حللنا المفاصل المشتركة من بيانات التصوير المقطعي المحوسب الرباعي الابعاد. المتسلسلة 3D-3D طريقه التسجيل شبه تلقائيا يوفر العظام المتحركة فيما يتعلق عظم الموضوع من البيانات المقطعية المحوسبة رباعيه الابعاد.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
حللنا المفاصل المشتركة من بيانات التصوير المقطعي المحوسب الرباعي الابعاد. المتسلسلة 3D-3D طريقه التسجيل شبه تلقائيا يوفر العظام المتحركة فيما يتعلق عظم الموضوع من البيانات المقطعية المحوسبة رباعيه الابعاد.
التصوير المقطعي المحوسب رباعي الابعاد (4DCT) يوفر سلسله من بيانات الحجم وتصور الحركات المشتركة. ومع ذلك ، لا يزال التحليل العددي للبيانات 4DCT صعبا لان التجزئة في جميع الإطارات الحجمية تستغرق وقتا طويلا. ونحن تهدف إلى تحليل المفاصل المشتركة باستخدام تقنيه التسجيل 3D ثلاثية الابعاد متسلسلة لتوفير المهارات الحركية للعظام المتحركة فيما يتعلق بالعظم الثابت شبه تلقائيا باستخدام بيانات DICOM 4DCT والبرامج الموجودة. يتم أعاده بناء البيانات السطحية للعظام المصدر من 3DCT. يتم مطابقه البيانات السطحية المشذبة علي التوالي مع بيانات السطح من الإطار الأول في 4DCT. تتم مطابقه هذه الأسطح المشذبة بالتتابع حتى الإطار الأخير. توفر هذه العمليات معلومات موضعيه للعظام المستهدفة في جميع إطارات 4DCT. بمجرد ان يتم تحديد الانظمه الاحداثيه للعظام المستهدفة ، يمكن حساب زوايا الترجمة والدوران بين اي من العظمين. هذا التحليل 4DCT يوفر مزايا في التحليلات الحركية من الهياكل المعقدة مثل العظام الرسغي أو التارسال. ومع ذلك ، لا يمكن تتبع الحركات السريعة أو الكبيرة الحجم بسبب التحف المتحركة.
وقد وصفت الشركات المشتركة باستخدام عدد من المنهجيات ، مثل أجهزه استشعار التقاط الحركة ، وتسجيل 2d-3d ، والدراسات تاكل. كل أسلوب له مزايا وعيوب محدده. علي سبيل المثال ، يمكن لأجهزه استشعار التقاط الحركة قياس حركات سريعة وواسعة النطاق باستخدام كاميرات الاشعه تحت الحمراء مع أو بدون أجهزه استشعار في الموضوع1،2. ومع ذلك ، تقيس هذه الطرق حركه الجلد لاستنتاج المفاصل المشتركة ، التالي تحتوي علي أخطاء الحركة الجلدية3.
وقد استخدمت الدراسات cadaveric لتقييم نطاقات الحركة ، وعدم الاستقرار ، ومناطق الاتصال4،5،6. هذا النهج يمكن قياس التغييرات الصغيرة في المفاصل الصغيرة باستخدام الاشعه المقطعية أو أجهزه الاستشعار البصرية المرفقة مباشره إلى العظام باستخدام دبابيس أو مسامير. يمكن لنماذج cadaveric تقييم الحركات السلبية بشكل رئيسي ، علي الرغم من استخدام العديد من المحركات لتطبيق القوات الخارجية علي الأوتار لمحاكاة الحركة الديناميكية7. ويمكن قياس الحركة المشتركة النشطة بواسطة تقنيات التسجيل 2D-3D ، مطابقه الصور 3DCT إلى 2D الصور التنظير. علي الرغم من ان دقه عمليه التسجيل لا تزال مثيره للجدل ، والدقة المبلغ عنها عموما عاليه بما فيه الكفاية ل الكينماتيكا مشترك كبير8،9. ومع ذلك ، لا يمكن تطبيق هذه الطريقة علي العظام الصغيرة أو العظام المتعددة في المساحات الضيقة.
في المقابل ، 4DCT هو أسلوب التصوير المقطعي الديناميكي الذي يحصل علي سلسله من البيانات الحجمية. ويمكن تحليل الاقتراحات المشتركة النشطة باستخدام هذا النهج10. توفر هذه التقنية بيانات موضعيه دقيقه ثلاثية الابعاد لجميع المواد داخل الجسر المقطعي المحوسب. يتم تصور الاقتراحات المشتركة ثلاثية الابعاد بوضوح في العارض. ومع ذلك ، وصف المفاصل المشتركة من مثل هذه السلسلة من بيانات الحجم لا يزال صعبا ، لان جميع العظام تتحرك ولا يمكن تتبع المعالم خلال الحركات النشطة في الجسم الحيوي.
قمنا بتطوير طريقه لتحليل 4DCT التي توفر في الجسم الحيوي مشتركه الكائنات الخاصة بالعظام كلها حول المفصل اثناء الحركات النشطة. والهدف من هذه المادة هو تقديم طريقتنا ، وتقنيه التسجيل 3D ثلاثية الابعاد متسلسلة لتحليل 4DCT ، وإظهار النتائج التمثيلية التي تم الحصول عليها باستخدام هذه الطريقة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تمت الموافقة علي جميع الطرق الموصوفة هنا من قبل مجلس المراجعة المؤسسية لكليه الطب بجامعه كيو.
ملاحظه: يتم قياس المفاصل المشتركة عن طريق أعاده بناء حركه العظام المتحركة حول عظم ثابت. بالنسبة لمفصل الركبة ، يتم تعريف عظم الفخذ علي انه عظمه ثابته ويعرف الساق بأنه العظم المتحرك.
1. بروتوكول التصوير المقطعي المحوسب
2-أعاده بناء الأسطح
3. تسجيل الصورة
ملاحظه: في هذه الخطوة ، أعاده بناء حركات العظم المتحرك فيما يتعلق بالعظم الثابت من البيانات الخام DICOM 4DCT.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
نحن وصف حركه الساق اثناء تمديد الركبة. تم وضع مفصل الركبة في الجسر المقطعي المحوسب. واستخدمت وساده مثلث لدعم عظم الفخذ في موقف البداية. وامتدت الركبة إلى وضع مستقيم علي مدي 10 ليالي. وتم قياس التعرض للإشعاع. بالاضافه إلى 4DCT ، تم تنفيذ 3DCT ساكنه من عظم الفخذ كله ، الساق ، والباتيلا. وأعيد بناء البيانات السطحية لعظم الفخذ والساق بأكمله. تم تعيين عتبه أرقام هو جين تاو من قشره العظم كما 250 HU وأعيد بناء البيانات السطحية لجميع الإطارات 51.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طريقتنا يسمح التصور والتقدير الكمي لحركات العظام كلها ويوفر البيانات الموضعية العددية للعظام المتحركة فيما يتعلق العظام الثابتة من البيانات 4DCT. وقد اقترحت العديد من الاداات لقياس المفاصل المشتركة. يمكن لعلامات الجلد الحركة تحليل حركات الجسم الاجماليه علي مدي فتره طويلة. ومع ذلك ، يحتوي هذا الأسلوب علي أخطاء حركه الجلد3. وينبغي تقدير المفاصل المشتركة من حركه العظام المجاورة. تستخدم طريقه التسجيل 2D-3D التنظير الفلوري والحفر ثلاثية الابعاد من الصور المتسلسلة ثنائيه الابعاد. الأخطاء الانتقالية لا ت...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وليس للمؤلفين مصالح مالية متنافسة.
تمت الموافقة علي هذه الدراسة من قبل مجلس المراجعة المؤسسية لمؤسستنا (رقم الموافقة: 20150128).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 4DCT ماسح ضوئي | Canon الأنظمة الطبية (Tochigi ، اليابان) | N / A | 4DCT ، مسح ثابت 3DCT |
| AVIZO (9.3.0) * | Thermo Fisher Scientific (أوريغون ، الولايات المتحدة الأمريكية) | برنامج معالجة الصور. إعادة بناء السطح من بيانات CT DICOM وبيانات سحابة النقاط. * Ryan ، T. M. & amp ووكر ، أ. هيكل العظام التربيقية في رؤوس العضد والفخذ للرئيسيات البشرية. عنات ريك (هوبوكين). 293 (4) ، 719-729 ، دوي: 10.1002 / ar.21139 ، (2010). | |
| Meshlab ** | ISTI (بيزا ، إيطاليا) | N / A | تشذيب السطح واختيار المعالم ** MeshLab: أداة معالجة شبكية مفتوحة المصدر. مؤتمر الفصل الإيطالي السادس لليوروغرافيكية ، الصفحة 129-136 ، 2008. P. Cignoni ، M. Callieri ، M. Corsini ، M. Dellepiane ، F. Ganovelli ، G. Ranzuglia |
| VTK (6.3.0) *** | Kitware (نيويورك ، الولايات المتحدة الأمريكية) | N / A | خوارزمية أقرب النقاط التكرارية. تستخدم في برمجة لغة python. *** https://vtk.org |
| معالجة ملفات Python (3.6.1) | Python Software Foundation | N / A | DICOM لاستخراج سحابة النقطة من قشرة العظام (وحدة "dicom.py") . حساب مصفوفات الدوران. (وحدة Numpy) إعادة احتقان الصورة المتسلسلة باستخدام خوارزمية ICP |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.