Technology of Graphic & Image
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1850-1856,1869

Error prediction for lung CT images nonrigid registration based on machine learning

Error prediction for lung CT images nonrigid registration based on machine learning
Liu Yuhang1,2
Hu Jisu2
Chen Wenjian1
Qian Xusheng2
Dai Yakang2
Zhou Zhiyong2
1. School of Electronic & Optical Engineering, Nanjing University of Science & Technology, Nanjing 210094, China
2. Suzhou Institute of Biomedical Engineering & Technology, Chinese Academy of Science, Suzhou Jiangsu 215163, China

摘要

The registration quality assessment is usually given to human experts, which is time-consuming. The commonly used Dice score only focuses on the error at the edge of the tissue, which is difficult to assess the registration result within the tissue. To address these issues, this paper proposed a method to predict registration errors based on machine learning(PREML) in lung CT images. This method firstly constructed three types of features, such as deformation field statistical features, deformation field physiologically realistic features and image similarity features, then expanded the number of features by pooling, and finally used random forest regression to predict non-rigid registration errors. Moreover, it used an adaptive random perturbation to simulate the spatial distribution of lung registration errors to further improve the capability of error characterization of statistical features. The proposed method achieved a mean absolute error of 1.245±2.500 mm from ground truth on lung CT image datasets, outperforming the baseline method. The results show that PREML method has the advantages of high accuracy and robustness, enhancing the safety and effectiveness of registration algorithms in clinical applications.

基金项目

中国科学院青年创新促进会资助项目(2021324)
江苏省重点研发项目(BE2022049-2,BE2021053,BE2020625)
丽水市科技计划资助项目(2020ZDYF09)
苏州市科技计划资助项目(SS202054)

出版信息

DOI: 10.19734/j.issn.1001-3695.2022.09.0488
出版期卷: 《计算机应用研究》 Printed Article, 2023年第40卷 第6期
所属栏目: Technology of Graphic & Image
出版页码: 1850-1856,1869
文章编号: 1001-3695(2023)06-040-1850-07

发布历史

[2022-12-12] Accepted Paper
[2023-06-05] Printed Article

引用本文

刘宇航, 胡冀苏, 陈文建, 等. 基于机器学习的肺部CT图像非刚性配准误差预测方法 [J]. 计算机应用研究, 2023, 40 (6): 1850-1856,1869. (Liu Yuhang, Hu Jisu, Chen Wenjian, et al. Error prediction for lung CT images nonrigid registration based on machine learning [J]. Application Research of Computers, 2023, 40 (6): 1850-1856,1869. )

关于期刊

  • 计算机应用研究 月刊
  • Application Research of Computers
  • 刊号 ISSN 1001-3695
    CN  51-1196/TP

《计算机应用研究》创刊于1984年,是由四川省科技厅所属四川省计算机研究院主办的计算技术类学术刊物。

《计算机应用研究》瞄准本学科领域迫切需要的前沿技术,及时反映国内外计算机应用研究的主流技术、热点技术及最新发展趋势。主要刊载内容包括本学科领域高水平的学术论文、本学科最新科研成果和重大应用成果。栏目内容涉及计算机学科新理论、计算机基础理论、算法理论研究、算法设计与分析、区块链技术、系统软件与软件工程技术、模式识别与人工智能、体系结构、先进计算、并行处理、数据库技术、计算机网络与通信技术、信息安全技术、计算机图像图形学及其最新热点应用技术。

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