3次元性断層撮影におけるランドマーク測定エラー補正のための多目的最適化フレームワーク

この研究の目的は、脳底部に4つの対6つのランドマークの重ね方式を使用して、座標系を定義するときに発生するエラーを最小限に抑えることです。この研究には、10人の患者からのコーンビームCT体積データが使用されました。座標系変換が実行されました。矯正歯科医によって見つかった4つの解剖学的ランドマークによって定義された2つの飛行機を使用して、座標系が構築されました。2番目の座標系は、6つのランドマークからの情報を使用して、ランドマークロケーションオペレーターエラーの数値最適化アルゴリズムを使用して修正される4つの解剖学的ランドマークを使用して構築されました。最適化アルゴリズムは、2つの画像の既知の固定点間の相対距離と角度を最小限に抑えて、修正を見つけます。すべての軸の測定誤差と座標は、各座標系について得られました。ランドマーク補正アルゴリズムを使用して最終的な座標系を配置した後、大幅な改善が観察されます。以前の研究で見つかったエラーは大幅に減少します。発見されたエラーは1 mmから2 mmでした。実際の患者データを分析すると、6点補正アルゴリズムが画像間のエラーを減らし、ポイント内の信頼性の増加が減少することがわかりました。6点補正アルゴリズムを使用して3次元画像のオーバーレイを最適化する新しい方法が導入され、調べられました。この方法は、以前の4ポイント補正アルゴリズムよりも高い信頼性と再現性を示しました。

The purpose of this study is to minimize errors that occur when using a four vs six landmark superimpositioning method in the cranial base to define the co-ordinate system. Cone beam CT volumetric data from ten patients were used for this study. Co-ordinate system transformations were performed. A co-ordinate system was constructed using two planes defined by four anatomical landmarks located by an orthodontist. A second co-ordinate system was constructed using four anatomical landmarks that are corrected using a numerical optimization algorithm for any landmark location operator error using information from six landmarks. The optimization algorithm minimizes the relative distance and angle between the known fixed points in the two images to find the correction. Measurement errors and co-ordinates in all axes were obtained for each co-ordinate system. Significant improvement is observed after using the landmark correction algorithm to position the final co-ordinate system. The errors found in a previous study are significantly reduced. Errors found were between 1 mm and 2 mm. When analysing real patient data, it was found that the 6-point correction algorithm reduced errors between images and increased intrapoint reliability. A novel method of optimizing the overlay of three-dimensional images using a 6-point correction algorithm was introduced and examined. This method demonstrated greater reliability and reproducibility than the previous 4-point correction algorithm.