يتم استخدام نظام الهندسة العكسية لتسجيل والحصول على بيانات هندسية مفصلة وشاملة من الألواح النهائية الفقرية. ثم يتم تطوير نماذج بارامترية من لوحة نهاية الفقرات، والتي هي مفيدة لتصميم يزرع العمود الفقري شخصية، وإجراء التشخيصات السريرية، وتطوير نماذج دقيقة عنصر محدود.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
القياسات الدقيقة والنماذج البارامترية للوحات نهاية الفقرات
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
البيانات الهندسية المفصلة والشاملة من الصفائح النهائية الفقرات مهم وضروري لتحسين دقة نماذج عنصر محدود من العمود الفقري، وتصميم وتحسين يزرع العمود الفقري، وفهم التغيرات التنكسية والميكانيكا الحيوية. في هذا البروتوكول، يتم استخدام ماسح ضوئي عالي السرعة ودقيق للغاية لتحويل بيانات مورفولوجيا أسطح اللوحة النهائية إلى سحابة نقطة رقمية. في نظام البرمجيات، يتم معالجة سحابة نقطة مزيد من إعادة بنائها في ثلاثة أبعاد. ثم يتم تنفيذ بروتوكول قياس، يتضمن نظام إحداثيات ثلاثي الدُعد يُعرَّف لجعل كل نقطة إحداثيات ثلاثية الدُعد، وثلاثة منحنيات سطح أمامي ة وثلاثة منحنيات أمامية يتم تركيبها بشكل متماثل على سطح اللوحة النهائية، و11 نقطة متساوية البعد المحدد في كل منحنى. ويجري أخيرا إجراء القياس والتحليلات المكانية للحصول على بيانات هندسية لللوحات النهائية. يتم تركيب المعادلات البارامترية التي تمثل مورفولوجيا المنحنيات والأسطح على أساس النقاط المميزة. ويوفر البروتوكول المقترح، وهو نظام معياري، طريقة دقيقة ويمكن استنساخها للحصول على بيانات هندسية عن الألواح النهائية الفقرية وقد يساعد في إجراء دراسات مورفولوجية أكثر تطورا في المستقبل. كما أنها سوف تسهم في تصميم يزرع العمود الفقري شخصية، وتخطيط الأعمال الجراحية، وإجراء التشخيصات السريرية، وتطوير نماذج دقيقة عنصر محدود.
المقدمة
لوحة النهاية الفقرية هي القشرة العليا أو السفلية للجسم الفقري وتعمل كواجهة ميكانيكية لنقل الإجهاد بين القرص والجسم الفقري1. وهو يتألف من حافة epiphyseal، وهو labrum العظمية قوية ومتينة المحيطة الحافة الخارجية للجسم الفقري، وendplate المركزية، والتي هي رقيقة ومسامية2.
يخضع العمود الفقري لمجموعة واسعة من الاضطرابات التنكسية والصادمة والأورام، والتي قد تبرر التدخل الجراحي. في الآونة الأخيرة، تم استخدام أجهزة العمود الفقري مثل الأقراص الاصطناعية والأقفاص على نطاق واسع. المعلمات المورفومترية دقيقة ومفصلة من الصفائح النهائية ضرورية لتصميم وتحسين يزرع العمود الفقري مع اتصال فعال من طرف اصطناعي الفقرا....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
تمت الموافقة على هذه الدراسة من قبل مجلس أخلاقيات البحوث الصحية في معهد المؤلفين. كما عظام الفقرات العنقية لها أشكال أكثر تعقيدا19، يستخدم البروتوكول فقرات عنق الرحم كمثال لتسهيل البحوث ذات الصلة.
1. إعداد المواد، والمسح الضوئي، ومعالجة الصور
- جمع فقرة عنق الرحم الجافة دون تشوه الأمراض أو أجزاء مكسورة.
- ضع الفقرة عمودياً في منصة الماسح الضوئي(الشكل 1،راجع جدول المواد)،مع اللوحة النهائية التي تواجه عدسة الكاميرا. استخدم مصدر الضوء النشط للماسح الضوئي. ثم ابدأ عملية المسح الضوئي للحصول على بيانات مجموعة النظراء النقطة (. تنسيق ASC).
ملاحظة: وفقا للصور ....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
باستخدام الماسح الضوئي المسطح نطاق 3D البصرية عالية الدقة، تم تحويل لوحات النهاية إلى أكثر من 45،000 نقطة رقمية، والتي تميز بشكل كاف مورفولوجيا(الشكل 2A، B).
وفي بروتوكول القياس، أُجري التحليل المكاني لأسطح الألواح النهائية. تم تركيب منحنيات تمثيلية وكمي على السطح لتوصيف مورفولوجيا(الشكل 4B). تم قياس المعلمات الخطية عن طريق حساب المسافة بين نقطتي نهاية. وتشمل القياسات التي تم الحصول.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
وقد تم تطبيق الهندسة العكسية بشكل متزايد وبنجاح في مجال الطب، مثل رأب الجمجمة20،عن طريق الفم21،ويزرع الوجه والفكين21. وتشير قياسات الهندسة العكسية، أي رقمنة سطح المنتج، إلى تحويل المعلومات السطحية إلى بيانات سحابية محددة تستخدم معدات وأساليب قياس محددة. وعلى أساس هذه البيانات، يمكن إجراء النمذجة السطحية المعقدة والتقييم والتحسينات والتصنيع. القياس الرقمي ومعالجة البيانات هي التكنولوجيا الأساسية والرئيسية المستخدمة في الهندسة العكسية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
ولا يعلن صاحبا البلاغ عن أي مصالح مالية متنافسة.
شكر وتقدير
تم تمويل هذا العمل من قبل مشروع بناء الانضباط الرئيسي لمكتب الصحة بودونغ في شنغهاي (PWZxk2017-08) والمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (81672199). ويود المؤلفان أن يشكرا وانغ لي على مساعدته في تصحيح نسخة سابقة، وعلى مساعدته لي تشاو يانغ في تطوير النموذج البارامتري.
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| Catia | Dassault Systemes ، باريس ، فرنسا | https://www.3ds.com/products-services/catia/ | إعادة بناء نموذج السطح ثلاثي الأبعاد ، تحرير المنحنى والسطح الحر ومعالجة البيانات |
| Geomagic Studio | Geomagic Inc. ، Morrisville ، NC | البيانات السحابية | https://cn.3dsystems.com/software?utm_source=geomagic.com&utm_medium=301 |
| MATLAB | The MathWorks Inc. ، Natick ، الولايات المتحدة الأمريكية | https://www.mathworks.com/ | تحليل البيانات وتطوير الخوارزميات وإنشاء نماذج |
| الماسح الضوئي المسطح لنطاق 3D | البصري Xi' تقنية القياس البصري XinTuo 3D Co.Ltd. an ، شنشي ، الصين | http://www.xtop3d.com/ | اكتساب معلمات هندسية سطحية وتحويلها إلى نقاط رقمية |
المراجع
- Wang, Y., Battie, M. C., Boyd, S. K., Videman, T. The osseous endplates in lumbar vertebrae: Thickness, bone mineral density and their associations with age and disk degeneration. Bone. 48, 804-809 (2011).
- Wang, Y., Battie, M. C., Videman, T.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
