Vierdimensionale CT-analyse met sequentiële 3D-3D-registratie

Een methode om de beweging van een bewegend bot met betrekking tot het vaste bot te reconstrueren uit 4D CT-gegevens, waardoor de beschrijving van gedetailleerde gewrichtskinematica wordt vergemakkelijkt. Zodra de zachte van het hele bot is gemaakt en uw referentiepunten zijn geselecteerd, worden de meeste reconstructieprocessen automatisch voltooid. Met het doelgewricht van het onderwerp in het CT-portaal van de 4D CT-afbeelding, vraag het onderwerp om het gewricht te verplaatsen tijdens de 10-seconden scantijd, terwijl het verkrijgen van een reeks volumegegevens.

Voor een semi-automatische segmentatie van de 3D CT-gegevens laadt u de CT DICOM-gegevens in de juiste software en klikt u op Nieuw labelveld bewerken om het labelveld te openen. Bepaal welke drempel CT-dempingswaarde geschikt is om corticale bot uit het bronbot te extraheren en selecteer materialen met CT-dempingswaarden boven de drempelwaarde. Controleer het label op botschorsselectie en gebruik een geschikt bewerkingsgereedschap om de markering handmatig te wijzigen.

Als u de oppervlaktegegevens wilt genereren van de gelabelde positiegegevens van de botschors, klikt u op Surface genereren en gebruikt u de schuifregelaar om de mate glad te strijken. Klik vervolgens op Toepassen. Als u de oppervlaktegegevens in STL-indeling wilt opslaan, klikt u op Bestand en Gegevens exporteren als en selecteert u STL binair Klein Endian.

Als u een automatische segmentatie van de 4D CT-volumegegevens wilt uitvoeren, gebruikt u de DICOM-leesmodule in de programmeersoftware om de geometrische gegevens met de CT-dempingswaarden boven de drempelwaarde uit alle 51 frames van de 4D CT-gegevens te extraheren. Gebruik vervolgens een batchverwerkingsscript om alle oppervlaktegegevens van de puntwolk te reconstrueren met hogere CT-dempingswaarden dan de drempelwaarde voor alle 4D CT-frames in de beeldverwerkingssoftware. Als u oppervlakteregistratie wilt uitvoeren van statische 3D CT tot het eerste frame van de 4D CT, gebruikt u de functie selecterende fase om de bones in een statische 3D CT bij te snijden in gedeeltelijke segmentgegevens die zijn opgenomen in alle frames van de 4D CT-filmgegevens.

De 4D CT-oppervlaktegegevens zijn slechts gedeeltelijke segmenten die in elke volumeafbeelding worden opgenomen, omdat de oppervlakteregistratie vereist dat één oppervlaktegegevenspunt in een ander oppervlak wordt opgenomen. Gebruik de functie Pick points om drie oriëntatiepunten in de vaste en bewegende botten te selecteren die gemakkelijk kunnen worden geïdentificeerd aan de gestrekte 3D CT-oppervlakte en de oppervlaktegegevens van het eerste frame van 4D CT in de 3D-meshbewerkingssoftware. Pas vervolgens de gedeeltelijke vaste en bewegende botten ongeveer op het eerste frame van de 4D CT-oppervlaktegegevens volgens de geplukte oriëntatiepunten, en gebruik het iteratieve dichtstbijzijnde-puntalgoritme om oppervlakteregistratie uit te voeren in de open-source software.

Als u een sequentiële oppervlakteregistratie wilt uitvoeren, gebruikt u de iteratieve dichtstbijzijnde puntmodule in de open-sourcesoftware om eerst de gedeeltelijke oppervlakken van het vaste bot in het eerste 4D CT-frame op de oppervlaktegegevens van het tweede frame te matchen. Reconstrueren vervolgens bewegende botbeweging met betrekking tot het vaste bot. Wanneer de rotatieparameters zijn gemeten, definieert u de coördinatensystemen van de vaste en bewegende botten.

De voorbeeldgegevens van kniekinematica tonen aan dat de Varus-hoek van het scheenbeen geleidelijk afneemt naarmate het scheenbeen wordt verlengd. De scheenbeen externe rotatie neemt toe aan het einde van de extensie, wat overeenkomt met de thuisbeweging van de knie in eerdere rapporten. Grafieken van de fout voor vertaling en rotatie tonen aan dat de fout aanvaardbaar is voor dijbeenlengtes langer dan 9% van de gehele lengte en scheenbeenlengtes langer dan 7% van de gehele lengte, omdat de CT-segmentdikte 0,5 milimeter bedraagt en de foutgrootte overschrijdt.

Bovendien toont de berekening van patellar kinematica aan dat de zijdelingse kanteling van de knieschijf overeenkomt met de knieflexiehoek. De oppervlaktereconstructie van de botschors moet visueel worden gecontroleerd en kan handmatige segmentatie vereisen. Onlangs hebben veel studies van automatische segmentaties gebruikt Met behulp van deze technieken, reconstructie kan automatisch worden uitgevoerd.