Método de Segmentación Basado en CT/MRI Bimodal para la Extracción de Límites del Disco Intervertebral
Autores: Liaskos, Meletios; Savelonas, Michalis A.; Asvestas, Pantelis A.; Lykissas, Marios G.; Matsopoulos, George K.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Método de Segmentación Basado en CT/MRI Bimodal para la Extracción de Límites del Disco Intervertebral
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión de la tecnología y la inovación
Palabras clave
Disco
Segmentación
RM
TC
Extracción de contornos
Bimodal
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La localización y segmentación del disco intervertebral (IVD) han desencadenado intensos esfuerzos de investigación en la comunidad de análisis de imágenes médicas, ya que las anomalías del IVD son indicadores fuertes de diversas patologías relacionadas con la médula espinal. A pesar de los intensos esfuerzos de investigación para abordar la extracción de límites del IVD basada en imágenes de resonancia magnética (RM), el potencial de los enfoques bimodales, que se benefician de la información complementaria derivada tanto de la imagen por resonancia magnética (IRM) como de la tomografía computarizada (TC), aún no se ha realizado completamente. Además, la mayoría de los enfoques existentes dependen de la intervención manual o del aprendizaje, aunque no siempre están disponibles conjuntos de datos 3D suficientemente grandes y etiquetados. En este sentido, este trabajo introduce un método de segmentación bimodal para la extracción de límites de vértebras e IVD, que requiere una cantidad limitada de intervención y no se basa en el aprendizaje. El método propuesto comprende varias etapas de procesamiento y análisis de imágenes, incluyendo registro de TC/RM, umbralización basada en Otsu y segmentación basada en Chan-Vese. El método se aplicó a 98 pares de imágenes de TC y RM de la médula espinal anotadas por expertos, con diferentes grosores de corte y tamaños de píxel, que se obtuvieron de 7 pacientes utilizando diferentes escáneres. Los resultados experimentales tuvieron un coeficiente de similitud de Dice igual a 94.77(%) para TC y 86.26(%) para RM y una distancia de Hausdorff igual a 4.4 píxeles para TC y 4.5 píxeles para RM. Comparaciones experimentales con métodos de segmentación de TC y RM de última generación llevan a la conclusión de que el método propuesto proporciona una alternativa confiable para la extracción de límites de vértebras e IVD. Además, los resultados de segmentación se utilizan para realizar una visualización bimodal de la columna vertebral, lo que podría ayudar potencialmente al diagnóstico diferencial con respecto a varias patologías relacionadas con la columna vertebral.
Descripción
La localización y segmentación del disco intervertebral (IVD) han desencadenado intensos esfuerzos de investigación en la comunidad de análisis de imágenes médicas, ya que las anomalías del IVD son indicadores fuertes de diversas patologías relacionadas con la médula espinal. A pesar de los intensos esfuerzos de investigación para abordar la extracción de límites del IVD basada en imágenes de resonancia magnética (RM), el potencial de los enfoques bimodales, que se benefician de la información complementaria derivada tanto de la imagen por resonancia magnética (IRM) como de la tomografía computarizada (TC), aún no se ha realizado completamente. Además, la mayoría de los enfoques existentes dependen de la intervención manual o del aprendizaje, aunque no siempre están disponibles conjuntos de datos 3D suficientemente grandes y etiquetados. En este sentido, este trabajo introduce un método de segmentación bimodal para la extracción de límites de vértebras e IVD, que requiere una cantidad limitada de intervención y no se basa en el aprendizaje. El método propuesto comprende varias etapas de procesamiento y análisis de imágenes, incluyendo registro de TC/RM, umbralización basada en Otsu y segmentación basada en Chan-Vese. El método se aplicó a 98 pares de imágenes de TC y RM de la médula espinal anotadas por expertos, con diferentes grosores de corte y tamaños de píxel, que se obtuvieron de 7 pacientes utilizando diferentes escáneres. Los resultados experimentales tuvieron un coeficiente de similitud de Dice igual a 94.77(%) para TC y 86.26(%) para RM y una distancia de Hausdorff igual a 4.4 píxeles para TC y 4.5 píxeles para RM. Comparaciones experimentales con métodos de segmentación de TC y RM de última generación llevan a la conclusión de que el método propuesto proporciona una alternativa confiable para la extracción de límites de vértebras e IVD. Además, los resultados de segmentación se utilizan para realizar una visualización bimodal de la columna vertebral, lo que podría ayudar potencialmente al diagnóstico diferencial con respecto a varias patologías relacionadas con la columna vertebral.