Analyse de la ToT quadridimensionnelle à l'aide de l'enregistrement 3D-3D séquentiel

Une méthode pour reconstruire le mouvement d’un os en mouvement par rapport à l’os fixe à partir de données 4D CT, facilitant la description de la cinématique articulaires détaillée. Une fois que le mou de l’os entier a été créé, et vos points de référence ont été sélectionnés, la plupart des processus de reconstruction seront complétés automatiquement. Avec l’articulation cible du sujet à l’intérieur du portique CT de l’image 4D CT, demandez au sujet de déplacer l’articulation pendant le temps d’analyse de 10 secondes, tout en obtenant une série de données de volume.

Pour la segmentation semi-automatique de surface des données CT 3D, chargez les données CT DICOM dans le logiciel approprié et cliquez sur Modifier le champ Nouvelle étiquette pour ouvrir le champ d’étiquettes. Identifiez le seuil de valeur d’atténuation CT approprié pour extraire l’os cortical de l’os source, et sélectionnez les matériaux avec des valeurs d’atténuation de CT au-dessus du seuil. Vérifiez l’étiquette pour la sélection du cortex osseux et utilisez un outil d’édition approprié pour modifier manuellement la démarkation.

Pour générer les données de surface à partir des données de position du cortex osseux étiquetées, cliquez sur Générer surface et utilisez le curseur pour lisser l’étendue. Cliquez ensuite Appliquer. Pour enregistrer les données de surface au format STL, cliquez sur Fichier et Export Data As, et sélectionnez STL binaire Little Endian.

Pour effectuer une segmentation automatique des données de volume CT 4D, utilisez le module de lecture DICOM dans le logiciel de programmation pour extraire les données géométriques montrant les valeurs d’atténuation CT au-dessus du seuil des 51 images des données CT 4D. Utilisez ensuite un script de traitement par lots pour reconstruire toutes les données de surface du nuage de points avec des valeurs d’atténuation CT plus élevées que le seuil pour tous les cadres CT 4D du logiciel de traitement d’image. Pour effectuer l’enregistrement de surface de la tomodensive statique 3D à la première image du CT 4D, utilisez la fonction de phase de sélection pour couper les os d’un CT 3D statique en données segment partielles qui sont incluses dans tous les cadres des données ct 4D.

Les données de surface 4D CT ne sont que des segments partiels qui seront inclus dans chaque image de volume, car l’enregistrement de surface exige qu’un point de données de surface soit inclus dans une autre surface. Utilisez la fonction Pick Points pour sélectionner trois repères dans les os fixes et mobiles qui peuvent être facilement identifiés à partir de la surface 3D CT parée et des données de surface du premier cadre de CT 4D dans le logiciel d’édition en maille 3D. Ensuite, faites correspondre les os fixes et mobiles partiels à peu près sur le premier cadre des données de surface 4D CT selon les repères choisis, et utilisez l’algorithme itératif le plus proche point pour effectuer l’enregistrement de surface dans le logiciel open source.

Pour effectuer un enregistrement séquentiel de la surface, utilisez le module itératif le plus proche du logiciel open source pour faire correspondre d’abord les surfaces partielles de l’os fixe dans le premier cadre CT 4D sur les données de surface du deuxième cadre. Ensuite, reconstruisez le mouvement osseux en mouvement par rapport à l’os fixe. Lorsque les paramètres de rotation ont été mesurés, définissez les systèmes de coordonnées des os fixes et mobiles.

Les données d’exemple de la cinématique de genou montrent que l’angle de Varus du tibia diminue graduellement pendant que le tibia est étendu. La rotation externe tibiale augmente à la fin de l’extension, correspondant au mouvement à domicile du genou dans les rapports précédents. Les graphiques de l’erreur de traduction et de rotation montrent que l’erreur est tolérable pour les longueurs de fémur de plus de 9% de toute la longueur, et les longueurs de tibia plus longues que 7% de toute la longueur, car l’épaisseur de la tranche CT est de 0,5 milimeters, et dépasse la taille de l’erreur.

En outre, le calcul de la cinématique pateillonne démontre que l’inclinaison latérale de la rotule correspond à l’angle de flexion du genou. La reconstruction de surface du cortex osseux doit être vérifiée visuellement et peut nécessiter une segmentation manuelle. Récemment, de nombreuses études sur les segmentations automatiques ont utilisé En utilisant ces techniques, la reconstruction peut effectuer automatiquement.