Разработка алгоритма обработки результатов мультиспиральной компьютерной томографии глазницы в автоматическом режиме для построения трехмерной модели глазницы и орбитального имплантата

Abstract

Цель: разработка технологии построения 3D модели нижних и медиальных костей лицевого черепа с сохранением полной информации об их геометрии на основе результатов мультиспиральной компьютерной томографии (файлы DICOM). Материал и методы. Во время исследования были проанализированы DICOM-изображения пациентов. Результаты. Разработан алгоритм подготовки DICOM-изображений для построения трехмерной модели костей лицевого черепа. Алгоритм обработки DICOM-изображений снизил уровень потери данных о тонких костях орбиты при построении трехмерной модели костей лицевого черепа с 22-31% до 3-5%. Разработанное программное обеспечение автоматически изменяет цвет пикселей тонких костей орбиты с серого на белый. Тонкие кости орбиты были расширены на один пиксель с помощью алгоритма обработки DICOM-изображений. Выводы. Анализ результатов обработки изображений разработанным программным обеспечением проведен с использованием программного обеспечения 3D Slicer. В результате разработки данного программного средства удалось получить полноразмерную 3D модель глазницы с дефектом костей и 3D модель индивидуального орбитального имплантата.

The aim of the work is to develop a technology for constructing a 3D model of the lower and medial bones of the facial skull while preserving complete information about their geometry based on the results of multispiral computed tomography (DICOM files). Material and methods: During the study, DICOM images of patients were analyzed. Results. An algorithm for preparing DICOM images for constructing a three-dimensional model of the facial bones has been developed. The DICOM image processing algorithm reduced the level of data loss on the thin bones of the orbit when constructing a three-dimensional model of the facial bones from 22–31% to 3–5%. The developed software automatically changes the color of the pixels of the thin orbital bones from gray to white. The thin orbital bones were expanded by one pixel using the DICOM image processing algorithm. Conclusions. The analysis of the image processing results by the developed software was carried out using the 3D Slicer software. As a result of the development of this software, it was possible to obtain a full-size 3D model of the orbit with a bone defect and a 3D model of an individual orbital implant.