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青少年特发性脊柱侧凸的基于图像的建模:机械机器学习分析和预测。 (英语) Zbl 1506.92016号

小结:脊柱侧凸是人类脊柱的一种异常弯曲,其特征是脊柱侧倾,伴有椎体轴向旋转。青少年特发性脊柱侧凸(AIS)是最常见的类型,影响8至18岁的儿童,此时骨骼生长速度最快。我们提出了一种机械机器学习算法,以研究患者特定的AIS曲线进展,这与骨生长和其他遗传和环境因素有关。使用两种不同的框架来分析和预测曲线进展,一种是实现从2D X射线图像提取的临床数据,另一种是结合临床数据和控制非均匀骨生长的物理方程。控制骨生长的物理方程与计算每个区域的所有应力分量有关。应力值通过替代有限元模拟和人体脊柱详细的患者特定几何形状上的骨生长模型进行评估。我们还提出了一个特定于患者的框架,用于生成人体脊柱的体积模型,该模型被分割成不同的组织,用于脊椎和椎间盘。结果表明,与仅使用临床数据进行预测相比,将控制骨生长的物理方程应用于预测框架将显著提高预测结果。此外,我们可以预测训练样本范围以外年龄段的曲线进展。

MSC公司:

92立方 病理学、病理生理学
92 C55 生物医学成像和信号处理
65N30型 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法

软件:

DTHB3D_图
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

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