基于纹理和几何特征融合的髁突骨微结构分割与预测

作     者：李文轩 冯斌 吴福理 金琳筱 汪郡 张伟华 

作者机构：浙江工业大学计算机科学与技术学院 浙江大学医学院附属口腔医院口腔颌面放射科 

出 版 物：《计算机辅助设计与图形学学报》 (Journal of Computer-Aided Design & Computer Graphics)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：1003[医学-口腔医学] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 100302[医学-口腔临床医学] 0802[工学-机械工程] 10[医学] 

主　　题：髁突锥形束计算机断层扫描 髁突骨微结构分割 髁突病变前皮质预测 边缘检测 纹理特征 

摘      要：下颌骨髁突是颞下颌关节的重要组成部分. 颞下颌关节炎(TMJOA)患者常发生髁突异常改变， 提示TMJOA病变进展. 针对现有工作对于髁突骨微结构的研究不深入， 预测髁突病变前的形态比较缺乏的问题， 提出一种锥形束计算机断层扫描(CBCT)影像中髁突骨微结构分割方法. 首先结合髁突的几何特征， 通过数据扩充模块增加训练样本数; 然后采用边缘提取模块有效地捕捉髁突边界信息， 通过纹理特征提取模块获取影像中的纹理特征; 最后将边界信息与解码器中得到的特征图进行融合， 获得不同尺度的边缘增强区域特征图， 增强模型对纹理和边缘的感知. 在髁突CBCT数据集上对髁突骨微结构分割的实验结果表明， 所提方法在髁突骨微结构的分割中取得了良好的效果， 皮质部分的分割Dice达到0.901， 松质部分的分割Dice达到0.958; 在病变前皮质形态预测的实验结果表明， 预测结果的Dice值为0.948， 验证了该方法比文中对比方法具有更好的性能. 所提方法为TMJOA病变的影像诊断和治疗提供了有力的支持和指导.