순차적 3D-3D 등록을 이용한 4차원 CT 분석

4D CT 데이터로부터 고정된 골격에 대하여 움직이는 뼈의 움직임을 재구성하여 상세한 관절 운동학에 대한 설명을 용이하게 하는 방법. 전체 골격의 소프트가 만들어지고 참조점이 선택되면 대부분의 재구성 프로세스가 자동으로 완료됩니다. 4D CT 이미지의 CT 갠트리 내부의 피사체의 대상 조인트로, 일련의 볼륨 데이터를 획득하면서 10초 스캔 시간 동안 관절을 이동하도록 피사체에게 요청한다.

3D CT 데이터의 표면 반자동 세분화의 경우 CT DICOM 데이터를 적절한 소프트웨어에 로드하고 새 레이블 필드 편집을 클릭하여 레이블 필드를 엽니다. 소스 골격에서 피질 골격을 추출하는 데 적합한 임계값 CT 감쇠 값을 식별하고 임계값 을 초과하는 CT 감쇠 값을 가진 재료를 선택합니다. 라벨에서 뼈 피질 선택을 확인하고 적절한 편집 도구를 사용하여 표시를 수동으로 수정합니다.

레이블이 표시된 골격 피질 위치 데이터에서 표면 데이터를 생성하려면 Surface 생성을 클릭하고 슬라이더를 사용하여 범위를 부드럽게 합니다. 그런 다음 적용을 클릭합니다. STL 형식으로 표면 데이터를 저장하려면 파일 및 내보내기 데이터 As를 클릭하고 STL 바이너리 리틀 엔디안을 선택합니다.

4D CT 볼륨 데이터의 자동 세분화를 수행하려면 프로그래밍 소프트웨어의 DICOM 판독 모듈을 사용하여 4D CT 데이터의 모든 51프레임에서 임계값 이상의 CT 감쇠 값을 나타내는 기하학적 데이터를 추출합니다. 그런 다음 일괄 처리 스크립트를 사용하여 이미지 처리 소프트웨어의 모든 4D CT 프레임에 대한 임계값보다 CT 감쇠 값이 높은 점 구름의 모든 표면 데이터를 재구성합니다. 정적 3D CT에서 4D CT의 첫 번째 프레임으로 표면 등록을 수행하려면 선택 단계 함수를 사용하여 정적 3D CT의 골격을 4D CT 동영상 데이터의 모든 프레임에 포함된 부분 세그먼트 데이터로 다듬습니다.

4D CT 표면 데이터는 표면 등록에 하나의 표면 데이터 점이 다른 표면에 포함되어야 하기 때문에 각 볼륨 이미지에 포함될 부분 세그먼트일 뿐입니다. 선택 점 함수를 사용하여 트리밍된 3D CT 표면과 3D 메시 편집 소프트웨어에서 4D CT의 첫 번째 프레임의 표면 데이터에서 쉽게 식별할 수 있는 고정 및 이동 골격에서 세 개의 랜드마크를 선택합니다. 그런 다음 선택한 랜드마크에 따라 4D CT 표면 데이터의 첫 번째 프레임에서 부분 고정 및 이동 골격을 대략 일치시키고 반복적인 가장 가까운 점 알고리즘을 사용하여 오픈 소스 소프트웨어에서 표면 등록을 수행합니다.

순차적 표면 등록을 수행하려면 오픈 소스 소프트웨어의 반복적 가장 가까운 점 모듈을 사용하여 첫 번째 4D CT 프레임에서 고정된 골격의 부분 표면을 두 번째 프레임의 표면 데이터에 먼저 일치시합니다. 그런 다음 고정 된 골격에 대하여 움직이는 뼈 모션을 재구성합니다. 회전 매개 변수를 측정한 경우 고정 및 이동 골격의 좌표 계수를 정의합니다.

무릎 운동학의 예 데이터는 경골의 Varus 각도가 경골이 확장됨에 따라 점차적으로 감소한다는 것을 보여줍니다. 확장의 끝에 경골 외부 회전 증가, 이전 보고서에서 무릎의 홈 움직임에 해당. 번역 및 회전에 대한 오차 그래프는 CT 슬라이스 두께가 0.5 밀리미터이기 때문에 대퇴골 길이의 9% 이상, 경골 길이가 전체 길이의 7%보다 길어지고 오차 크기를 초과한다는 것을 보여준다.

또한 슬개골 운동학의 계산은 슬개골의 측면 기울기가 무릎 굴곡 각도에 해당한다는 것을 보여줍니다. 뼈 피질의 표면 재구성은 시각적으로 검사되어야하며 수동 세분화가 필요할 수 있습니다. 최근에는 이러한 기술을 사용하여 자동 세분화에 대한 많은 연구가 사용되었으며, 재구성은 자동으로 수행될 수 있습니다.