Detail práce
Model-based 2D-3D Registration Methods for Analysis of Conventional Radiographs
Konvenční radiografie hraje klíčovou roli v oblastech dignostiky zlomenin kostí, předoperačního plánování a pooperačního hodnocení ortopedických zákroků. Tato dizertační práce je zaměřena na metody umožňující 3D analýzu konvenčních rentgenových snímků, založené na registraci digitálních modelů.Práce prezentuje metodu pro rekonstrukci celistvých modelů kostí, které utrpěly dislokované zlomeniny diafýzy, na základě konvenčních rentgenových snímků jejich fragmentů. Rekonstrukce je dosaženo použitím 2D-3D registrace statistického tvarového modelu do jednotlivých fragmentů a jejich současně prováděnérepozice. Repozice je umožněna díky přesnému odhadu délky kosti, kterého je dosaženo automatickým dělením statistického tvarového modelu do jednotlivých fragmentů. Vytvořená metoda byla vestavěna do softwarové aplikace určené pro předoperační plánování osteosyntézy diafýzy se zaměřením na výběr vhodného intramedulárního hřebu nebo rekonstruční dlahy.Rekonstrukce částečně využívá navrženou intenzitní revizi registrační procedury minimalizující nepřekrývající se oblasti, určenou pro radiostereometrii založenou na modelech. Oproti původnímu přístupu využívajcí kontury modelů je revidovaná metoda schopna pracovat s jejich překrytými nebo nespolehlivými částmi. Provedené evaluace také vykazují řádově vyšší přesnost ve srovnání s přístupem založeným na konturách a dosahují srovnatelných hodnot se současnými hranovými metodami, zatímco je umožněno použití modelů s vysokým počtempolygonů, přímá akcelerace a snadná interpretovatelnost.Pro rekonstrukci modelů kostí byla kromě přístupu založeném na nepřekrývajících se oblastech vytvořena také registrace založená na hustotách a využívající stastistické tvarové a intenzitní modely. Ačkoliv metoda dosahuje mírně nižší přesnosti rekonstrukce povrchu, registrace založená na hustotách umožňuje odhadnout vnitřní struktury kosti tvořené kompaktní a houbovitou tkání a poskytnout tak více informací pro plánování. Pro praktické využití bylo také zkoumáno nasazení různých optimalizačních metod a možnosti ztrátové kompresestatistických tvarových a intenzitních modelů.
2D-3D registrace modelu, radiostereometrická analýza, předoperační plánování osteosyntézy
@phdthesis{FITPT648,
author = "Ond\v{r}ej Kl\'{i}ma",
type = "Diserta\v{c}n\'{i} pr\'{a}ce",
title = "Model-based 2D-3D Registration Methods for Analysis of Conventional Radiographs",
school = "Vysok\'{e} u\v{c}en\'{i} technick\'{e} v Brn\v{e}, Fakulta informa\v{c}n\'{i}ch technologi\'{i}",
year = 2022,
location = "Brno, CZ",
language = "english",
url = "https://www.fit.vut.cz/study/phd-thesis/648/"
}