Análise de TC quadridimensional usando registro 3D-3D sequencial

Um método para reconstruir o movimento de um osso em movimento em relação ao osso fixo a partir de dados de tomografia 4D, facilitando a descrição de cinemática articular detalhada. Uma vez criado o macio de todo o osso, e seus pontos de referência foram selecionados, a maioria dos processos de reconstrução será concluída automaticamente. Com a junta de destino do sujeito dentro do pórtico ct da imagem 4D CT, peça ao sujeito para mover a articulação durante o tempo de varredura de 10 segundos, enquanto obtém uma série de dados de volume.

Para segmentação semiautomática superficial dos dados ct 3D, carregue os dados CT DICOM no software apropriado e clique em Editar novo campo de rótulo para abrir o campo de rótulos. Identifique qual o valor de atenuação da tomografia computadorizada é apropriado para extrair osso cortical do osso de origem e selecione materiais com valores de atenuação de tomografia computadorizada acima do limiar. Verifique a seleção do córtex ósseo e use uma ferramenta de edição apropriada para modificar manualmente a demarcação.

Para gerar os dados da superfície a partir dos dados de posição do córtex ósseo rotulado, clique em Gerar Superfície e use o controle deslizante para suavizar a extensão. Em seguida, clique em Aplicar. Para salvar os dados de superfície no formato STL, clique em Arquivo e Exportação de Dados Como e selecione StL binário Little Endian binário.

Para realizar uma segmentação automática dos dados de volume de CT 4D, utilize o módulo de leitura DICOM no software de programação para extrair os dados geométricos que mostram os valores de atenuação da CT acima do limiar de todos os 51 quadros dos dados de tomografia 4D. Em seguida, use um script de processamento em lote para reconstruir todos os dados de superfície da nuvem de ponto com valores de atenuação ct mais altos do que o limiar para todos os quadros ct 4D no software de processamento de imagem. Para realizar o registro superficial do CT 3D estático ao primeiro quadro do CT 4D, use a função de fase de seleção para aparar os ossos em uma TC 3D estática em dados parciais do segmento que estão incluídos em todos os quadros dos dados da foto 4D CT.

Os dados de superfície 4D CT são apenas segmentos parciais que serão incluídos em cada imagem de volume, porque o registro de superfície exige que um ponto de dados de superfície seja incluído em outra superfície. Use a função Pick Points para selecionar três marcos nos ossos fixos e móveis que podem ser facilmente identificados a partir da superfície ct 3D aparada e os dados de superfície do primeiro quadro de 4D CT no software de edição de malha 3D. Em seguida, combine os ossos fixos e móveis parciais aproximadamente no primeiro quadro dos dados de superfície 4D CT de acordo com os marcos escolhidos, e use o algoritmo iterativo de ponto mais próximo para realizar o registro de superfície no software de código aberto.

Para realizar um registro de superfície sequencial, use o módulo iterativo de ponto mais próximo no software de código aberto para primeiro corresponder às superfícies parciais do osso fixo no primeiro quadro 4D CT sobre os dados de superfície do segundo quadro. Em seguida, reconstrua o movimento ósseo em movimento em relação ao osso fixo. Quando os parâmetros de rotação tiverem sido medidos, defina os sistemas de coordenadas dos ossos fixos e móveis.

O exemplo de dados da cinemática do joelho mostra que o ângulo varus da tíbia diminui gradualmente à medida que a tíbia é estendida. A rotação externa tibial aumenta no final da extensão, correspondendo com o movimento doméstico do joelho em relatórios anteriores. Gráficos do erro de tradução e rotação mostram que o erro é tolerável para comprimentos de fêmur maiores que 9% de todo o comprimento, e comprimentos de tíbia maiores que 7% de todo o comprimento, já que a espessura da fatia de TC é de 0,5 milímetros, e excede o tamanho do erro.

Além disso, o cálculo da cinemática patelar demonstra que a inclinação lateral da patela corresponde ao ângulo de flexão do joelho. A reconstrução superficial do córtex ósseo deve ser verificada visualmente e pode exigir segmentação manual. Recentemente, muitos estudos de segmentações automáticas têm utilizado Utilizando essas técnicas, a reconstrução pode ser realizada automaticamente.