Three-dimensional facial stereophotogrammetry provides a detailed representation of craniofacial soft tissue without the use of ionizing radiation. While manual annotation of landmarks serves as the current gold standard for cephalometric analysis, it is a time-consuming process and is prone to human error. The aim in this study was to develop and evaluate an automated cephalometric annotation method using a deep learning-based approach. Ten landmarks were manually annotated on 2897 3D facial photographs by a single observer. The automated landmarking workflow involved two successive DiffusionNet models and additional algorithms for facial segmentation. The dataset was randomly divided into a training and test dataset. The training dataset was used to train the deep learning networks, whereas the test dataset was used to evaluate the performance of the automated workflow. The precision of the workflow was evaluated by calculating the Euclidean distances between the automated and manual landmarks and compared to the intra-observer and inter-observer variability of manual annotation and the semi-automated landmarking method. The workflow was successful in 98.6% of all test cases. The deep learning-based landmarking method achieved precise and consistent landmark annotation. The mean precision of 1.69 (+/-1.15) mm was comparable to the inter-observer variability (1.31 +/-0.91 mm) of manual annotation. The Euclidean distance between the automated and manual landmarks was within 2 mm in 69%. Automated landmark annotation on 3D photographs was achieved with the DiffusionNet-based approach. The proposed method allows quantitative analysis of large datasets and may be used in diagnosis, follow-up, and virtual surgical planning.


翻译:三维面部立体摄影测量可在不使用电离辐射的情况下提供颅面软组织的详细表征。尽管手动标注标志点目前是头影测量的金标准,但该过程耗时且易受人为误差影响。本研究旨在开发并评估一种基于深度学习的自动化头影测量标注方法。由一名观测者对2897张三维面部照片中的十个标志点进行手动标注。自动标志点标注流程包含两个串联的DiffusionNet模型及附加的面部分割算法。数据集被随机划分为训练集和测试集:训练集用于训练深度学习网络,测试集用于评估自动化流程的性能。通过计算自动标注与手动标注标志点之间的欧氏距离评估流程精度,并与手动标注的观察者内/观察者间变异性及半自动标注方法进行比较。该流程在98.6%的测试案例中成功运行。基于深度学习的标志点标注方法实现了精准且一致的标志点定位,平均精度为1.69(±1.15)毫米,与手动标注的观察者间变异性(1.31±0.91毫米)相当。69%的自动标注与手动标注标志点的欧氏距离误差在2毫米以内。基于DiffusionNet的方法实现了三维照片的自动标志点标注。该方法可支持大数据集的定量分析,并可用于诊断、随访及虚拟手术规划。

0
下载
关闭预览

相关内容

Automator是苹果公司为他们的Mac OS X系统开发的一款软件。 只要通过点击拖拽鼠标等操作就可以将一系列动作组合成一个工作流,从而帮助你自动的(可重复的)完成一些复杂的工作。Automator还能横跨很多不同种类的程序,包括:查找器、Safari网络浏览器、iCal、地址簿或者其他的一些程序。它还能和一些第三方的程序一起工作,如微软的Office、Adobe公司的Photoshop或者Pixelmator等。
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
马赛克战:俄乌战场透析
专知会员服务
11+阅读 · 今天4:12
《利用人工智能增强军事决策》
专知会员服务
2+阅读 · 今天4:09
《自动机器学习在军事数据耕耘法中的应用》
专知会员服务
4+阅读 · 今天4:02
为何指挥所生存能力要求范式转变
专知会员服务
2+阅读 · 今天3:54
打造“新蛛网”模式与高科技动员
专知会员服务
2+阅读 · 今天3:33
“蛛网”行动一周年:远程无人机战争
专知会员服务
2+阅读 · 今天3:23
【剑桥博士论文】智能体-环境协同优化
专知会员服务
6+阅读 · 6月9日
为初级军官战术训练设计生成式人工智能平台
专知会员服务
8+阅读 · 6月9日
《美军条令:作战伤员后送保障》
专知会员服务
6+阅读 · 6月9日
相关VIP内容
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员