統計アトラスを用いた股関節三次元CT画像からの骨盤解剖学的座標系の自動設定 Automated Localization of Pelvic Anatomical Coordinate System from 3D CT Data of the Hip Using Statistical Atlas

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Author(s)

    • 横田 太 YOKOTA Futoshi
    • 神戸大学大学院工学研究科情報知能学専攻 Department of Computer Science and Systems Engineering, Graduate School of Engineering, Kobe University
    • 岡田 俊之 OKADA Toshiyuki
    • 大阪大学大学院医学系研究科放射線医学教室 Department of Radiology, Graduate School of Medicine, Osaka University
    • 高尾 正樹 TAKAO Masaki
    • 大阪大学大学院医学系研究科整形外科 Department of Orthopaedic Surgery, Graduate School of Medicine, Osaka University
    • 菅野 伸彦 SUGANO Nobuhiko
    • 大阪大学大学院医学系研究科運動器医工学治療寄付講座 Department of Orthopaedic Medical Engineering, Graduate School of Medicine, Osaka University
    • 多田 幸生 TADA Yukio
    • 神戸大学大学院システム情報学研究科システム科学専攻 Department of System Science, Graduate School of System informatics, Kobe University
    • 富山 憲幸 TOMIYAMA Noriyuki
    • 大阪大学大学院医学系研究科放射線医学教室 Department of Radiology, Graduate School of Medicine, Osaka University
    • 佐藤 嘉伸 SATO Yoshinobu
    • 大阪大学大学院医学系研究科放射線医学教室 Department of Radiology, Graduate School of Medicine, Osaka University

Abstract

股関節手術において,患者固有の手術計画や動態シミュレーションを行うためには骨盤座標系の設定が必要である.本研究では,股関節三次元CT画像からの骨盤解剖学的座標系の自動設定を目的とする.確率アトラスを用いた空間正規化,統計特徴点モデルを用いた解剖学的特徴点の認識と恥骨結合平均画像を用いた骨盤解剖学的座標系の精密化を組み合わせた手法を提案する.39症例に対して提案手法を適用し,熟練専門医の入力により設定された骨盤座標系との比較評価を行った.比較実験の結果,位置誤差2.37±1.30mm,角度誤差1.07±0.50度の精度での自動設定が行えた.このことから,本手法の有効性が示された.

Localization of the pelvic anatomical coordinate system is a prerequisite for patient-specific preoperative planning and joint motion simulation for hip surgery. Our aim is to automate localization of the pelvic anatomical coordinate system from 3D CT data. In this paper, we propose a statistical atlas-based method that consists of three steps. The first step is spatial normalization using a probabilistic atlas. The second step is feature point recognition using a statistical landmark model. The final step is coordinate system refinement using a standard CT atlas. We applied the proposed method to 39 datasets. Compared to manual localization by an experienced surgeon, the average positional error was 2.37 ± 1.30 mm and the average orientation error was 1.07 ± 0.50 degrees. These results demonstrate the usefulness of the proposed method.

Journal

  • Medical Imaging Technology

    Medical Imaging Technology 30(1), 43-52, 2012

    The Japanese Society of Medical Imaging Technology

Cited by:  1

Codes

  • NII Article ID (NAID)
    130002049725
  • Text Lang
    UNK
  • Article Type
    Journal Article
  • ISSN
    0288-450X
  • Data Source
    CJPref  J-STAGE 
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