使用顺序 3D-3D 注册进行四维 CT 分析

一种从4D CT数据重建运动骨骼与固定骨骼运动的方法，便于对详细的关节运动学的描述。创建整个骨骼的软，并且选择参考点后，大多数重建过程将自动完成。使用 4D CT 图像 CT 龙门内主体的目标关节，要求主体在 10 秒扫描时间内移动该关节，同时获取一系列体积数据。

对于 3D CT 数据的表面半自动分段，将 CT DICOM 数据加载到相应的软件中，然后单击"编辑新标签字段"以打开标签字段。确定哪个阈值 CT 衰减值适合从源骨骼中提取皮质骨骼，并选择具有 CT 衰减值高于阈值的材料。检查骨皮层选择的标签，并使用适当的编辑工具手动修改标记。

要从标记的骨层位置数据生成曲面数据，请单击"生成曲面"并使用滑块平滑范围。然后单击"应用"。要以 STL 格式保存曲面数据，请单击"文件"和"导出数据为"，然后选择 STL 二进制小恩迪安。

要对 4D CT 卷数据进行自动分段，请使用编程软件中的 DICOM 读取模块从 4D CT 数据的所有 51 帧中提取显示高于阈值的 CT 衰减值的几何数据。然后使用批处理脚本重建点云的所有表面数据，其 CT 衰减值高于图像处理软件中所有 4D CT 帧的阈值。要执行从静态 3D CT 到 4D CT 的第一帧的表面登记，请使用选择相位函数将静态 3D CT 中的骨骼修剪成包含在 4D CT 影片数据所有帧中的部分段数据。

4D CT 曲面数据只是将包含在每个体积图像中的部分段，因为曲面登记要求一个曲面数据点包含在另一个曲面中。使用"拾取点"功能在固定和移动的骨骼中选择三个地标，这些地标可以从修剪的 3D CT 曲面和 3D 网格编辑软件中 4D CT 第一帧的表面数据轻松识别。然后根据拾取的地标，在 4D CT 曲面数据的第一帧上大致匹配部分固定和移动的骨骼，并使用迭代最接近点算法在开源软件中执行曲面注册。

若要执行顺序曲面登记，请使用开源软件中的迭代最接近点模块，首先将第一个 4D CT 帧中固定骨骼的部分曲面匹配到第二帧的表面数据上。然后，重建与固定骨骼的移动骨骼运动。测量旋转参数后，定义固定和移动骨骼的坐标系。

膝关节运动学的样例数据表明，随着头骨的延长，头骨的瓦鲁斯角逐渐减小。在扩展结束时，外部旋转增加，与之前报告中膝盖的主页运动相对应。平移和旋转误差的图表显示，由于 CT 切片厚度为 0.5 英里米，并且超过误差大小，因此股骨长度超过整个长度的 9%，而股骨长度大于整个长度的 7%，则误差是可容忍的。

此外，皮拉尔运动学的计算表明，帕泰拉的横向倾斜对应于膝盖弯曲的角度。骨皮层的表面重建应进行目视检查，可能需要手动分割。最近，许多自动分段的研究都使用这些技术，可以自动进行重建。