イン・ヴィヴォ 二重蛍光法による動的体重負荷活動における股関節運動学の定量化

このプロトコルは、生体内股関節運動学の測定と全身運動キャプチャを組み合わせて、股関節変性におけるバイオメカニクスの役割を失います。従来の股関節運動追跡法と比較して、二重透視法は精度を向上させ、股関節形状と運動パターンの微妙な関係を調査することを可能にしました。ピボットアクティビティの場合、骨盤がトレッドミルで前方に向かうよう、参加者に足を回転させるか、または移動させます。

そして、関心のヒップは、ピボットの端にある蛍光スコープ上の視野の組み合わせの真ん中にあります。位置が最適化されたら、参加者に二重透視イメージング中にピボットを実行してもらいます。そして、大腿骨と骨盤が両方の透視カメラビューで見えるすべてのフレームを保存します。

できるだけ多くのピボットをキャプチャします。歩行訓練では、トレッドミルベルトを開始する前に参加者に通知します。トレッドミルを適切な歩行速度まで速くランプアップします。

そして、参加者が画像を収集する前に正規化を行います。傾斜した歩行活動のために、参加者にトレッドミルから降りしてもらいます。トレッドミルのロックを解除し、傾斜を5度に設定し、トレッドミルを再起動します。

参加者がトレッドミルに戻ってアクティビティを実行する前に。拉致誘導活動については、参加者に蛍光スコープの視野に立たされる。そして、胴体を動かさずに、関心のある脚を約45度上下に上げます。

動的な股関節の中心または星のアーチ活動のために、参加者は二重透視法の視野に立って上げ、そして180度まで45度刻みで足を前に下げる。足を地面に戻す前に、参加者に足を外に出させ、立った位置に戻してもらいます。マーカーの配置のために5つのマーカープレートの各生地ストラップの皮膚側にスプレー接着剤を適用します。

そして、参加者の周りにそれらをしっかりと包みます。ストラップがきつい感じがするが、不快ではないことを参加者に確認してください。その後、マーカープレートをファブリックストリップに置きます。

余分なスプレー接着剤を除去するために手を掃除し、マーカーを保護するために手袋を着用した後、鎖骨内側膝と内側マレオラーにキャリブレーションにのみ使用される5つのマーカーを適用します。次に、上腸骨棘、後方の上腸骨棘、大腿骨のより大きなトロシャンター、肩、胸骨、側面膝、側面マレオラーおよび足に追跡するための16マーカーを適用する。座標系のランドマークを識別するには、モデル ファイルとして近位大腿骨を開き、ポスト ツール バーとデータ パネルを開いて、第 1 原理曲率の標準フィールドを追加します。

10 の滑らかさを選択し、[適用]をクリックします。次に、大腿骨頭の面を選択します。編集パネルで、負の曲率のみを含める範囲を選択をクリックします。

測定ツールから、この球フィットツールを使用して、大腿骨頭の中心を決定します。この大腿骨のヘッド サーフェスを、k 形式のサーフェス メッシュとしてエクスポートします。同様に、第一原理曲率を5のスプーンで遠位大腿骨に適用する。

負の曲率を持つ面のみを含めるには、範囲を再度選択します。円柱のフィットのためにこの大腿骨顆サーフェスをエクスポートして、内側の側面軸を決定します。次に、3の滑らかさを使用して遠位大腿骨に第2の原理曲率を適用する。

エピコンダイルの尾根をハイライト表示し、範囲を選択します。マイナス 0.1 の上限カットオフを適用します。これらの面を書き出して平面を生成し、それを使用して円柱フィットの後部コンディレの面を分離します。

マーカーレストラッキングの場合は、目的の範囲内のフレームを選択し、ボーンを良好に視覚化します。そして手動ソフトウェアで利用できる6自由度を使用して関心のある骨のCTベースのデジタル再構成されたレントゲン写真を向けます。両方のビューで、デジタル再構成された放射線写真がうまく配置されたら、ソリューションパネルから手動ボタンをクリックしてソリューションを保存します。

次に、ソリューションパネルから DHS ボタンをクリックして、対角線検索の最適化ステップを適用し、結果を確認します。最適化された結果が優先される場合は、次のフレームに移動し、必要な調整を行い、ソリューションパネル内の手動ボタンをクリックして再保存します。追跡の最初のパスを完了するには、ソリューションパネル内のLPプラスDHSボタンの範囲を使用します。

ウィンドウで、追跡するフレームのセットと参照に使用する 2 つのフレームを入力します。手動と DHS ベースのソリューションの両方を使用して、試用版の各フレームを確認し、調整します。パラメータのプロットを使用して、相関係数が十分に高く、ボーンの方向がパラメータに突然ジャンプしないようにします。

モーションを視覚化するには、運動学的視覚化のためにソフトウェアで大腿骨と骨盤のサーフェスを開きます。メッシュ変換機能を使用して必要な場合は、サーフェスをメッシュに変換します。両方のサーフェスを選択し、サーフェス メッシュとして書き出す(k 形式)

トラッキングからの出力を使用して、各ボーンとフレームの座標変換を含むテキスト ファイルを生成します。次に、キネマティック ツールを使用し、以前に生成されたサーフェス メッシュとテキスト ファイルを使用して、キネマティクスをアニメーション化します。半透明のサーフェスを使用して、アニメーションのキネマティックが適切に見えるかどうかを確認します。

サーフェス距離ツールを使用して、アニメーションのキネマティクスを実行し、サーフェス間の適切な距離を確認します。代表参加者の外部および内部回転ピボットの最大回転を囲む 100 フレームのキネマティクスを次に示します。左ヘミ骨盤と大腿骨の表面距離の測定を示します。

二重透視法を用いた骨モデルに関する外部および内部回転ピボットの最大回転で。関節運動学の正確な追跡には細部への注意が重要です。データの収集と処理の各ステップを意図して実行することが重要です。