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面向基于MR的股骨沟成形术规划

MichaelWehrli,AliciaDurrer,

PaulFriedrich,SidatyElHadramy,

EdwinLi,LuanaBrahaj,CarolC.Hasler,and

PhilippeC.Cattin

DepartmentofBiomedicalEngineering,UniversityofBasel,Allschwil,Switzerland

OltenCantonalHospital,Olten,Switzerland

DepartmentofOrthopedics,UniversityChildren’sHospitalBasel,Basel,

Switzerland

本

译

中摘要为了治疗滑车发育不良（TD），目前的方法主要依赖于低分辨率的临

床磁共振成像（MR）扫描和外科直觉。手术计划基于外科医生的经验，有

1限地采用了微创技术，并导致了不一致的结果。我们提出了一种工作流程，

v

6该流程能够从常规临床MR扫描生成超分辨率、特定患者的3D伪健康目

7标形态。首先，我们使用隐式神经表示法（INR）计算各向同性的超分辨

0率MR体积。接下来，我们用一个多标签自定义训练网络分割股骨、胫骨、

6

0髌骨和腓骨。最后，我们训练一个Wavelet扩散模型（WDM），以生成滑

8.车区域的伪健康目标形态。与先前工作产生的低分辨率3DMR图像不同，

0我们的方法能够生成亚毫米级解析度的3D形状，适用于术前和术中使用。

5这些可以作为重塑股骨沟槽的术前蓝图，同时保持原生髌骨关节运动。此

2

:外，与其它研究相比，我们不需要CT来完成这个工作流程——减少了辐

v

i射量。我们在25名TD患者上评估了我们的方法，并证明我们的目标形态

x

r显著改善了滑车角（SA）和滑车深度（TGD）。代码和交互式可视化可在

ahttps://wehrlimi.github.io/sr-3d-planning/获取。

Keywords:隐式神经表示·框槽发育不良·小波扩散模型

1介绍

髌骨滑车发育不良（TD）是股骨滑车的一种解剖畸形，常出现在青少年

前膝疼痛和髌骨不稳定中[2]。异常的滑车形状影响髌骨跟踪，增加脱位及长

期退行性变化的风险，如骨关节炎[15]。虽然滑车道整形术是一种公认的手

术程序，用于重塑患有髌骨不稳定的个体中的发育不良的滑车道沟，但许多

患者仍然经历持续疼痛并表现出不同程度的满意度[5]。这主要是由于该程

2M.Wehrli