MRI-based, patient-specific 3D bone imaging for orthopaedic surgery planning
基于 MRI 的患者特异性 3D 骨成像,用于骨科手术规划
基本信息
- 批准号:10106117
- 负责人:
- 金额:$ 12.7万
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Launchpad
- 财政年份:2024
- 资助国家:英国
- 起止时间:2024 至 无数据
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
To plan a surgery to fix broken or diseased bone, surgeons rely on a 2D image, a computed tomography (CT) scan, to visualise the patient's 3D bony anatomy. This is a difficult task for even the most experienced surgeon, leading to many misplanned surgeries.The use of patient-specific 3D bone images derived from a patient's CT scan improves surgical planning accuracy. Therefore, there is a strong demand from healthcare professionals to utilise these 3D images in treating diseased and broken bones.Medical imaging companies provide basic software with their CT scanners that can generate a 3D visualisation of the patient's bony anatomy. However, this software only provides a 3D representation of the 2D imaging data, known as a 3D volumetric render, showing all the anatomy within the scan. Therefore, it can't provide healthcare professionals with a patient-specific visualisation of the specific anatomy of interest. Furthermore, the 3D visual has to be manually generated and can only be viewed on a specific hospital computer.AXIAL MEDICAL PRINTING LIMITED (Axial3D) currently provides the cloud-based software platform, Axial3D-Insight, which can automatically generate patient-specific 3D images of bone from CT scans that can be viewed on the go, on any device. Unlike the 3D volumetric rendering software, a process called segmentation is used where machine learning (ML) algorithms automatically label different types of anatomy (bone or soft tissue) within the scan. This creates an accurate, patient-specific, 3D visualisation of the specific anatomy type of interest without the need for manual input.Medical imaging companies are actively looking to expand the capabilities of their imaging modalities to reduce patient exposure to ionising radiation during CT scanning. Conventionally, CT images bone and magnetic resonance imaging (MRI) images soft tissue. GE Healthcare has developed a new MRI imaging protocol, oZTEo, that can effectively image bone and soft tissue anatomy within the same scan. CT-like imaging of the bone is achieved without the need for ionising radiation and also the patient only needs to be scanned once, saving time and healthcare costs.In this project, we will extend our current offering by developing new ML software that automatically segments a single bony anatomical region of interest such as the knee and the parts of this bony anatomical region such as the shinbone, thigh bone and kneecap (semantic segmentation) within these new MRI bone scans to generate a precise, patient-specific 3D image of the same for surgical planning use.
为了计划修复骨折或患病骨骼的手术,外科医生依靠 2D 图像(计算机断层扫描 (CT) 扫描)来可视化患者的 3D 骨骼解剖结构。即使对于最有经验的外科医生来说,这也是一项艰巨的任务,导致许多手术计划错误。使用从患者 CT 扫描中获得的患者特定 3D 骨图像可以提高手术计划的准确性。因此,医疗保健专业人员强烈要求利用这些 3D 图像来治疗患病和骨折。医疗成像公司为其 CT 扫描仪提供基本软件,可以生成患者骨骼解剖结构的 3D 可视化图像。然而,该软件仅提供 2D 成像数据的 3D 表示,称为 3D 体积渲染,显示扫描内的所有解剖结构。因此,它无法为医疗保健专业人员提供特定患者感兴趣的特定解剖结构的可视化。此外,3D视觉效果必须手动生成,并且只能在特定的医院计算机上查看。AXIAL MEDICAL PRINTING LIMITED(Axial3D)目前提供基于云的软件平台Axial3D-Insight,可以自动生成患者特定的3D图像来自 CT 扫描的骨骼信息,可以在任何设备上随时随地查看。与 3D 体积渲染软件不同,它使用一种称为分割的过程,其中机器学习 (ML) 算法自动标记扫描中不同类型的解剖结构(骨骼或软组织)。这可以为感兴趣的特定解剖类型创建准确的、针对患者的 3D 可视化,而无需手动输入。医学成像公司正在积极寻求扩展其成像模式的功能,以减少患者在 CT 扫描期间暴露于电离辐射。传统上,CT 对骨骼进行成像,磁共振成像 (MRI) 对软组织进行成像。 GE Healthcare 开发了一种新的 MRI 成像协议 oZTEo,可以在同一扫描中有效地对骨骼和软组织解剖结构进行成像。无需电离辐射即可实现类似 CT 的骨骼成像,而且患者只需扫描一次,从而节省时间和医疗成本。在这个项目中,我们将通过开发自动分割的新 ML 软件来扩展我们当前的产品这些新的 MRI 骨扫描中的单个感兴趣的骨骼解剖区域(例如膝盖)以及该骨骼解剖区域的部分(例如胫骨、大腿骨和膝盖骨(语义分割))可生成精确的、患者特定的 3D 图像对于手术计划的使用也是如此。
项目成果
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