A videoradiografia biplano pode quantificar a cinemática do ombro com um alto grau de precisão. O protocolo aqui descrito foi especificamente projetado para rastrear a escápula, o úmero e as costelas durante a elevação do úmero planar, e descreve os procedimentos para coleta, processamento e análise de dados. Também são descritas considerações únicas para a coleta de dados.
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Artigo de método
Medindo kinemática de ombro 3D in vivo usando videoradiografia biplanar
Neste artigo
Resumo
Resumo
O ombro é um dos sistemas articulares mais complexos do corpo humano, com o movimento ocorrendo através das ações coordenadas de quatro articulações individuais, múltiplos ligamentos e aproximadamente 20 músculos. Infelizmente, patologias do ombro (por exemplo, lágrimas de manguito rotador, luxações articulares, artrite) são comuns, resultando em dor substancial, incapacidade e diminuição da qualidade de vida. A etiologia específica para muitas dessas condições patológicas não é totalmente compreendida, mas é geralmente aceito que a patologia do ombro está frequentemente associada ao movimento articular alterado. Infelizmente, medir o movimento do ombro com o nível necessário de precisão para investigar hipóteses baseadas em movimento não é trivial. No entanto, as técnicas de medição de movimento baseadas em radiográficas forneceram o avanço necessário para investigar hipóteses baseadas em movimento e fornecer uma compreensão mecanicista da função do ombro. Assim, o objetivo deste artigo é descrever as abordagens para medir o movimento do ombro usando um sistema de videoradiografia biplanar personalizado. Os objetivos específicos deste artigo são descrever os protocolos para adquirir imagens videoradiográficas biplanar do complexo do ombro, adquirir tomografias computadorizadas, desenvolver modelos ósseos 3D, localizar marcos anatômicos, rastrear a posição e orientação do úmero, escápula e tronco a partir das imagens radiográficas biplanares e calcular as medidas de desfecho cinemático. Além disso, o artigo descreverá considerações especiais exclusivas do ombro ao medir a cinemática articular usando essa abordagem.
Introdução
O ombro é um dos sistemas articulares mais complexos do corpo humano, com o movimento ocorrendo através das ações coordenadas de quatro articulações individuais, múltiplos ligamentos e aproximadamente 20 músculos. O ombro também tem a maior amplitude de movimento das principais articulações do corpo e é frequentemente descrito como um compromisso entre mobilidade e estabilidade. Infelizmente, patologias do ombro são comuns, resultando em dor substancial, incapacidade e diminuição da qualidade de vida. Por exemplo, as lágrimas do manguito rotador afetam cerca de 40% da população com mais de 601,2,3 <....
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Protocolo
Antes da coleta de dados, o participante forneceu consentimento por escrito. A investigação foi aprovada pelo Conselho de Revisão Institucional do Sistema de Saúde Henry Ford.
Os protocolos para aquisição, processamento e análise de dados de movimento radiográfico biplano são altamente dependentes dos sistemas de imagem, software de processamento de dados e medidas de interesse de resultados. O protocolo a seguir foi especificamente projetado para rastrear a escápula, úmero, e a terceira e a quarta costelas durante o sequestro de plano scapular ou coronal-avião e quantificar a cinemática glenohumeral, scapulothoracic e humerothoracic.
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Resultados
Uma mulher assintomática de 52 anos (IMC = 23,6 kg/m2) foi recrutada como parte de uma investigação anterior e submetida a testes de movimento (abdução de avião coronal) em seu ombro dominante (direita)65. Antes da coleta de dados, o participante forneceu consentimento por escrito. A investigação foi aprovada pelo Conselho de Revisão Institucional do Sistema de Saúde Henry Ford. A coleta de dados foi realizada utilizando-se o protocolo descrito anteriormente (Figura.......
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Discussão
A técnica descrita aqui supera várias desvantagens associadas às técnicas convencionais de avaliação do movimento do ombro (ou seja, simulações cadavéricas, imagens 2D, imagem 3D estática, sistemas de captura de movimento baseados em vídeo, sensores vestíveis, etc.) fornecendo medidas precisas de movimento articular 3D durante atividades dinâmicas. A precisão do protocolo aqui descrito foi estabelecida para que a articulação glenohumeral contra o padrão ouro de análise radiotereométrica (RSA) seja ±0,5° e ±0,4
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Divulgações
Os autores não têm conflitos de interesse.
Agradecimentos
A pesquisa relatada nesta publicação contou com o apoio do Instituto Nacional de Artrite e Doenças Musculoesqueléticos e de Pele sob o prêmio número R01AR051912. O conteúdo é de responsabilidade exclusiva dos autores e não representa necessariamente as opiniões oficiais dos Institutos Nacionais de Saúde (NIH).
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Cubo de calibração | Caixa de | / A | com uma conta de tântalo em cada canto e quatro contas adicionais no meio da caixa ' s bordas verticais (12 contas no total). As posições de cada conta são conhecidas com precisão em relação a um canto da caixa que serve como origem do sistema de coordenadas do laboratório. |
| Grade de correção de distorção | Folha de | N / A | cobre toda a face do intensificador de imagem de 16 polegadas e contém uma matriz ortogonal de contas de tântalo espaçadas em 1 cm. |
| ImageJ | National Institutes of Health | N/A | Software de processamento de imagem usado para preparar a pilha TIFF de volumes ósseos. |
| Bancada de trabalho de rastreamento sem marcadores | personalizada, software interno | N/A | Uma bancada de software personalizado usada para digitalizar marcos anatômicos em modelos ósseos 3D, constrói sistemas de coordenadas anatômicas, usa registro de imagem baseado em intensidade para realizar rastreamento sem marcadores e calcula e visualiza medidas de resultados cinemáticos. |
| MATLAB | Mathworks, Inc | N/A | Software de programação de computadores. Para usado para realizar processamento e análise de dados. |
| Mimics (versão 20) | Materialise, Inc | N/A | Software de processamento de imagem usado para segmentar úmero, escápula e costelas a partir de tomografia computadorizada. |
| Abra o Inventor | Thermo Fisher Scientific | N/A | Programa gráfico 3D usado para visualizar ossos |
| Software Phantom Camera Control (PCC) (versão 3.4) | N/A | Software para especificar parâmetros da câmera e adquirir e salvar imagens radiográficas | |
| Gerador de pulso (Modelo 9514) | Quantum Composers, Inc. | N/A | Sincroniza os sistemas de raios X e câmeras e especifica o tempo de exposição |
| Dois geradores de raios X pulsados de 100 kW (Modelo CPX 3100CV) | EMD Technologies | N/A | Gera os raios X usados para produzir imagens radiográficas |
| Dois intensificadores de imagem de 40 cm (Modelo P9447H110) | North American Imaging | N/A | Converte raios X em fótons para produzir imagem visível |
| Duas câmeras Phantom VEO 340 | Vision Research | N/A | As câmeras de alta velocidade registram a imagem visível criada pelo sistema de raios-x |
Referências
- Milgrom, C., Schaffler, M., Gilbert, S., van Holsbeeck, M. Rotator-cuff changes in asymptomatic adults. The effect of age, hand dominance and gender. Journal of Bone and Joint Surgery (British volume). 77 (2), 296-298 (1995).
- Kim, H. M., et al.
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Reimpressões e permissões
