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Rilevamento di landmark vertebrali per imaging spinale

Progetto di ricerca · Università “G. d’Annunzio” / Cyber Surgery

Pipeline deep learning per la localizzazione automatica dei centroidi vertebrali toracici T1–T11 su DRR generate da volumi TC, con confronto tra YOLO-Pose e HRNet-W18 e valutazione su split patient-level.

YOLO-Pose MAE≈13.2 px
YOLO→HRNet MAE≈4.6 px
PCK@5≈0.87

Obiettivo

Il progetto ha affrontato la localizzazione automatica dei landmark toracici come componente per l’inizializzazione della registrazione 2D–3D in workflow di imaging per chirurgia spinale.

Metodo

  • DRR generate da volumi TC con proiezione automatica dei landmark anatomici da 3D a 2D.
  • Split train/validation/test patient-level con controllo del data leakage.
  • YOLO-Pose per la localizzazione globale e HRNet-W18 per il raffinamento locale mediante heatmap.
  • Valutazione quantitativa mediante errore di localizzazione, PCK e metriche basate sulla distribuzione degli errori.

Risultati

L’errore medio di localizzazione è sceso da circa 13,2 px con YOLO-Pose a circa 4,6 px dopo il raffinamento HRNet. La mediana è risultata circa 1,9 px, con PCK@5 ≈ 0,87.

Raffinamento HRNet mediante heatmap lungo la colonna toracica.
Confronto della distribuzione degli errori tra YOLO e YOLO→HRNet.

Immagini tratte dal materiale originale di tesi/ricerca.