on simulated X-rays. A domain randomization scheme is proposed to enable the network to overcome the challenge of being trained purely on simulated data and run inference on real Xrays. Then, for each patient CT, a patient-specific landmark extraction scheme is used. It is based on backprojecting and clustering the previously trained networks predictions on a set of simulated X-rays. Next, the network is retrained to detect the new landmarks. Finally the combination of network and 3D landmark locations is used to compute the initialization using a perspective-n-point algorithm. During the computation of the pose, a weighting scheme is introduced to incorporate the confidence of the network in detecting the landmarks. The algorithm is evaluated on the pelvis using both real and simulated x-rays. The mean (+-standard deviation) target registration error in millimetres is 4.1 +- 4.3 for simulated X-rays with a success rate of 92% and 4.2 +- 3.9 for real X-rays with a success rate of 86.8%, where a success is defined as a translation error of less than 30mm.
翻译:完全自动X射线到CT登记需要坚实的初始化,以便在现有的基于强度的登记所捕捉的范围之内提供初始匹配。 这项工作通过提供新型的自动初始化来满足需要, 从而提供新的自动初始化, 从而结束最后的登记。 首先, 神经网络一旦在模拟X射线上检测一组解剖标志, 就会受过训练。 提出了域随机化计划, 使网络能够克服纯以模拟数据培训、 在真实的X射线上进行推断的挑战。 然后, 对每个病人都使用一个具体针对病人的里程碑提取计划。 它基于后预测, 并将以前训练过的网络预测集中在一套模拟X射线上, 从而能够完成。 网络和 3D 里程碑位置的组合, 以便利用视觉- 点算法对初始初始化进行比较。 在进行配置时, 引入一个加权计划, 将网络在检测这些标志时, 采用一个具体和模拟的 X- 里程8 值错误, 将以前经过培训的网络预测集中在一套模拟X- 4. 标准中, 一个实际和模拟的 X- 4.2 成功率 的X 的X 和 标准的 成功率, 一个实际的X- 和模拟的X-, 一个实际- x- 和模拟的X- 成功率 标准的 的 的 的 的 的 的 和标准是比 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 和 的 的 的 和 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 和 和 和 的 的 的 的 和 和 的 的 的