干擾特徵移除於顱顏立體攝影與電腦斷層掃描影像合成之研究

隨著掃描技術快速發展，三維顱顏成像已獲得臨床認可並日益發揮著重要作用，對於正顎手術的術前規劃與術後評估的改進有著重要影響。三維顱顏成像能夠呈實現高度逼真的面部和顱顏骨骼面貌，並且可以藉由所取得的三維深度資訊以輔助較二維可靠的顱顏量測。此外，建立包括軟硬組織結構的三維頭部模型，一直以來是許多研究學者的長年目標。現存已有許多三維影像的擷取技術，例如三維面部雷射掃描，高分辨率的三維攝影和三維錐形束電腦斷層掃描。三維面部雷射掃描受限於其緩慢的拍攝速度和僅掃描正面的影像。三維攝影的特性為快速、高解析度、精確的軟組織結構，非放射性、非侵入性，但缺點是只有顱顏的表面(或皮膚)資訊。三維錐形束電腦斷層掃描可以呈現完整的立體結構，然而卻無法精確的表現軟組織的細緻紋理。 近幾年的研究亦著眼於此，從不同的影像掃描技術所取得的影像作疊合。其中，以三維攝影影像與三維錐形束電腦斷層掃描影像的融合為最主要探討對象。這些研究除了少數以整個配對影像作最佳化疊合之外，大多是在各自的配對影像搜尋特徵點，建構特徵點在配對影像中的對應連結，然後執行配對影像的疊合。此種方式，對於如果僅只是模型間的合成或形變，使用特徵點作為對位的依據是可行的。然而，對於顱顏手術的術後評估，其中突出的特點往往正是被動刀的對象，抑或在復原的過程中最易於腫脹和變形的部分，顱顏影像的疊合往往增加了相當的難度與挑戰。因此，在這個為期兩年的計劃中，我們提出了一個新穎的干擾區域去除（DRR）的方法來應對上述困難。 我們提出了一個兩階段式特徵識別方案。在第一階段中，最突出的特徵被截取，並視為干擾特徵。鄰近干擾特徵經本計畫所提出的群域成長後形成干擾區域，並從影像中去除。在第二階段中，我們從所剩下沒有干擾區域的影像中擷取次要特徵，也就是本計畫所提的二次特徵，進而群域成長為二次特徵區域(SFR)。在配對影像各自的二次特徵區域對應中，我們獲致最終的顱顏影像疊合結果。 在初步的研究中，我們使用 5對我們在五對三維攝影影像與三維錐形束電腦斷層掃描影像。我們初步實作了使用干擾區域去除與不使用干擾區域去除技術的疊合方法。經統計分析，本計畫所提的方法預期可顯著改善以往研究的疊合正確率與穩定度(p＜0.01)。

系統編號:PB10308-2698
原計畫編號:MOST103-2221-E182-037