論文の概要: Projection-Domain Sensitivity Analysis of Vertebral DRRs Under Intrinsic Calibration Perturbation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.10551v1
• Date: Sun, 12 Jul 2026 03:34:29 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-14 15:40:48.464932
• Title: Projection-Domain Sensitivity Analysis of Vertebral DRRs Under Intrinsic Calibration Perturbation
• Title（参考訳）: 固有校正摂動下での垂直DRRの投射-主感度解析
• Abstract要約: 本研究は,内因性キャリブレーションが脊椎の蛍光投射と下流の登録性能に与える影響を評価するための総合的枠組みを提案する。 その結果,小さな内在性キャリブレーションの摂動でさえ,椎体投射形状,輪郭形態,ランドマークの局在,DRRの出現に有意な変化をもたらすことが明らかとなった。 このアプローチは、画像誘導脊椎におけるDRR生成と蛍光ガイド下脊椎登録の信頼性を向上させる可能性がある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.1669009168926365
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Accurate geometric calibration is essential for fluoroscopy-guided spinal imaging, digitally reconstructed radiograph (DRR) generation, and 2D--3D vertebral registration. Although calibration quality is typically evaluated using reconstruction-based metrics such as reprojection error, its influence on projection-domain consistency remains poorly understood. This study presents a synthetic framework for evaluating how intrinsic calibration perturbations affect vertebral fluoroscopic projections and downstream registration performance. CT-derived vertebral models and controlled cone-beam imaging geometry were used to generate DRRs with both ground-truth and perturbed intrinsic calibration parameters while maintaining identical anatomy and acquisition pose. Projection-domain changes were quantified using anatomical landmark displacement, contour distance, silhouette overlap, image similarity, and landmark-based 2D--3D registration accuracy in anterior--posterior (AP) and lateral (LAT) views. Results show that even small intrinsic calibration perturbations produce measurable changes in vertebral projection geometry, contour morphology, landmark localization, and DRR appearance. Sensitivity is strongly view dependent, with LAT projections exhibiting substantially greater deformation and anatomical displacement than AP projections. These projection inconsistencies also degrade downstream 2D--3D registration, particularly rotational alignment accuracy. The findings demonstrate that projection-domain consistency complements conventional reconstruction-based calibration metrics and provides a practical framework for assessing calibration robustness. This approach may improve the reliability of DRR generation and fluoroscopy-guided vertebral registration in image-guided spinal applications.
• Abstract（参考訳）: 正確な幾何学的校正は、蛍光ガイド下脊椎撮影、デジタル再構成X線撮影(DRR)、および2D--3D椎体登録に不可欠である。 キャリブレーションの品質は、リジェクションエラーなどの再構成に基づく指標を用いて評価されることが多いが、プロジェクション領域の整合性への影響はよく分かっていない。 本研究は,内因性キャリブレーションが脊椎の蛍光投射と下流の登録性能に与える影響を評価するための総合的枠組みを提案する。 CT由来の脊椎モデルとコントロールされたコーンビーム画像の形状は、同一の解剖と獲得のポーズを維持しながら、基底構造と摂動内在性キャリブレーションパラメータの両方でDRRを生成するために使用された。 投影領域の変化は解剖学的ランドマーク変位,輪郭距離,シルエットオーバーラップ,画像類似性,およびランドマークベース2D--3Dレジストレーション精度を用いて,前-後(AP)および側(LAT)ビューで定量化した。 その結果,小さな内在性キャリブレーションの摂動でさえ,椎体投射形状,輪郭形態,ランドマークの局在,DRRの出現に有意な変化が認められた。 LATプロジェクションはAPプロジェクションよりもかなり大きな変形と解剖学的変位を示す。 これらの投影不整合は下流の2D--3D登録、特に回転アライメント精度を低下させる。 その結果,投射領域の整合性は従来のリコンストラクションに基づく校正基準を補完し,校正の堅牢性を評価するための実践的な枠組みを提供することがわかった。 このアプローチは、画像誘導脊椎におけるDRR生成と蛍光ガイド下脊椎登録の信頼性を向上させる可能性がある。

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