计算机工程

作者：王骞, 张俊华, 王泽彤, 李博

单位：云南大学信息学院, 云南 昆明 650504

关键词：脊柱侧弯,三维重建,深度学习,注意力机制,计算机断层扫描

基金：国家自然科学基金(62063034); 国家自然科学基金(61841112)

脊柱的三维模型在治疗脊柱侧弯等脊柱疾病时发挥着重要的作用, 但传统的脊椎三维重建方法存在耗时长、主观性强、辐射大等问题。为应对这些挑战, 提出一种基于双平面X线片的脊柱三维重建网络X2S-Net。利用患者的正位和左侧位X线片作为输入, 通过双视角平行编码器、三维重建模块以及分割监督模块后重建出对应位置的脊柱体素模型, 实现了从X线片到可视化三维模型的端到端生成。X2S-Net在特征提取阶段, 使用了针对双平面X线片特点而设计的平行特征编码器, 用于提取脊柱的空间信息, 并设计多尺度通道注意力机制用于提取特征。在三维模型阶段, X2S-Net结合传统图像分割任务设计了分割监督模块以提高三维重建效果。实验结果表明, X2S-Net能够充分利用双平面X线片的输入信息对脊柱进行三维重建, 各数据集的平均Hausdorff距离达到了6.95 mm, Dice系数达到了92.01%。

来源：2025年第1期

《计算机工程》期刊编辑部

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