关键词:
人工智能
深度学习
空间关键点
寰椎
椎弓根螺钉
摘要:
目的探讨人工智能(artificial intelligence,AI)辅助寰椎平行于矢状面的椎弓根螺钉自动规划中的安全性和准确性。方法选取2020年1月—2023年12月在自贡市第四人民医院完成颈椎CT扫描人群。采用随机数字表法将纳入人群的80%作为训练模型(训练组),20%作为验证模型(验证组)。将训练组的颈椎CT原始数据导入ITK-SNAP软件进行特征点标记,并选取4个特征点。采用空间关键点定位算法对训练组的寰椎标记点进行训练,以获取4个特征点的加权函数模型。最终将算法进行编译,形成可视化界面,导入验证组的寰椎CT数据计算椎弓根螺钉路径。结果共纳入CT扫描人群500例。其中,训练组400例,验证组100例。空间关键点的平均定位误差为(0.47±0.16)mm;规划的椎弓根螺钉中心线与椎弓根内边缘平均距离为(2.86±0.12)mm。对于寰椎椎弓根足够容纳直径3.5 mm的椎体,能安全进行平行于矢状面的椎弓根螺钉置入和三维显示,无皮质突破的情况。结论对于寰椎平行于矢状面的椎弓根螺钉规划,基于前、后结节和双侧切点的空间定位算法进行训练,能获得安全和准确的椎弓根螺钉AI规划路径;为骨科机器人自动置钉提供理论基础。对于寰椎椎弓根狭窄或异型的椎体,需要进一步扩大训练数据,以扩大该算法的适应范围和提高其准确度。