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परिशुद्धता माप और Vertebral Endplates के पैरामीट्रिक मॉडल

Published: September 17, 2019 doi: 10.3791/59371
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1
1Department of Spinal Surgery, Shanghai East Hospital, Tongji University School of Medicine

Summary

एक रिवर्स इंजीनियरिंग प्रणाली को रिकॉर्ड और कशेरुक endplates के विस्तृत और व्यापक ज्यामिति डेटा प्राप्त करने के लिए कार्यरत है. कशेरुक endplate के पैरामीट्रिक मॉडल तो विकसित कर रहे हैं, जो व्यक्तिगत रीढ़ की हड्डी प्रत्यारोपण डिजाइन करने के लिए फायदेमंद होते हैं, नैदानिक निदान बनाने, और सटीक परिमित तत्व मॉडल विकसित.

Abstract

कशेरुकी एंडप्लेट्स का विस्तृत और व्यापक ज्यामितीय डेटा रीढ़ की हड्डी, डिजाइन और रीढ़ की हड्डी प्रत्यारोपण में सुधार के परिमित तत्व मॉडल की निष्ठा में सुधार करने के लिए महत्वपूर्ण और आवश्यक है, और अपक्षयी परिवर्तन और जैव-यांत्रिकी को समझते हैं। इस प्रोटोकॉल में, एक उच्च गति और अत्यधिक सटीक स्कैनर एक डिजिटल बिंदु बादल में एंडप्लेट सतहों के आकारिकी डेटा परिवर्तित करने के लिए कार्यरत है। सॉफ्टवेयर प्रणाली में, बिंदु बादल आगे संसाधित और तीन आयामों में पुनर्निर्माण किया है. फिर, एक माप प्रोटोकॉल किया जाता है, जिसमें प्रत्येक बिंदु को 3 डी निर्देशांक, तीन सैगिटल और तीन ललाट सतह वक्र बनाने के लिए परिभाषित 3 डी निर्देशांक प्रणाली शामिल होती है जो एंडप्लेट सतह पर सममित रूप से फिट होते हैं, और 11 समदूरीक बिंदु जो हैं प्रत्येक वक्र में चयनित. मापन और स्थानिक विश्लेषण अंत में एंडप्लेट के ज्यामितीय डेटा प्राप्त करने के लिए किया जाता है। वक्रों तथा पृष्ठों की आकृतिविज्ञान का प्रतिनिधित्व करने वाले परामितीय समीकरण अभिलक्षणों के आधार पर लगाए जाते हैं। सुझाव दिया प्रोटोकॉल, जो मॉड्यूलर है, कशेरुक endplates के ज्यामितीय डेटा प्राप्त करने के लिए एक सटीक और reproducible विधि प्रदान करता है और भविष्य में और अधिक परिष्कृत रूपात्मक अध्ययन में सहायता कर सकते हैं. यह भी व्यक्तिगत रीढ़ की हड्डी प्रत्यारोपण डिजाइन करने के लिए योगदान देगा, शल्य चिकित्सा कृत्यों की योजना बना, नैदानिक निदान बनाने, और सटीक परिमित तत्व मॉडल के विकास.

Introduction

कशेरुकी एंडप्लेट कशेरुकी शरीर का सबसे बेहतर या निम्न खोल होता है और यह डिस्क और कशेरुकी शरीर1के बीच तनाव को स्थानांतरित करने के लिए यांत्रिक अंतराफलक के रूप में कार्य करता है . इसमें एपिफिसील रिम होता है, जो कशेरुकी शरीर के बाहरी रिम के चारों ओर एक मजबूत और ठोस बोनी लेब्रम होता है, और केंद्रीय एंडप्लेट, जो पतली और छिद्रयुक्त2होता है।

रीढ़ अपक्षयी, दर्दनाक, और neoplastic विकारों की एक विस्तृत सरणी के अधीन है, जो शल्य चिकित्सा हस्तक्षेप वारंट कर सकते हैं. हाल ही में, इस तरह के कृत्रिम डिस्क और पिंजरों के रूप में रीढ़ की हड्डी उपकरणों व्यापक रूप से इस्तेमाल किया गया है। एंडप्लेट्स के सटीक और विस्तृत रूपमितीय पैरामीटर प्रभावी कृत्रिम अंग-कशेरुक संपर्क और हड्डी वृद्धि क्षमता3के साथ रीढ़ की हड्डी प्रत्यारोपण के डिजाइन और सुधार के लिए आवश्यक हैं। इसके अलावा, सही आकार और कशेरुक endplates की ज्यामिति के बारे में जानकारी biomechanics को समझने के लिए महत्वपूर्ण है. हालांकि परिमित तत्व मॉडलिंग असली कशेरुकी के अनुकरण के लिए अनुमति देता है और व्यापक रूप से विभिन्न लोड हो रहा है शर्तों के लिए रीढ़ की हड्डी की प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल किया गया है4,इस तकनीक रोगी विशिष्ट और सभी के लिए सामान्य नहीं है कशेरुक. यह सुझाव दिया गया है कि परिमित तत्व मॉडल5का विकास करते समय सामान्य जनसंख्या में कशेरुकी ज्यामिति की आंतरिक परिवर्तनशीलता पर विचार किया जाना चाहिए . इसलिए, endplates के ज्यामितीय मानकों सीमित तत्व मॉडलिंग में जाल पीढ़ी और निष्ठा वृद्धि के लिए अनुकूल हैं.

यद्यपि एंडप्लेट ज्यामिति और प्रत्यारोपण सतह के मिलान के महत्व पर पिछलेअध्ययनोंमें चर्चा की गई है 6,7,8, कशेरुक अंत प्लेट्स की आकृति विज्ञान पर डेटा दुर्लभ है। अधिकांश पिछले अध्ययन एंडप्लेट9,10,11के 3 डी प्रकृति को प्रकट करने में असफल रहे हैं . एंडप्लेट आकृति विज्ञान12,13,14को बेहतर और पूरी तरह से चित्रित करने के लिए स्थानिक विश्लेषण की आवश्यकता होती है . इसके अलावा , अधिकांश अध्ययनों में कम परिशुद्धता मापन तकनीक10,15,16का र्यरत है . इसके अलावा, महत्वपूर्ण आवर्धन की सूचना मिली है जब ज्यामिति पैरामीटर रेडियोग्राफी या गणना टोमोग्राफी (सीटी)17,18को रोजगार से मापा जाता है। हालांकि चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) गैर इनवेसिव माना जाता है, यह11अस्थि संरचनाओं के सटीक मार्जिन को परिभाषित करने में कम सटीक है। एक मानकीकृत माप प्रोटोकॉल की कमी के कारण, मौजूदा ज्यामितीय डेटा के बीच बड़े अंतर हैं.

हाल के वर्षों में, रिवर्स इंजीनियरिंग, जो कम्प्यूटरीकृत ठोस मॉडल में मौजूदा भौतिक भागों digitize कर सकते हैं, तेजी से चिकित्सा के क्षेत्र में लागू किया गया है. इस तकनीक से परिष्कृत कशेरुकी सतहों के शारीरिक चरित्र का सही प्रतिनिधित्व विकसित करना संभव हो जाता है। इंस्ट्रूमेंटेशन सिस्टम और सॉफ्टवेयर सिस्टम: रिवर्स इंजीनियरिंग प्रणाली दो उपतंत्र शामिल हैं। इंस्ट्रूमेंटेशन प्रणाली इस प्रोटोकॉल में अपनाया एक गैर संपर्क ऑप्टिकल 3 डी रेंज flatbed स्कैनर है, जो उच्च गति और अत्यधिक सटीक है (शुद्धि 0.02 मिमी, 1,628 x 1,236 पिक्सल). स्कैनर कुशलतापूर्वक (इनपुट समय 3 s) लक्ष्य वस्तु की सतह आकृति विज्ञान जानकारी पर कब्जा कर सकते हैं और यह डिजिटल बिंदु बादल में परिवर्तित. सॉफ्टवेयर प्रणाली (यानी, रिवर्स इंजीनियरिंग सॉफ्टवेयर) बिंदु बादल डेटा प्रसंस्करण के लिए एक कंप्यूटर अनुप्रयोग है (सामग्री की तालिकादेखें), 3 डी सतह मॉडल पुनर्निर्माण, मुक्त वक्र और सतह संपादन, और डेटा प्रसंस्करण (तालिका देखें सामग्री)।

वर्तमान रिपोर्ट के प्रयोजनों के लिए कर रहे हैं (1) एक माप प्रोटोकॉल और एल्गोरिथ्म तैयार करने के लिए एक रिवर्स इंजीनियरिंग तकनीक के आधार पर कशेरुक endplates के मात्रात्मक मानकों को प्राप्त करने के लिए, (2) एक गणितीय मॉडल है कि एक यथार्थवादी के लिए अनुमति देता है विकसित बहुत सारे स्थलों के डिजिटाइज़ किए बिना कशेरुक एंडप्लेट का प्रतिनिधित्व। इन तरीकों शल्य कार्य योजना और परिमित तत्व मॉडलिंग के लिए फायदेमंद होगा.

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Protocol

इस अध्ययन के लेखक संस्थान के स्वास्थ्य अनुसंधान नैतिकता बोर्ड द्वारा अनुमोदित किया गया था. गर्भाशय ग्रीवा कशेरुक हड्डियों के रूप में और अधिक जटिल आकार19है, प्रोटोकॉल प्रासंगिक अनुसंधान की सुविधा के लिए एक उदाहरण के रूप में गर्भाशय ग्रीवा कशेरुकी का उपयोग करता है।

1. सामग्री की तैयारी, स्कैनिंग, और छवि प्रसंस्करण

  1. पैथोलॉजिकल विरूपण या टूटे हुए भागों के बिना एक सूखी गर्भाशय ग्रीवा कशेरुक लीजिए।
  2. कशेरुक को स्कैनर के प्लेटफार्म पर लंबवत रखें (चित्र 1, सामग्री की सारणीदेखें), जिसमें एंडप्लेट कैमरे के लेंस का सामना कर रहा है। स्कैनर के सक्रिय प्रकाश स्रोत का उपयोग करें. उसके बाद, बिंदु बादल डेटा प्राप्त करने के लिए स्कैनिंग प्रक्रिया प्रारंभ करें (. एएससी प्रारूप).
    नोट: पूर्व स्कैन छवियों के अनुसार, संभव के रूप में ज्यादा सतह आकृति विज्ञान जानकारी पर कब्जा करने के लिए स्कैनर और कशेरुक की स्थिति को समायोजित करें।
  3. सॉफ्टवेयर खोलें विशेष रूप से प्रसंस्करण बिंदु बादलों के लिए इस्तेमाल किया (सामग्री की तालिकादेखें). बिंदु क्लाउड डेटा आयात करने और कशेरुक का डिजिटल ग्राफ़िक जनरेट करने के लिए आयात करें क्लिक करें. नमूना दर को 100% पर सेट करें, पूर्ण डेटा को सैम्पलिंग पर रखेंका चयन करें, मिलीमीटर के रूप में डेटा की इकाई का चयन करें, और छाया बिंदुक्लिक करें. ग्राफ़िक पर अनावश्यक बिंदुओं का चयन करने के लिए लासो चयन उपकरण का उपयोग करें, फिर उन्हें निकालने के लिए हटाएँ क्लिक करें. शोर कम करें क्लिक करें और शोर और spikes को कम करने के लिए अपनी अधिकतम करने के लिए चिकनाई स्तर सेट ( चित्र2A, बी) .
    नोट: जीयूआई (ग्राफिकल यूजर इंटरफेस) के निचले भाग में मूल सॉफ़्टवेयर कार्रवाई निर्देश हैं। स्पष्ट तेज spurs के साथ शोर अंक बाद में या खड़ी त्रुटि को कम करने के लिए हटाया जाना चाहिए.
  4. बिंदु क्लाउड को मेश में रूपांतरित करने के लिए इमेजिंग डेटा को .stl स्वरूप फ़ाइल में पैकेज करने के लिए लपेटें क्लिक करें, जो बिंदु ऑब्जेक्ट को बहुभुज ऑब्जेक्ट में कनवर्ट कर देगा.
    नोट: रिवर्स इंजीनियरिंग सॉफ्टवेयर आमतौर पर .stl शैली 3 डी प्रारूप स्वीकार करता है।
  5. सॉफ्टवेयर विशेष रूप से 3 डी पुनर्निर्माण और डेटा प्रसंस्करण के लिए इस्तेमाल खुला (सामग्री की तालिकादेखें). फ़ाइल क्लिक करें फिर सबमेनू में नया. प्रकारों की सूची में भाग का चयन करें. प्रारंभ करेंक्लिक करें, फिर सबमेनू में आकृति दें, फिर डिजीटल आकृति संपादकपर क्लिक करें. GUI के दाईं ओर उपकरण पट्टी में आयात करें चिह्न क्लिक करें. आयात विंडो में, .stl स्वरूप फ़ाइल का चयन करें, फिर लागू करें और ठीक करें क्लिक करें. प्रस्तुति सॉफ़्टवेयर की मुख्य विंडो के लिए पुनर्निर्मित छवि को लोड करने के लिए नीचे उपकरण पट्टी में सभी फ़िट करें क्लिक करें.
    नोट: चरण 1.5-2.3.3 एक ही सॉफ्टवेयर के साथ प्रदर्शन कर रहे हैं.
  6. दाईं ओर उपकरण पट्टी में सक्रिय करें क्लिक करें. सक्रिय विंडो में, ट्रैप मोड का चयन करें ] फिर, अनावश्यक कशेरुक घटकों को हटाने के लिए 3D छवि पर कशेरुक एंडप्लेट का चयन करें, जैसे कि पश्च तत्व और ऑस्टियोफाइट्स (चित्र 2C)।

2. एंडप्लेट के 3 डी आकारिकी का परिमाणीकरण

  1. एंडप्लेट 3 डी निर्देशांक प्रणाली को परिभाषित करना
    1. सबमेनू में प्रारंभ करें क्लिक करें और आकृति, फिर जनरेट कर सकते हैं आकृति डिज़ाइनकरें. दाईं ओर उपकरण पट्टी में पॉइंट आइकन क्लिक करें. एपिफिसील रिम पर तीन परमाणु स्थलों को चिह्नित करें: पहले दो क्रमशः एंडप्लेट पीछे के किनारे के बाएं और दाएं अंतिमबिंदु हैं; तीसरा पूर्ववर्ती मध्य बिंदु है।
    2. दाईं ओर उपकरण पट्टी में रेखा चिह्न क्लिक करें और पीछे की रेखा रेखा निर्धारित करने के लिए दो पीछे के किनारे अंतिमबिंदु का चयन करें। विमान आइकन पर क्लिक करें, वक्र करने के लिए सामान्य होने के लिए विमान प्रकार का चयन करें, तो मध्य sagittal विमान को परिभाषित करने के लिए पीछे ललाट रेखा और पूर्वकाल मध्य बिंदु का चयन करें।
    3. प्रारंभ करें क्लिक करें gt; आकार gt; त्वरित सतह पुनर्निर्माण| प्लैनार सेक्शन आइकन पर क्लिक करें, संख्या विकल्प में 1 दर्ज करें, फिर एक प्रतिच्छेदी वक्र उत्पन्न करने के लिए एंडप्लेट छवि और मध्य-सगीटल विमान का चयन करें। स्कैन आइकन से वक्र पर क्लिक करें और प्रतिच्छेदी वक्र और पीछे epiphyseal रिम के चौराहे का चयन करें. प्रतिच्छेदन को पश्च मध्य बिंदु के रूप में परिभाषित करें.
    4. प्रारंभ करें क्लिक करें gt; आकृति ] रेखा चिह्न क्लिक करें और मध्य-सगीटल व्यास निर्धारित करने के लिए पूर्वकाल मध्य बिंदु और पश्च मध्य बिंदु का चयन करें. प्वाइंट आइकन पर क्लिक करें, फिर सबमेनू में अंक और विमानों की पुनरावृत्ति. फिर, मध्य-सगीताल व्यास का चयन करें और मध्य-सगीताल व्यास के मध्य बिंदु को परिभाषित करने के लिए Instance(s) विकल्प में 1 दर्ज करें।
    5. निचले भाग पर उपकरण पट्टी में अक्ष सिस्टम चिह्न क्लिक करें. फिर, मूल के रूप में मध्य-सगितल व्यास के मध्य बिंदु का चयन करें, x-अक्ष के रूप में पीछे की ललाट रेखा के समानांतर रेखा, y-अक्ष के रूप में मध्य-सगीताल व्यास, और x-y तल के लिए आगे की ओर इंगित करने वाली रेखा और z-अक्ष के रूप में x-y तल के लंबवत रेखा(चित्र 3) ).
      नोट: दो पीछे के किनारे अंतिमबिंदु संदर्भ बिंदु ओंठ के रूप में चुने जाते हैं क्योंकि वे संगत होते हैं और ऑस्टियोफाइट्स10की उपस्थिति में न्यूनतम भिन्नता दिखाते हैं।
  2. अंतप्लेट सतह पर अभिलक्षण वक्र तथा बिंदुओं को फिट करना (चित्र 4क-डी)
    1. प्वाइंट आइकन पर क्लिक करें, फिर सबमेनू में अंक और विमानों की पुनरावृत्ति. मध्य-सगितल व्यास का चयन करें और मध्य-सगिटल व्यास को समान रूप से चार भागों में विभाजित करने के लिए इंस्टेंस (ओं) विकल्प में 3 दर्ज करें।
    2. प्रारंभ करें क्लिक करें gt; आकार gt; त्वरित सतह पुनर्निर्माण| प्लैनार अनुभाग चिह्न पर क्लिक करें, संख्या विकल्प में 1 दर्ज करें, फिर एक प्रतिच्छेदी वक्र उत्पन्न करने के लिए एंडप्लेट छवि और x-z विमान का चयन करें। स्कैन आइकन से वक्र पर क्लिक करें और x-z विमान और epiphyseal रिम के दो चौराहों का चयन करें.
    3. मध्य ललाट व्यास के रूप में दो प्रतिच्छेदन के बीच की रेखा को परिभाषित करें। उसी तरह, मध्य ललाट व्यास को समान रूप से चार भागों में विभाजित करें।
      नोट: जब एंडप्लेट मेड-सगिटल प्लेन के सापेक्ष सममित नहीं है, तो मध्य-ललाट वक्र के दो अंतिमबिंदुमें में से एक चुनें जिसमें z-y समतल के लिए एक छोटी ऊर्ध्वाधर दूरी होती है। फिर, मध्य-सामने व्यास को छोटे की लंबाई 2x के रूप में परिभाषित करें, और इसे समान रूप से चार भागों में विभाजित करें।
    4. मध्य-सगीताल व्यास के एक चौथाई की लंबाई को मापने के लिए नीचे उपकरण पट्टी में चिह्न के बीच माप ें क्लिक करें. प्लैनार सेक्शन आइकन पर क्लिक करें, संख्या विकल्प में 2 दर्ज करें, चरण विकल्प में मापित मान दर्ज करें, फिर ललाट भाग के एक तरफ दो फिटिंग वक्र उत्पन्न करने के लिए एंडप्लेट छवि और x-z विमान का चयन करें। दूसरी तरफ दो फिटिंग घटता उत्पन्न करने के लिए स्वैप क्लिक करें। इसी प्रकार, धनु तल में अन्य तीन फिटिंग वक्र प्राप्त की।
      नोट: दो मध्य सामने फिटिंग घटता दो मध्य sagittal फिटिंग घटता के साथ ओवरलैप.
    5. बाद के माप के लिए प्रत्येक वक्र में 11 समदूरीक बिंदुओं का चयन करें। विशिष्ट विधि निम्नानुसार है:
      1. एक उदाहरण के रूप में मध्य sagittal वक्र ले रही है, मध्य sagital व्यास को समान रूप से 10 भागों में विभाजित, नौ मध्यवर्ती अंक और दो समापन बिंदु सहित 11 अंक का योग में जिसके परिणामस्वरूप (चरणों 2.1.3 और 2.2.1) का संदर्भ लें.
      2. प्रत्येक समदूरीक बिंदु के माध्यम से जाओ, एंडप्लेट सतह पर नौ फिटिंग घटता प्राप्त (चरण 2.2.2 को देखें). स्कैन आइकन से वक्र क्लिक करें और फिटिंग घटता और मध्य sagittal वक्र के चौराहे का चयन करें. अंत में, प्रत्येक एंडप्लेट पर कुल 66 अंक (प्रति वक्र 11 अंक छह वक्रों द्वारा गुणा) प्राप्त करें। प्रत्येक बिंदु के निर्देशांकों को मापने के लिए नीचे उपकरण पट्टी में आइटम मापें चिह्न क्लिक करें.
  3. एंडप्लेट आकृतिक पैरामीटर का मापन
    1. रेखा पैरामीटर:
      1. दो मापे गए बिंदुओं के बीच की दूरी है जो रेखा पैरामीटर की लंबाई को मापने के लिए चिह्न के बीच मापें क्लिक करें।
    2. Concavity पैरामीटर:
      1. x-y विमान के समानांतर एक समतल बनाएँ (चित्र 5A) : प्रारंभ करें पर क्लिक करें ] आकार और वंशगत आकृति डिज़ाइनकरें. दाईं ओर उपकरण पट्टी में स्केच चिह्न क्लिक करें, फिर x-y विमान क्लिक करें. सर्किल आइकन पर क्लिक करें, एंडप्लेट सतह पर मूल क्लिक करें, माउस के कर्सर को उचित दूरी पर खींचें, फिर क्लिक करें. बाहर निकलें कार्यबैकेच चिह्न क्लिक करें, फिर भरण चिह्न क्लिक करें, और तब क्लिक करें.
      2. ऑफ़सेट आइकन पर क्लिक करें, भरे हुए विमान का चयन करें, और ऑफ़सेट विकल्प में एक उचित मान दर्ज करें जब तक कि यह सबसे अवतल भाग के लिए स्पर्शज्या न हो, और ज़ूम इन करें. प्रारंभ करें क्लिक करें gt; आकृति ] त्वरित सतह पुनर्रचना. फिर, खोजने के लिए और सबसे अवतल बिंदु बनाने के लिए 3 डी वक्र चिह्न क्लिक करें। सबसे अवतल बिंदु के निर्देशांकों को मापने के लिए आइटम को मापें चिह्न क्लिक करें (चित्र 5B).
      3. आइकन के बीच उपाय पर क्लिक करें, फिर पूरे एंडप्लेट concavity गहराई को मापने के लिए सबसे अवतल बिंदु और x-y विमान का चयन करें। इसी प्रकार, किसी विशेष तल पर सबसे अवतल गहराई ढूंढिए और मापिए तथा इसके निर्देशांकों को मापिए।
      4. दाईं ओर उपकरण पट्टी में प्रोजेक्शन चिह्न क्लिक करें, फिर प्रक्षेपी बिंदु प्राप्त करने के लिए सबसे अवतल बिंदु और x-y विमान का चयन करें. प्रोजेक्टिव पॉइंट के निर्देशांकों को मापने और निर्देशांकों के आधार पर उसका वितरण निर्धारित करने के लिए आइटम मापना चिह्न क्लिक करें.
    3. सतह क्षेत्र पैरामीटर:
      1. नीचे उपकरण पट्टी में माप Inertia चिह्न क्लिक करें और इसके क्षेत्र को मापने के लिए endplate सतह पर क्लिक करें। सक्रिय चिह्न क्लिक करें और एपिफिसील रिंग के आंतरिक हाशिये के साथ केंद्रीय एंडप्लेट का चयन करें (चरण 1-6 को संदर्भित करें), फिर इसके क्षेत्र को मापने के लिए इनरशिया चिह्न मापें क्लिक करें (चित्र 5C) . सक्रिय आइकन पर क्लिक करें, तो केंद्रीय एंडप्लेट, और अंत में एक epiphyseal रिम प्राप्त करने के लिए सक्रिय विंडो में स्वैप आइकन. फिर, इसके क्षेत्र को मापें।

3. एंडप्लेट सतह गणितीय मॉडल का विकास

  1. पैरामीट्रिक समीकरण के उपयुक्त क्रम का निर्धारण
    1. डेटा विश्लेषण और दृश्य सॉफ़्टवेयर खोलें (सामग्री तालिकादेखें ). आदेश विंडो में इनपुट x [संगत डेटा]। दर्जकरें पर क्लिक करें.
      नोट: "संगत डेटा" पिछले चरणों में मापा गया है जो एक वक्र में 11 विशेषता बिंदुओं के x-निर्देशांक डेटा को संदर्भित करता है। प्रत्येक आदेश inputting के बाद दर्ज करें क्लिक करें, बाद में कार्रवाई करने के लिए एक ही आवेदन के साथ. चरण 3-1-5-5 समान रूप से समान रूप से एक ही सॉफ्टवेयर के साथ निष्पादित किए जाते हैं।
    2. उसी तरह, इनपुट z [संगत डेटा]|
    3. i के लिए कोड इनपुट 1:5 z2-polyfit (x,z,i); [पॉलीवाल (z2,x); यदि योग ([[-z).[2)]lt;0.01 C$i break; अंत; अंत|
      नोट: प्रोटोकॉल उच्च परिशुद्धता प्राप्त करने के लिए 0.01 से नीचे वर्गों की त्रुटि योग सेट करता है, जिसका मान विभिन्न मांगों को पूरा करने के लिए पुनर्समायोजित किया जा सकता है।
    4. इच्छित फ़िट क्रम है जो C मान प्राप्त करने के लिए दर्ज करें क्लिक करें।
  2. पैरामीटर समीकरण फिटिंग
    1. इनपुट cftool और वक्र फिटिंग उपकरण लाने के लिए दर्ज करें क्लिक करें.
    2. आदेश विंडो में किसी वक्र के निर्देशांक इनपुट करें (3.1.1 और 3.1.2 चरणों को देखें)। वक्र फिटिंग उपकरण में, x-निर्देशांक डेटा का चयन करें जब ललाट तल वक्रऔर y-निर्देशांक डेटा को फिट करते समय x डेटा विकल्प में धनुतल तल वक्रों को उपयुक्त करते हैं, y डेटा विकल्प में z-निर्देशांक डेटा का चयन करें, बहुपदका चयन करें, और फिट क्रम दर्ज करें प्राप्त. फिर, सॉफ्टवेयर पैरामीट्रिक समीकरण और फिट की अच्छाई स्वचालित रूप से उत्पादन होगा.
      नोट: के रूप में वक्र एक 2डी छवि है, डिफ़ॉल्ट काम विकल्प वक्र फिटिंग उपकरण में एक्स और वाई विकल्प है जब एक वक्र फिटिंग.
    3. इसी तरह, इनपुट 66 अंक के 3 डी निर्देशांक और इसी अक्ष विकल्पों के लिए समन्वय डेटा से मेल खाते हैं. बहुपद का चयन करें और एंडप्लेट सतह के पैरामीट्रिक समीकरण प्राप्त करने के लिए उपयुक्त क्रम दर्ज करें (चित्र 6ख)।

4. पैरामीट्रिक समीकरण के आधार पर ज्यामितीय डेटा का अधिग्रहण

  1. आदेश विंडो में एंडप्लेट पर किसी भी बिंदु के x- और y-निर्देशांक मान इनपुट करें.
  2. इनपुट PX1, PX2, PX3....
    नोट: Px ऊपर दिए गए चरणों में बहुपद का उपयोग कर फिट किया गया है कि पैरामीट्रिक समीकरण के पैरामीटर है।
  3. समीकरण इनपुट और परिणाम प्राप्त करने के लिए दर्ज करें क्लिक करें (यानी, इनपुट स्वरूप: z ] P00 + P10* x + P01*y + P20* x$2 + P11* x *y + P02*y$2 + P30* x$3 + P21x ]2 *y + P12 *x *y$2 + P03*y$3 + P40*x$4 + P31*x$3*y + P22*x$2 *y]2 + P13*x *y]y 3 3 + P04*y$4) |

5. पैरामीट्रिक समीकरण के आधार पर एंडप्लेट का प्रतिनिधित्व

  1. इनपुट PX1, PX2, PX3.... आदेश विंडो में.
  2. कोड X$N1:0.01:N2;इनपुट करें.
    नोट: छ1-ै2 X-अक्ष डेटा की श्रेणी है (अर्थातमध्य-कोरोनल वक्र के दो अंतिमबिंदुयों के मान).।
  3. कोड इनपुट "Y$N3:0.01:N4;".
  4. समीकरण इनपुट (i.e., z](x,y) P00 +P10.* x + P01.*y + P20.* x.$2 + P11.* x.*y.y + P02 .* P 02 .* P.x.y.y. 03.*y.$3 + P40.* x.$4 + P31.* x.$3.*y + P22.*x.$2.*y.$2+ P13.*x.*y.$3 + P04.*y.$4;.
  5. 3D सिमुलेशन ग्राफ़िक्स (चित्र 6C) प्राप्त करने के लिए कोड ezmesh (z, [N1,N2,N3,N4]) इनपुट करें.

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Representative Results

अत्यधिक सटीक ऑप्टिकल 3 डी रेंज flatbed स्कैनर का उपयोग करना, endplates अधिक से अधिक 45,000 डिजिटल अंक है, जो पर्याप्त रूपात्मकता की विशेषता में परिवर्तित कर रहे थे (चित्र 2A,B).

माप प्रोटोकॉल में, एंडप्लेट सतहों का स्थानिक विश्लेषण किया गया था। प्रतिनिधि वक्रों को आकारिकी की विशेषता के लिए सतह पर लगाया गया और परिमाणित किया गया (चित्र 4ख) । रैखिक पैरामीटर दो अंतिमबिंदु के बीच की दूरी की गणना करके मापा गया. प्राप्त मापनों में मध्य-सगीता तल में concavity गहराई और concavity शीर्ष स्थान शामिल हैं, पूरे एंडप्लेट concavity और किसी भी विशिष्ट खंड के उन लोगों के अलावा (चित्र 5B)। एंडप्लेट्स, एपिफिसील रिम, और सेंट्रल एंडप्लेट के घटकों को अलग किया गया (चित्र 5 C) और उनकी लंबाई और क्षेत्रों को आसानी से प्राप्त किया गया था।

कुल 138 ग्रीवा कशेरुकी एंडप्लेट को डिजीटल और विश्लेषण किया गया था, और एंडप्लेट के गणितीय मॉडल की स्थापना की गई थी। प्रोटोकॉल 0.01 से नीचे वर्ग त्रुटि का योग सेट करता है, और यह निष्कर्ष निकाला गया था कि चार क्रम बहुपद समारोह का उपयोग संतोष प्राप्त कर सकता है.

प्रत्येक वक्र का प्राचलिक समीकरण 11 बिंदुओं के निर्देशांकों के आधार पर कम किया गया था: f(x) ] P1*x$4 + P2*x$3 + P3*x$2 + P4*x + P5. च्1,च् 2, च3, च् 4 तथाच् 5 पैरामीटर थे, जिनके सटीक मान सारणी 1में दर्शाए गए हैं।

एंडप्लेट सतह के रूपात्मक विशेषताओं का प्रतिनिधित्व करने वाला पैरामीट्रिक समीकरण है:

F(x, y) ] P00 + P10* x + P01*y + P20*x$2+ P11*x *y 2 + P 3*x$3 +P2 * X $ 3 * X$2 + P12* X ]2 + P03* Y $3 Py ]3 *x $2 *y$2 + P13*x *y]3 + P04*y$4

कहाँ: PXYs पैरामीटर हैं, जो 66 बिंदुओं(सारणी 2)के पूर्व-मापित निर्देशांकों से कम किए गए थे।

Figure 1
चित्रा 1: गैर संपर्क ऑप्टिकल 3 डी रेंज flatbed स्कैनर. स्कैनर, जो heterodyne बहु आवृत्ति चरण बदलाव 3 डी ऑप्टिकल माप प्रौद्योगिकी पर आधारित है, ऑप्टिकल माप (दो कैमरों और एक प्रोजेक्टर के आसपास एकीकृत) और नियंत्रण उपकरणों भी शामिल है. इस उपकरण की प्रेसिजन 0.02 मिमी है, और पिक्सल 1628 x 1236 हैं। स्कैनर कुशलतापूर्वक (इनपुट समय 3 s) एक लक्ष्य वस्तु की सतह ज्यामिति digitize कर सकते हैं. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 2
चित्र 2: कशेरुकी सतह का बिंदु बादल और एंडप्लेट का 3 डी पुनर्निर्माण। (क)और(ख) विशेष रूप से प्रसंस्करण बिंदु बादलों के लिए उपयोग किए जाने वाले सॉफ्टवेयर द्वारा उत्पन्न गर्भाशय ग्रीवा कशेरुक की निम्न और श्रेष्ठ सतहें हैं। (ग) और(घ) विशेष रूप से 3 डी पुनर्निर्माण और डेटा प्रोसेसिंग के लिए प्रयुक्त सॉफ्टवेयर द्वारा उत्पन्न अवर और बेहतर एंडप्लेट्स का 3 डी पुनर्निर्माण है। पीछे के तत्वों और ऑस्टियोफाइट्स को कशेरुकी से हटा दिया जाता है, जिससे केवल एंडप्लेट निकलता है। सबसे अच्छा फिट विमान द्विपक्षीय uncinate प्रक्रियाओं के पूर्वकाल सबसे और पीछे के सबसे अंक के माध्यम से परिभाषित किया गया है, और दो घटता सबसे अच्छा फिट विमान और एंडप्लेट द्वारा गठित uncoकशेरुक संयुक्त और पुच्छीय एंडप्लेट की सीमाओं हैं। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 3
चित्र 3: एंडप्लेट 3 डी निर्देशांक प्रणाली की परिभाषा. एपिफिसील रिम पर तीन परमाणु स्थलों की चिह्नित: पहले दो क्रमशः एंडप्लेट पीछे के किनारे के बाएं और दाएं अंतिमबिंदु हैं; तीसरा पूर्ववर्ती मध्य बिंदु है। पश् चवर्ती ललाट रेखा दो पश् चवर्ती कोर अंतबिंदुओं द्वारा बनाई जाती है, जो पूर्ववर्ती मध्य बिंदु के साथ मध्य-सगितल तल को परिभाषित करता है। पश् च मध्य बिंदु मध्य-सगीतल तल और पश् च एपिफिसील रिम द्वारा निर्धारित किया जाता है, जो पूर्वकाल मध्य बिंदु के साथ मध्य-सगितल व्यास का निर्माण करता है। मूल मध्य-सगीता व्यास का मध्य बिंदु है। y-अक्ष मध्य-सगीता व्यास द्वारा निर्धारित किया जाता है और आगे की ओर इशारा करते हैं। ग-अक्ष पश्च ललाट रेखा के समांतर रेखा है। z-अक्ष x-y समतल के लिए सामान्य है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 4
चित्र 4: फिटिंग विशेषता घटता और एंडप्लेट सतह पर अंक के कदम. (क)मध्य-सगातील व्यास तथा मध्य-पलाट व्यास को समान रूप से चार भागों में विभाजित करें। (बी) प्रत्येक समदूरीक बिंदु से होकर जायें तथा छः पृष्ठ वक्रों को सममित रूप से चुनें, जिनमें से तीन ललाट तल तथा एंडप्लेट सतह के प्रतिच्छेदन वक्र हैं तथा अन्य तीन सगीता तल में हैं। (सी) मध्य-सगीता व्यास को समान रूप से 10 भागों में विभाजित करें। (घ) प्रत्येक समदूरीक बिंदु से गुजरते हुए ललाट तल और मध्य-सगीता वक्र नौ प्रतिच्छेदन बनाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप दो अंतिम बिंदुों के साथ-साथ 11 अंकों का योग होता है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 5
चित्र 5: एंडप्लेट गुहा गहराई और सतह क्षेत्र का मापन। (क) ग-य समतल के समांतर समतल का निर्माण की। (बी) विमान को तब तक ऑफसेट करें जब तक कि यह सबसे अवतल बिंदु की स्पर्शरेखा न हो जाए, और एंडप्लेट शंखता गहराई सबसे अवतल बिंदु और ग-y तल के बीच की लंबवत दूरी है। (ग) अंतप्लेट को मध्य अंतप्लेट तथा एपिफिसील रिम में विभाजित करने के लिए एपिफिसील वलय के आंतरिक हाशिये पर एक रेखा खींचिए। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 6
चित्र 6: 3 डी पुनर्निर्माण और एक अवर एंडप्लेट के अभ्यावेदन. (क) सॉफ्टवेयर द्वारा उत्पन्न अवर एंडप्लेट सतह का 3 डी पुनर्निर्माण विशेष रूप से 3 डी पुनर्निर्माण और डेटा प्रसंस्करण के लिए प्रयोग किया जाता है। (बी) और(सी) डेटा विश्लेषण और दृश्य सॉफ्टवेयर द्वारा उत्पन्न अवर एंडप्लेट का निरूपण हैं। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

एंडप्लेट स्तर वक्र पैरामीटर
पी 1 पी 2 पी 3 पी 4 पी 5
C6 सुपीरियर Fac 0 0 -0.0128 -0.0028 0.02523
एफएमसी 0 0 -0.0199 0.00074 0.3693
Fpc 0 0 -0.0329 0.00739 0.5323
Slc 0 0.00176 -0.0113 -0.0419 -0.0419
एसएमसी 0.00011 0.00232 -0.016 -0.0986 0.4712
Src 0 0.00179 -0.0096 0.04451 -0.0394
C6 अवर Fac 0 -0.0001 -0.0225 0.00594 1.223
एफएमसी 0 0 -0.016 -0.0082 1.729
Fpc 0 0 -0.0033 -0.0033 1.404
Slc 0.00012 0.00087 -0.0347 -0.0962 1.448
एसएमसी 0.00025 0.00064 -0.0495 -0.0331 1.846
Src 0 0.00079 -0.0295 -0.0828 1.362

तालिका 1: समीकरण के पैरामीटर एंडप्लेट सतह के वक्र का प्रतिनिधित्व करने के लिए। केवल छठी गर्भाशय ग्रीवा कशेरुक एंडप्लेट के डेटा सूचीबद्ध है। Px - समीकरण के मापदंडों. प्रत्येक अंत प्लेट पर, छह सतह घटता सममित रूप से चुना गया था; इनमें से तीन ललाट तल में थे और पूर्वकाल वक्र (FAC), मध्य वक्र (एफएमसी), और पीछे की वक्र (FPC) कहा जाता है; धनु तल के अन्य तीन को बाएँ वक्र (एसएलसी), मध्य वक्र (एसएमसी) तथा दाएँ वक्र (एसआरसी) कहा जाता था। 0.0001 से कम का निरपेक्ष मान वाले पैरामीटर यहाँ 0 के रूप में प्रस्तुत किए जाते हैं.

पैरामीटर C3 inf C4 sup C4 inf C5 sup C5 inf C6 sup C6 inf C7 sup
पी 00 1.989 0.4187 2.004 0.3383 1.913 0.4276 1.779 0.5674
पी 10 -0.0022 -0.0043 0.00542 -0.0208 -0.0111 0.0012 -0.0043 -0.0052
पी01 -0.0356 -0.0868 -0.0537 -0.0826 -0.0257 -0.098 -0.0407 -0.0642
पी 20 0.01286 -0.0252 -0.0146 -0.0299 -0.0253 -0.0264 -0.0175 -0.0088
पी 11 0.00092 0.00071 -0.0009 0.00018 -0.0002 -0.0012 0.00117 0.00021
पी02 -0.0529 -0.0151 -0.0525 -0.012 -0.0418 -0.0142 -0.0396 -0.0134
पी 30 0 -0.0001 0.00013 0.00024 0.00017 0 0 0
पी 21 -0.0011 0.00299 -0.0012 0.00363 -0.0021 0.00306 -0.0019 0.00194
पी 12 0 0.00048 -0.0004 0.00033 0.00014 0 -0.0001 0
पी03 0.00062 0.00204 0.00089 0.00206 0.00046 0.00208 0.00077 0.00115
पी 40 0.0002 0 0.0002 0 0.00024 0 0 0
पी 31 0 0 0 0 0 0 0 0
पी 22 0.00017 0.00013 0 0.00015 0.00015 0.00017 0.00032 0
पी 13 0 0 0 0 0 0 0 0
पी04 0.00023 0.00013 0.00024 0 0 0 0 0

तालिका 2: एंडप्लेट सतह की आकृति विज्ञान का प्रतिनिधित्व करने वाले पैरामीट्रिक समीकरण के पैरामीटर। Px - समीकरण के मापदंडों; इन्फ ] अवर एंडप्लेट; sup ] बेहतर एंडप्लेट. 0.0001 से कम का निरपेक्ष मान वाले पैरामीटर यहाँ 0 के रूप में प्रस्तुत किए जाते हैं. यह तालिका पिछले प्रकाशन3से संशोधित की गई है.

माप इंट्राटेस्ट विश्वसनीयता माप आरई बनाम कैलिपर
Apd प्रथम-पुनर्माप 15.76$1.3 Apd पुनः 16.47 $1.31
पुनर्माप 15.86$1.61 कैलिपर 16.26 $1.27
आईसीसी 0.85 क्रोनबैक ऐल्फा 0.99
Cmd प्रथम-पुनर्माप 19.71 $2.47 Cmd पुनः 20.7$3.05
पुनर्माप 19.41 ]2.43 कैलिपर 20.45 डिग्री 3.21
आईसीसी 0.96 क्रोनबैक ऐल्फा 0.99

तालिका 3: माप की विश्वसनीयता. डेटा मतलब थे - मानक विचलन (मिमी). आईसीसी - अंतर-वर्ग सहसंबंध गुणांक; APD [ antero-पोस्टर व्यास; सीएमडी [ केंद्र मध्योतकी व्यास; RE - रिवर्स इंजीनियरिंग प्रणाली. यह तालिका किसी पिछले प्रकाशन से संशोधित की गई है. 3

मापन मान एन $ निर्देशांक मान टी पी आर
मूल अंक 15 1.75 डिग्री 0.87 0.26 0.8 0.98
तुलना बिंदु 15 1.74 ]0.91

तालिका 4: एंडप्लेट आकारिकी का प्रतिनिधित्व ज्यामितीय मॉडल की वैधता. डेटा मतलब के रूप में प्रतिनिधित्व कर रहे हैं - मानक विचलन (मिमी). मूल अंक मूल 3 डी पुनर्निर्माण छवि पर 15 बेतरतीब ढंग से चयनित अंक हैं. तुलना अंक - संगत अंक पैरामीट्रिक समीकरणों से स्वत: उत्पन्न; R ] सहसंबंध गुणांक.

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Discussion

रिवर्स इंजीनियरिंग तेजी से और सफलतापूर्वक इस तरह के cranioplasty20, मौखिक21, और maxillofacial प्रत्यारोपण21के रूप में चिकित्सा के क्षेत्र में लागू किया गया है. रिवर्स इंजीनियरिंग माप, अर्थात् उत्पाद सतह डिजिटीकरण, विशिष्ट मापने के उपकरण और तरीकों को रोजगार बिंदु बादल डेटा में सतह की जानकारी के रूपांतरण को संदर्भित करता है। ऐसे आंकड़ों के आधार पर, जटिल सतह मॉडलिंग, मूल्यांकन, सुधार, और विनिर्माण किया जा सकता है. डिजिटल माप और डेटा संसाधन रिवर्स इंजीनियरिंग में प्रयुक्त एक बुनियादी और प्रमुख प्रौद्योगिकी है।

इस प्रोटोकॉल में, कशेरुक endplates की सटीक और विस्तृत आकृति विज्ञान जानकारी एक गैर संपर्क ऑप्टिकल 3 डी रेंज स्कैनिंग प्रणाली है, जो heterodyne बहु आवृत्ति, चरण पारी, 3 डी ऑप्टिकल माप प्रौद्योगिकी पर आधारित है का उपयोग कर दर्ज कर रहे हैं. स्कैनर मुख्य रूप से नियंत्रण उपकरणों और एक ऑप्टिकल माप दो कैमरों और एक प्रोजेक्टर को एकीकृत करने से बना है. अन्य उपकरणों को मापने के साथ तुलना में, स्कैनर बेहद सटीक और कुशल है और बिंदु द्वारा बिंदु स्कैनिंग से बचा जाता है। बिंदु-बादल डेटा कैप्चर करते समय, स्कैनिंग सिर आमतौर पर ऑब्जेक्ट के संपर्क में नहीं होता है, ताकि कोई विरूपण प्रभाव न हो. सतह आकृति विज्ञान की रिकॉर्डिंग के लिए स्कैनर कीविश्वसनीयता,वैधता और परिशुद्धता को अच्छी तरह से स्थापित किया गया है2,3,22. इन माप की प्रतिकृतिता सत्यापित किया गया है।

रिवर्स इंजीनियरिंग सिस्टम द्वारा लिए गए माप की सटीकता को सत्यापित करने के लिए, 20 endplates एक डिजिटल कैलिपर का उपयोग कर के साथ मापा गया और Cronbach अल्फा का उपयोग कर मूल्यांकन किया गया. अंतर परीक्षण विश्वसनीयता के लिए, 16 endplates बेतरतीब ढंग से 138 कशेरुक endplates से चयनित किया गया और 2 सप्ताह के अंतराल पर दो बार मापा, तो एक अंतर वर्ग सहसंबंध गुणांक का उपयोग कर मूल्यांकन किया. परिणामों में महान करार और विश्वसनीयता दिखाई गई (सारणी 3)। रिवर्स इंजीनियरिंग सॉफ्टवेयर शक्तिशाली माप, डेटा प्रसंस्करण, त्रुटि का पता लगाने, और मुक्त वक्र और सतह संपादन कार्यों शामिल है। यह भी समझदारी से और कुशलता से निर्माण और घटता और सतहों को समायोजित कर सकते हैं, और 3 डी सतह मॉडल पुनर्निर्माण सटीक माप23के लिए योगदान देता है।

रीढ़ की हड्डी प्रत्यारोपण डिजाइनिंग, रीढ़ की हड्डी के सीमित तत्व मॉडल की निष्ठा में सुधार, और गणितीय मॉडल के विकास के रूप में कशेरुकी के विस्तृत और व्यापक शरीर रचना विज्ञान डेटा के लिए महत्वपूर्ण और काफी आवेदन कर रहे हैं। कशेरुक एंडप्लेट इंटरकशेरुक डिस्क की अखंडता और समारोह को बनाए रखने के लिए आवश्यक है, और यह तनाव को स्थानांतरित करने के लिए एक यांत्रिक इंटरफ़ेस के रूप में भी कार्य करता है। अतः एंडप्लेट ज्यामिति का परिमाणीकरण महत्वपूर्ण है। रिवर्स इंजीनियरिंग की मदद से, एंडप्लेट आकारिकी को समझदारी से और व्यापक रूप से निर्धारित किया जा सकता है। इस प्रोटोकॉल में, छह विशेषता घटता प्रत्येक एंडप्लेट की सतह पर लगे हैं, और एक 3 डी समन्वय प्रणाली स्थानिक आकारिकी मात्रा निर्धारित करने के लिए स्थापित किया गया है।

इसके अलावा, एंडप्लेट का एक पैरामीट्रिक मॉडल सटीक और पुन: उत्पादनीय मात्रात्मक मूल्यांकन स्थापित करने और व्यक्तिगत जैव यांत्रिक परिमित तत्व मॉडल विकसित करने के लिए विकसित किया गया है। एंडप्लेट सतह का पैरामीट्रिक मॉडल त्वरित, यथार्थवादी और सटीक अभ्यावेदन ों का उत्पादन कर सकता है जिसकी कल्पना की जा सकती है और शोधकर्ताओं द्वारा आसानी से विश्लेषण किया जा सकता है।

अधिक स्थलों के शामिल किए जाने से परिशुद्धता में सुधार होगा, लेकिन यह समय लेने वाली और महंगा है। इस प्रोटोकॉल में यह प्रस्ताव किया गया है कि छह सतह वक्रों से 66 बिंदु आकृतिक विशेषताओं का वर्णन करने के लिए पर्याप्त हैं। विश्वसनीयता परीक्षण भी पैरामीट्रिक समीकरणों से स्वत: उत्पन्न कर रहे हैं कि इसी मानों के साथ 15 बेतरतीब ढंग से चयनित अंक के समन्वय मूल्यों की तुलना करके आयोजित कर रहे हैं. परिणाम से पता चलता है कि पैरामीट्रिक मॉडल की विश्वसनीयता अच्छी है और पुन: उत्पादनीयता एंडप्लेट सतह (सारणी 4)के वास्तविक निरूपण के रूप में कार्य कर सकती है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पैरामीट्रिक मॉडल सीटी और एमआरआई जैसे अन्य इमेजिंग तौर तरीकों के आधार पर प्राप्त किया जा सकता है।

के रूप में गैर संपर्क स्कैनर परिवेश प्रकाश के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं, यह परिवेश प्रकाश स्थिर रखने के लिए महत्वपूर्ण है, और सक्रिय प्रकाश स्रोतों की सिफारिश कर रहे हैं. यदि एंडप्लेट सतह पर अवशिष्ट तेल है, तो वस्तु की सतह के स्थानिक परावर्तकविशेषताओं से प्रभावित होने के जोखिम से बचने के लिए शिशु टैलकम पाउडर को धीरे से डब किया जाना चाहिए। अध:अक्षीय ग्रीवा कशेरुकी का एक विशेष घटक होता है: अकशेरुकी जोड़। यह endplate से अलग करने के लिए, एक सबसे अच्छा फिट विमान कम से कम वर्ग विधि का उपयोग कर परिभाषित किया गया है. फिर, सबसे अच्छा फिट विमान द्वारा गठित प्रतिच्छेदन वक्र, और एंडप्लेट सतह अकशेरुकी संयुक्त और श्रेष्ठ एंडप्लेट(चित्र 2D)के बीच की सीमा है।

विशिष्ट कार्रवाई निम्नानुसार है: प्रारंभ करें क्लिक करें gt; आकृति और सृजन आकृति डिज़ाइन. दाईं ओर उपकरण पट्टी में प्वाइंट आइकन पर क्लिक करें, फिर 3 डी छवि पर द्विपक्षीय uncinate प्रक्रियाओं के पूर्वकाल सबसे और पीछे के सबसे बिंदुओं का चयन करें। प्लेन आइकन पर क्लिक करें और एक सबसे अच्छा फिट विमान को परिभाषित करने के लिए विमान प्रकार में अंक के माध्यम से मतलब का चयन करें। प्रारंभ करें क्लिक करें gt; आकार gt; त्वरित सतह पुनर्निर्माण| Planar धारा आइकन पर क्लिक करें, तो 3 डी छवि और सबसे अच्छा फिट विमान का चयन करें.

3 डी निर्देशांक प्रणाली की स्थापना करते समय एंडप्लेट सतह पर तीन शारीरिक बिंदुओं का सटीक अंकन महत्वपूर्ण है। रिवर्स इंजीनियरिंग सॉफ्टवेयर पुनर्निर्माण छवि के लचीला स्थानांतरण के लिए अनुमति देता है और इसके विपरीत है कि स्थलों की पहचान करने में मदद करता है में सुधार. वैकल्पिक रूप से, यह निर्धारित मध्य sagittal और कोरोनल विमानों की प्रतिच्छेदी लाइन एंडप्लेट अनुभाग के लंबवत है कि क्या के आधार पर समन्वय प्रणाली की उपयुक्तता का आकलन करने के लिए महत्वपूर्ण है, और फिर तदनुसार प्रणाली को समायोजित करने के लिए। अंतर-ऑब्जर्वर परीक्षण का भी मूल्यांकन किया गया और परिणाम ने अच्छी विश्वसनीयता का संकेत दिया (तालिका 3)।

इस प्रोटोकॉल बिंदु बादल डेटा अधिग्रहण और प्रसंस्करण, छवि पुनर्निर्माण और विश्लेषण, और पैरामीट्रिक मॉडल विकास सहित कई कौशल और तकनीक की आवश्यकता है। एक शुरुआत के लिए, यह पूरी प्रक्रिया को पूरा करने के लिए समय लग सकता है. हालांकि, के रूप में केवल इस प्रोटोकॉल में सॉफ्टवेयर के कुछ मॉड्यूल का उपयोग किया जाता है और प्रक्रिया मॉड्यूलर है, यह अच्छी तरह से अनुभवी बनने के लिए एक छोटी सीखने की अवस्था की आवश्यकता है.

अंत में, वर्णित प्रोटोकॉल कशेरुक एंडप्लेट्स के विस्तृत और व्यापक ज्यामिति डेटा प्राप्त करने के लिए एक सटीक और पुन: उत्पादन ीय विधि प्रदान करता है। एक पैरामीट्रिक मॉडल भी कई स्थलों, जो व्यक्तिगत रीढ़ की हड्डी प्रत्यारोपण डिजाइन करने के लिए फायदेमंद है digitizing के बिना विकसित की है, शल्य चिकित्सा कृत्यों की योजना बना, नैदानिक निदान बनाने, और सटीक परिमित तत्व मॉडल विकसित.

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Disclosures

लेखक कोई प्रतिस्पर्धी वित्तीय हितों की घोषणा करते हैं.

Acknowledgments

इस काम को शंघाई के पुडोंग स्वास्थ्य ब्यूरो (पीडब्ल्यूजेडएक्सके2017-08) और चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (81672199) के प्रमुख अनुशासन निर्माण परियोजना द्वारा वित्त पोषित किया गया था। लेखक पैरामीट्रिक मॉडल के विकास में उनकी मदद के लिए एक पूर्व संस्करण और ली झाओयांग में उनकी मदद के लिए वांग लेई को धन्यवाद देना चाहूंगा।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Catia Dassault Systemes, Paris, France https://www.3ds.com/products-services/catia/ 3D surface model reconstruction, free curve and surface editing and data processing
Geomagic Studio Geomagic Inc., Morrisville, NC https://cn.3dsystems.com/software?utm_source=geomagic.com&utm_medium=301 point cloud data processing
MATLAB The MathWorks Inc., Natick,USA https://www.mathworks.com/ analyze data, develop algorithms, and create models
Optical 3D range flatbed scanner Xi’an XinTuo 3D Optical Measurement Technology Co.Ltd., Xi’an, Shaanxi, China http://www.xtop3d.com/ acquire surface geometric parameters and convert into digital points

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परिशुद्धता माप और Vertebral Endplates के पैरामीट्रिक मॉडल
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