Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

In vivo Quantificazione dell'artrokinematica dell'anca durante le attività dinamiche di carico utilizzando la doppia fluoroscopia

Published: July 2, 2021 doi: 10.3791/62792
Automatic Translation
1,2, 1,3, 1,2,4,5
1Department of Orthopaedics, University of Utah, 2Scientific Computing and Imaging Institute, University of Utah, 3Department of Mechanical Engineering, University of Vermont, 4Department of Biomedical Engineering, University of Utah, 5Department of Physical Therapy, University of Utah

Summary

La doppia fluoroscopia cattura con precisione il movimento dinamico in vivo delle articolazioni umane, che può essere visualizzato rispetto all'anatomia ricostruita (ad esempio, artrokinematica). Qui viene presentato un protocollo dettagliato per quantificare l'artrocinematica dell'anca durante le attività di carico della vita quotidiana, compresa l'integrazione della doppia fluoroscopia con la tradizionale cattura del movimento dei marcatori cutanei.

Abstract

Diverse patologie dell'anca sono state attribuite a morfologia anomala con un'ipotesi sottostante di biomeccanica aberrante. Tuttavia, le relazioni struttura-funzione a livello articolare rimangono difficili da quantificare a causa delle difficoltà nel misurare con precisione il movimento dinamico dell'articolazione. Gli errori di artefatto dei tessuti molli inerenti alla cattura del movimento del marcatore ottico della pelle sono esacerbati dalla profondità dell'articolazione dell'anca all'interno del corpo e dalla grande massa di tessuto molle che circonda l'articolazione. Pertanto, la complessa relazione tra forma ossea e cinematica dell'articolazione dell'anca è più difficile da studiare con precisione rispetto ad altre articolazioni. Qui viene presentato un protocollo che incorpora l'artrografia computerizzata (CT), la ricostruzione tridimensionale (3D) di immagini volumetriche, la doppia fluoroscopia e l'acquisizione ottica del movimento per misurare con precisione il movimento dinamico dell'articolazione dell'anca. Gli studi tecnici e clinici che hanno applicato la doppia fluoroscopia per studiare le relazioni forma-funzione dell'anca utilizzando questo protocollo sono riassunti e vengono descritti i passaggi specifici e le considerazioni future per l'acquisizione, l'elaborazione e l'analisi dei dati.

Introduction

Il numero di procedure totali di artroplastica dell'anca (THA) eseguite su adulti di età compresa tra 45 e 64 anni affetti da artrosi dell'anca (OA) è più che raddoppiato tra il 2000 e il 20101. Sulla base degli aumenti delle procedure THA dal 2000 al 2014, un recente studio ha previsto che il numero complessivo di procedure annuali potrebbe triplicare nei prossimi vent'anni2. Questi grandi aumenti delle procedure THA sono allarmanti considerando che gli attuali costi di trattamento superano i 18 miliardi di dollari all'anno solo negli Stati Uniti3.

Si ritiene che la displasia evolutiva dell'anca (DDH) e la sindrome da impingement femoroacetabolare (FAIS), che descrivono un'anca sotto- o sovra-vincolata, siano l'eziologia primaria dell'OA4dell'anca . L'alta prevalenza di queste deformità strutturali dell'anca in individui sottoposti a THA è stata inizialmente descritta più di tre decenni fa5. Tuttavia, la relazione tra anatomia anormale dell'anca e osteoartrite non è ben compresa. Una sfida per migliorare la comprensione del ruolo delle deformità nello sviluppo dell'OA dell'anca è che la morfologia anormale dell'anca è molto comune tra gli adulti asintomatici. In particolare, gli studi hanno osservato la morfologia associata al FAIS di tipo cam in circa il 35% della popolazione generale6,l'83% degli atleti senior7e oltre il 95% degli atleti maschi collegiali8. In un altro studio su atlete collegiali, il 60% dei partecipanti aveva prove radiografiche di CAM FAIS e il 30% aveva evidenza di DDH9.

Gli studi che dimostrano un'alta prevalenza di deformità tra gli individui senza dolore all'anca indicano la possibilità che la morfologia comunemente associata a FAIS e DDH possa essere una variante naturale che diventa sintomatica solo in determinate condizioni. Tuttavia, l'interazione tra anatomia dell'anca e biomeccanica dell'anca non è ben compresa. In particolare, ci sono difficoltà note con la misurazione del movimento dell'articolazione dell'anca utilizzando la tradizionale tecnologia di acquisizione ottica del movimento. In primo luogo, l'articolazione è relativamente profonda all'interno del corpo, in modo tale che la posizione del centro dell'articolazione dell'anca è difficile da identificare e tracciare dinamicamente utilizzando la cattura ottica del movimento del marcatore cutaneo, con errori sullo stesso ordine di grandezza del raggio della testa del femore10,11. In secondo luogo, l'articolazione dell'anca è circondata da una grande massa di tessuti molli, tra cui grasso sottocutaneo e muscolo, che si muove rispetto all'osso sottostante, con conseguente artefatto dei tessuti molli12,13,14. Infine, utilizzando il tracciamento ottico dei marcatori cutanei, la cinematica viene valutata rispetto all'anatomia generalizzata e quindi non fornisce informazioni su come sottili differenze morfologiche potrebbero influenzare la biomeccanica dell'articolazione.

Per affrontare la mancanza di una cinematica accurata in combinazione con la morfologia ossea specifica del soggetto, sono stati sviluppati sistemi di fluoroscopia sia singoli che doppi per analizzare altri sistemi articolari naturali15,16,17. Tuttavia, questa tecnologia è stata applicata solo di recente all'articolazione dell'anca nativa, probabilmente a causa della difficoltà di acquisire immagini di alta qualità attraverso i tessuti molli che circondano l'anca. La metodologia per misurare con precisione il movimento dell'articolazione dell'anca in vivo e visualizzare questo movimento rispetto all'anatomia ossea specifica del soggetto è descritta qui. L'artrokinematica risultante fornisce una capacità senza precedenti di indagare la sottile interazione tra morfologia ossea e biomeccanica.

Qui sono state descritte le procedure per l'acquisizione e l'elaborazione di immagini a doppia fluoroscopia dell'anca durante le attività della vita quotidiana. A causa del desiderio di acquisire la cinematica di tutto il corpo con il tracciamento ottico dei marcatori contemporaneamente alle immagini a doppia fluoroscopia, il protocollo di raccolta dei dati richiede il coordinamento tra diverse fonti di dati. La calibrazione del sistema a doppia fluoroscopia utilizza strutture in plexiglass impiantate con perle metalliche che possono essere identificate direttamente e tracciate come marcatori. Al contrario, il movimento osseo dinamico viene monitorato utilizzando il tracciamento senza marcatori, che utilizza solo la densità radiografica basata sulla TC delle ossa per definire l'orientamento. Il movimento dinamico viene quindi monitorato simultaneamente utilizzando la doppia fluoroscopia e i dati di acquisizione del movimento che sono sincronizzati spazialmente e temporalmente.

I sistemi vengono sincronizzati spazialmente durante la calibrazione attraverso l'imaging simultaneo di un cubo con marcatori riflettenti e perle metalliche impiantate e la generazione di un sistema di coordinate comune. I sistemi sono sincronizzati temporalmente per ogni attività o cattura attraverso l'uso di un trigger elettronico split, che invia un segnale per terminare la registrazione delle doppie telecamere fluoroscopiche e interrompe un ingresso costante di 5 V al sistema di motion capture. Questo protocollo coordinato consente la quantificazione della posizione dei segmenti corporei che non rientrano nel campo visivo combinato del sistema dual fluoroscopico, l'espressione di risultati cinematici relativi a eventi normalizzati dall'andatura e la caratterizzazione della deformazione dei tessuti molli intorno al femore e al bacino.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Le procedure delineate in questo protocollo sono state approvate dall'Institutional Review Board dell'Università dello Utah.

1. Imaging artrogramma CT

  1. Artrogramma18
    1. Programmare un radiologo muscoloscheletrico addestrato per eseguire l'artrogramma direttamente prima dell'imaging TC programmato.
    2. Posizionare il partecipante sul tavolo con l'anca di interesse nel campo visivo di un fluoroscopio clinico. Posizionare sacchi di sabbia su entrambi i lati della caviglia per impedire la rotazione della gamba e dell'anca.
    3. Preparare la pelle per creare un ambiente sterile. Contrassegnare la posizione in cui verrà inserito l'ago (giunzione testa-collo del femore) e anestetizzare i tessuti molli nel sito di iniezione con 2-5 ml di lidocaina all'1%.
    4. Preparare una soluzione di 20 mL di lidocaina all'1%, 10 mL di iniezione di ioesolo e 0,1 mL di 1 mg/mL (1:1000) di epinefrina in una siringa luer lock da 30 mL.
    5. Da due a cinque minuti dopo l'iniezione di lidocaina, inserire un ago spinale solo fino a quando non entra in contatto con il collo del femore; verificare la posizione dell'ago mediante fluoroscopia. Iniettare una piccola quantità della soluzione preparata (<5 mL) e assicurarsi che il fluido iniettato sia contenuto all'interno della capsula articolare con un'immagine dalla fluoroscopia.
    6. Iniettare 20-30 ml della miscela di contrasto. Quando si osserva un'ulteriore resistenza all'iniezione, chiedere a un membro del team di studio di applicare manualmente la trazione all'anca tirando la caviglia del partecipante mentre il partecipante afferra la testiera del tavolo per resistere al movimento della parte superiore del corpo. Iniettare la miscela di contrasto rimanente, a seconda dei casi.
    7. Verificare mediante fluoroscopia che il mezzo di contrasto riempia lo spazio articolare e copra la testa del femore quando viene applicata la trazione.
    8. Trasferire il paziente allo scanner TC su una sedia a rotelle o un letto per ridurre al minimo la perdita di contrasto all'interno della capsula articolare.
  2. Imaging di trazione e TC
    1. Aiuta il partecipante in posizione supina sul portale CT.
    2. Posizionare il dispositivo di stecca di trazione della lepre sotto la gamba di interesse, assicurandosi che la barra imbottita prossimale si appoggi appena distale all'ischio. Attaccare le cinghie a strappo intorno alla coscia e alla caviglia del partecipante e applicare una leggera trazione.
    3. Acquisisci un'immagine scout e imposta il campo visivo per includere l'intero bacino e i femori prossimali appena sotto il trocantere minore per i fianchi. Imposta un campo visivo separato per includere i femori distali e le tibie prossimali per le ginocchia.
    4. Applicare una trazione aggiuntiva (chiedere a un membro del team di ricerca di tirare sulla caviglia mentre un altro stringe la cinghia della stecca di trazione della lepre) per garantire la separazione dello spazio articolare. Acquisisci immagini a 120 kVp, spessore fetta 1,0 mm, 200 - 400 mAs per l'anca e 120 kVp, spessore fetta 3,0 mm e 150 mAs per le ginocchia. Utilizzare CARE Dose, un controllo automatico dell'esposizione che modula la corrente del tubo in base alla qualità dell'immagine, per ridurre al minimo il carico di radiazioni per il partecipante.
    5. Rilasciare e rimuovere il dispositivo di stecca di trazione della lepre. Aiuta il partecipante in posizione eretta e assicurati che si senta a suo agio nel mettere peso ed essere mobile sull'arto prima di permettergli di andarsene.

2. Doppia fluoroscopia di imaging

  1. Configurazione del sistema
    1. Applicare l'antropometria19 per stimare l'altezza dell'articolazione dell'anca in base all'altezza riportata dal partecipante e utilizzare questa misurazione per stimare l'altezza desiderata del centro del campo visivo del sistema.
    2. Posizionare gli intensificatori di immagine a circa 50° l'uno dall'altro sul lato del tapis roulant strumentato corrispondente all'anca di interesse (Figura 1).
    3. Posizionare gli emettitori di raggi X in modo che siano puntati verso gli intensificatori di immagine. Assicurarsi che la distanza tra la sorgente dell'emettitore e la faccia degli intensificatori di immagine sia di circa 100-110 cm.
      NOTA: la distanza consigliata tra la sorgente dell'emettitore e la faccia degli intensificatori di immagine varia in base alle specifiche del sistema e al collimatore nell'emettitore a raggi X.
    4. Collegare il centro della faccia dell'intensificatore di immagine e il corrispondente emettitore di raggi X di ciascuna coppia di fluoroscopi utilizzando stringhe o nastri di misurazione. Verificare che le corde (o i nastri) si incrocino nella posizione desiderata (ad esempio, nella posizione prevista dell'articolazione dell'anca).
    5. Apporre la piastra con tre laser all'emettitore e lo specchio all'intensificatore di immagine. Accendere i laser e perfezionare l'allineamento di ciascun emettitore e intensificatore di immagine in base alla riflessione dei laser alla sorgente laser.
  2. Immagini di calibrazione
    1. Prepararsi per l'uso delle radiazioni indossando piombo e posizionando la segnaletica sugli ingressi della stanza. Riduci al minimo l'esposizione facendo indossare al personale una protezione che include un giubbotto, una gonna, guanti e occhiali con piombo. Accendere i fluoroscopi e consentire ai sistemi di riscaldarsi, se necessario.
    2. Per tutte le immagini di calibrazione, impostare i fluoroscopi su 64 kVp e 1,4-1,6 mAo come altrimenti desiderato.
    3. Aprire il software di controllo della fotocamera sul computer e selezionare le telecamere appropriate come slave e master. Utilizzare la sincronizzazione esterna con la fotocamera master dalla fotocamera slave per sincronizzare le due telecamere.
      NOTA: per tutte le attività registrate, salvare gli stessi fotogrammi da entrambe le telecamere a doppia fluoroscopia; i fotogrammi sono identificati con un numero che rappresenta il numero di fotogrammi prima del segnale di trigger elettronico.
    4. Verificare l'allineamento del sistema apponendo una rondella metallica circolare al centro dell'intensificatore di immagine e attaccando il mirino all'emettitore.
      NOTA: una volta verificato l'allineamento, è importante evitare di contattare il sistema.
    5. Fissare la griglia in plexiglass a uno degli intensificatori di immagine usando le viti; ridurre al minimo la forza applicata in questo processo per evitare di alterare l'allineamento. Acquisisci immagini di fluoroscopia e salva 100 fotogrammi di immagine da ogni doppia fotocamera fluoroscopica della griglia. Rimuovere la griglia e ripetere il processo per l'altro intensificatore di immagini.
    6. Posizionare il cubo di calibrazione 3D all'interno del campo visivo combinato dei due fluoroscopi. Per fare ciò, posiziona il cubo su uno sgabello o una piattaforma radiotraslucida e verifica visivamente che la maggior parte o tutto il cubo sia all'interno del campo visivo. Orientare il cubo in modo che le pere di calibrazione non si sovrappongano per la vista della telecamera a doppia fluoroscopia. Acquisisci immagini e salva 100 fotogrammi di immagine del cubo.
    7. Prima di spostare il cubo, misurare e registrare la posizione approssimativa dell'origine del cubo da ciascun emettitore utilizzando il sistema di coordinate del cubo. Rimuovere il cubo e qualsiasi piattaforma associata.
    8. Misurare e registrare la distanza tra la sorgente dell'emettitore e la faccia dell'intensificatore di immagine per ciascun fluoroscopio.
    9. Attaccare il plexiglass con perle a un'asta lunga o a un righello con un elastico e spostarlo in modo casuale per fornire movimenti che vanno dall'intero campo visivo del sistema. Assicurarsi che il personale di ricerca sia consapevole del percorso di protezione dalle radiazioni e dall'usura per ridurre al minimo l'esposizione (vedere il punto 2.2.1). Salvate 100 fotogrammi immagine del movimento.
    10. Reimpostare l'orologio di imaging utilizzato per tenere traccia del tempo di esposizione.
  3. Prova statica e regolazione dei parametri
    1. Misurare l'altezza del trocantere maggiore per assicurarsi che l'altezza del sistema sia appropriata per il partecipante.
      1. Palpare la coscia per trovare la prominenza ossea del trocantere maggiore e individuare il punto più superiore, come è possibile.
      2. Poiché il trocantere superiore maggiore si trova approssimativamente alla stessa altezza dell'articolazione dell'anca, misurare l'altezza dal pavimento fino a questo punto e confrontarla con la stima dell'altezza utilizzata per impostare il sistema a doppia fluoroscopia.
      3. Se necessario, regolare l'altezza del sistema e ricalibrare mentre il partecipante è in fase di preparazione per l'acquisizione dei dati.
    2. Familiarizzare il partecipante con il sistema di fluoroscopia e informarlo che deve informare il team di ricerca se entra in contatto con una qualsiasi delle apparecchiature durante la sessione di imaging, poiché il contatto con il sistema influisce negativamente sull'accuratezza dei suoi dati.
    3. Fai salire il partecipante sul tapis roulant e si trova all'interno del campo visivo del doppio sistema di fluoroscopia. Controlla l'allineamento dei partecipanti dal punto di vista di ciascun emettitore e prendi nota di questa posizione dal punto di vista di dove ogni membro del team di ricerca sarà in piedi o seduto durante l'imaging.
    4. Stimare i parametri di imaging (kVp e mA di ciascun emettitore e l'esposizione delle doppie telecamere fluoroscopiche) in base all'indice di massa corporea (BMI) del partecipante e impostare ciascun fluoroscopio di conseguenza.
      NOTA: per la coorte di riferimento, le impostazioni di fluoroscopia variavano da 78 a 104 kVp e 1,9-3,2 mA con esposizioni della fotocamera di 4,5-7,0 ms.
    5. Acquisire immagini del partecipante durante la posizione eretta e valutare le immagini per il contrasto e il campo visivo.
      NOTA: l'aumento del kVp è associato a una maggiore dispersione dei raggi X (aumenta il rumore e riduce il contrasto), a una risoluzione dell'immagine inferiore e a un contrasto inferiore.
    6. Regolare i parametri e/o l'allineamento dei partecipanti e ripetere l'acquisizione delle immagini, se necessario.
    7. Salva 100 fotogrammi delle immagini finali da utilizzare come prova statica.
  4. Prove dinamiche (Figura 2)
    1. Prima dell'inizio della doppia imaging fluoroscopico, fare in modo che il partecipante cammini per una distanza nota mentre viene cronometriato. Usalo per determinare la velocità di camminata auto-selezionata sia per la camminata in piano che in pendenza sul tapis roulant.
    2. Avere il partecipante indossa un collare tiroideo con piombo per proteggere la tiroide.
    3. Durante le acquisizioni dinamiche, fai in modo che il ricercatore gestisca il controllo della doppia telecamera per fluoroscopia presso la workstation a doppia fluoroscopia dietro lo scudo di piombo e osservi il partecipante attraverso la finestra di visualizzazione dello scudo (Figura 3).
    4. Per l'esecuzione di tutte le prove di camminata:
      1. Informare il partecipante prima di avviare la cintura del tapis roulant. Aumentare la velocità del tapis roulant fino alla velocità di camminata appropriata e lasciare che l'andatura del partecipante si normalizzi prima di raccogliere le immagini.
      2. Per ogni attività di camminata, acquisire e salvare almeno due cicli di andatura completa.
      3. Per l'attività di camminata inclinata, fai scendere il partecipante dal tapis roulant. Sblocca il tapis roulant, imposta l'inclinazione a 5 °e riblocca il tapis roulant prima che il partecipante faccia un passo indietro sul tapis roulant per eseguire l'attività.
      4. Ripetere l'imaging, in modo che l'attività venga registrata due volte.
      5. Ripetere lo stesso processo (punto 2.4.4.3) per abbassare il tapis roulant al termine dell'attività.
    5. Per le attività pivot:
      1. Fare in modo che il partecipante ruoti la posizione del corpo e i piedi di circa 45° dalla parte anteriore del tapis roulant opposto alla direzione del perno. Se lo si desidera, assicurarsi che ogni piede sia posizionato interamente su una singola cinghia del tapis roulant a doppia cinghia per consentire un'elaborazione semplice dei dati della piastra di forza.
      2. Chiedere al partecipante di eseguire diversi pivot da e verso la loro gamma finale di movimento mentre osserva l'allineamento del bacino alla gamma finale di movimento. Assicurarsi che il movimento venga eseguito senza intoppi poiché il perno non richiede accelerazione per raggiungere la posizione finale.
      3. In base alla posizione del bacino all'estremità del movimento, fai ruotare e / o tradurre i piedi in modo tale che il bacino sia rivolto in avanti sul tapis roulant e l'anca di interesse sia al centro del campo visivo combinato dei fluoroscopi all'estremità del perno.
      4. Una volta ottimizzata la posizione, fare in modo che il partecipante esegua il pivot durante l'imaging a doppia fluoroscopia e salvi tutti i fotogrammi in cui il femore e il bacino sono visibili in entrambe le viste della telecamera a doppia fluoroscopia (circa 200-400 fotogrammi) centrate sulla gamma finale di movimento, catturando il più possibile il pivot.
      5. Ripetere l'imaging, in modo che l'attività venga registrata due volte.
    6. Per l'attività di abduzione-adduzione:
      1. Avere il partecipante in piedi nel campo visivo dei fluoroscopi e sollevare la gamba di interesse di circa 45 ° su un fianco. Ricorda al partecipante di evitare il movimento del busto e di ridurre la gamma di movimento, se necessario.
      2. Acquisire e salvare tutti i fotogrammi in cui il femore e il bacino sono visibili in entrambe le viste della fotocamera a doppia fluoroscopia (circa 200-400 fotogrammi).
      3. Ripetere l'imaging, in modo che l'attività venga registrata due volte.
    7. Per il centro dinamico dell'articolazione dell'anca o l'attività dell'arco stellare20
      1. Avere il partecipante in piedi nel campo visivo del sistema a doppia fluoroscopia e alzare e abbassare la gamba anteriormente e con incrementi di 45 ° di 180 °, terminando con un sollevamento posteriore e inferiore della gamba. Prima di rimettere la gamba a terra, fare in modo che il partecipante circumdida la gamba e torni in posizione eretta.
    8. Una volta che il partecipante è a suo agio con il movimento e può completarlo in circa 6-8 s, acquisire e salvare le immagini dell'attività.
      NOTA: Solo un'attività viene catturata con doppia fluoroscopia a causa della durata dello studio.
  5. Immagini di calibrazione aggiuntive
    1. Se in qualsiasi momento durante la raccolta dei dati, il partecipante ritiene di essere entrato in contatto con qualsiasi parte dell'apparecchiatura fluoroscopica, immagine le griglie e il cubo e salva tutti i file per la calibrazione.
    2. Al termine della raccolta dei dati, creare un'immagine delle griglie e del cubo e salvare tutti i file per la calibrazione per fungere da backup in caso di problemi con la calibrazione iniziale.

3. Cattura del movimento del marcatore della pelle e tapis roulant strumentato

  1. Configurazione del sistema
    1. Focalizzare il sistema di motion capture ottico sul tapis roulant (Figura 3). A causa dei potenziali problemi con la visualizzazione del partecipante mentre si trova nel campo visivo del doppio sistema di fluoroscopia, essere pronti a posizionare con precisione le telecamere a infrarossi per garantire una visualizzazione accurata (Figura 2).
    2. Accendere il sistema e utilizzare una serie di marcatori per garantire che il sistema a doppia fluoroscopia non impedisca la visualizzazione del campo visivo desiderato.
    3. Verificare che i marcatori siano chiari e circolari e regolare la messa a fuoco delle telecamere a infrarossi, se necessario.
    4. Assicurarsi che i fluoroscopi siano coperti per ridurre eventuali superfici riflettenti. Rivedere ogni telecamera a infrarossi e mascherare la vista della fotocamera se gli oggetti riflettenti non possono essere coperti.
    5. Impostare il software di motion capture per leggere in un segnale esterno a 5 V dal trigger elettronico utilizzato per terminare l'acquisizione della telecamera del sistema a doppia fluoroscopia. Utilizzare questo trigger per sincronizzare temporalmente i dati dai due sistemi.
  2. Taratura
    1. Una volta che il sistema è acceso e pronto, utilizzare la bacchetta di calibrazione attiva per calibrare contemporaneamente le telecamere ottiche e di acquisizione del movimento a infrarossi. Assicurarsi che l'intera regione all'interno del sistema a doppia fluoroscopia venga accuratamente catturata durante la calibrazione evitando il contatto con qualsiasi apparecchiatura.
      NOTA: i movimenti della bacchetta che assomigliano al lancio del cibo in una padella hanno funzionato bene.
    2. A causa delle ostruzioni causate dal doppio sistema di fluoroscopia, i valori di calibrazione possono essere peggiori di quelli normalmente osservati per l'acquisizione ottica del movimento. Eseguire la calibrazione in modo che tutte le telecamere a infrarossi abbiano errori di immagine inferiori a 0.2.
      NOTA: l'errore di immagine per la videocamera sarà più alto, anche se ancora inferiore a 0,5. La videocamera non viene utilizzata specificamente per alcuna quantificazione del movimento, ma solo per la registrazione visiva del motion capture.
    3. Durante l'acquisizione della prova del cubo per la doppia fluoroscopia, cattura anche il cubo con le telecamere a infrarossi motion capture. Assicurarsi che il cubo abbia marcatori riflettenti apposti su di esso per la posizione da acquisire con le telecamere sia del sistema di motion capture che del doppio sistema di fluoroscopia.
  3. Set di marcatori e posizionamento
    1. Prima dell'arrivo del partecipante, tagliare e applicare del nastro biadesivo (toupee tape) sulla base di 21 marcatori sferici riflettenti. Per garantire la longevità dei marcatori, assicurarsi che il nastro o qualsiasi pelle non entri in contatto con i marcatori riflettenti.
    2. Per ciascuna delle cinque piastre marcatori (due sul gambo, due sulla coscia, una sul retro; Figura 4), applicare la colla spray sul lato della pelle del cinturino in tessuto e avvolgerla strettamente attorno al partecipante. Verificare con il partecipante che le cinghie si sentano strette (ma non siano scomode). Pulire le mani da qualsiasi colla spray in eccesso prima di aderire al resto del set di marcatori.
    3. Applicare cinque marcatori, utilizzati solo per la calibrazione, rispettivamente sulla clavicola, sulle ginocchia mediali e sui malleoli mediali.
    4. Applicare i restanti 16 marcatori alle spine iliache superiori anteriori (ASIS), alle spine iliache superiori posteriori (PSIS), al trocantere maggiore del femore che viene ripreso, alle spalle, allo sterno, alle ginocchia laterali, ai malleoli laterali e ai piedi (Figura 4).
    5. Chiedere al partecipante di informare il team di studio se eventuali marcatori o cinghie si allentano durante l'acquisizione dei dati.
  4. Prova statica
    1. In combinazione con la prova statica permanente della doppia fluoroscopia, acquisire una prova permanente per la cattura del movimento.
    2. Etichettare tutti i marcatori. Se alcuni marcatori non sono visibili da almeno tre telecamere a infrarossi durante l'attività statica acquisita, riacquisire un'immagine statica per assicurarsi che tutti i marcatori siano visibili.
    3. Rimuovere i marcatori di sola calibrazione e fare in modo che il partecipante asserti un collare tiroideo per fornire protezione dalle radiazioni durante il resto della raccolta dei dati.
  5. Prove dinamiche
    1. Per ciascuna delle prove dinamiche acquisite con il sistema a doppia fluoroscopia, acquisire video di motion capture, assicurando che l'intero video a doppia fluoroscopia rientri nei limiti dell'acquisizione di motion capture.
    2. Assicurarsi che l'interruzione del segnale a 5 V dal grilletto elettronico del sistema a doppia fluoroscopia venga catturata all'interno di ogni prova.

4. Pre-elaborazione delle immagini

  1. Modello basato sulla TC
    1. Segmentare il femore prossimale e distale del lato di interesse e l'intero bacino, poiché queste ossa vengono utilizzate per il monitoraggio e / o la generazione del sistema di coordinate.
    2. Assicurarsi che le segmentazioni siano rappresentative della forma ossea in tutti e tre i piani di imaging e appaiano relativamente lisce.
      NOTA: La capacità di analizzare l'artrokinematica dipende dall'ottenimento di ricostruzioni di alta qualità attraverso un'attenta segmentazione.
    3. Convertire i dati dell'immagine in caratteri non firmati (8 bit) e regolarli secondo necessità con offset e ridimensionamento per produrre un'immagine con un intervallo da 0 a 255.
    4. Isolare solo la regione ossea nell'immagine convertita e ritagliare attorno ai limiti dell'osso. Registrare le dimensioni delle immagini ritagliate.
    5. Salva come formato TIFF 2D.
    6. Aprire l'immagine, modificare il tipo in 16 bite salvarlo come singolo file TIFF 3D.
  2. Ricostruzione della superficie
    1. Genera superfici dalle etichette di segmentazione, leviga e decima le superfici in modo iterativo, assicurando che le facce non vengano mai ridotte di più della metà in ogni singola iterazione.
      NOTA: utilizzando il processo descritto, il numero target di facce è di circa 30.000 per ogni superficie prossimale e distale del femore e 70.000 per ogni superficie dell'emi-bacino.
    2. Esportate ogni superficie come mesh di superficie in formato *.vtk da utilizzare come file di modello per l'identificazione del punto di riferimento.
  3. Identificazione del punto di riferimento per il sistema di coordinate
    1. Identificare i punti di riferimento del femore per la generazione del sistema di coordinate femorali (Figura 5).
      NOTA: i parametri forniti di seguito sono specifici per il set di dati e i protocolli di imaging a cui si fa riferimento; potrebbe essere necessario modificare i valori per selezionare i punti di riferimento in modo appropriato.
      1. Aprire il femore prossimale come file modello. Aprite la barra degli strumenti Post e il pannello Dati per aggiungere un campo standard di Curvatura 1-Princ, selezionate una scorrevolezza di 10 e quindi visualizzate il risultato. Selezionate eccessivamente le facce della testa del femore e utilizzate l'opzione Seleziona intervallo dal pannello Modifica per includere solo la curvatura negativa. Deselezionate le facce selezionate che non appartengono alla testa del femore. Esportate questa superficie della testa del femore come mesh di superficie in formato *.k per una sfera adatta a determinare il centro della testa del femore.
      2. Utilizzando un processo simile, applicare la curvatura 1-Princ al femore distale con la levigatezza di 5 e selezionare nuovamente l'intervallo per includere solo le facce con curvatura negativa. Esportate questa superficie del condilo femorale per un adattamento del cilindro per determinare l'asse mediale-laterale.
      3. Applicare la curvatura 2-Princ sul femore distale, utilizzando una levigatezza di 3. Evidenzia le creste degli epicondili e seleziona l'intervallo utilizzando un cut-off superiore di -0,1. Esportate queste facce per generare un piano e utilizzatelo per isolare le facce dei condili posteriori per l'adattamento del cilindro.
    2. Identificare i punti di riferimento del bacino per la generazione del sistema di coordinate pelviche (Figura 5).
      NOTA: i parametri forniti di seguito sono specifici per il set di dati e i protocolli di imaging a cui si fa riferimento; potrebbe essere necessario modificare i valori per selezionare i punti di riferimento in modo appropriato.
      1. Per ogni emi-bacino, applicare 2-Princ Curvature con una levigatezza di 5 e selezionare l'intervallo per includere solo facce positive per isolare la superficie lunata dell'acetabolo. Esportare la superficie lunare e utilizzare una sfera adatta per determinare il centro dell'acetabolo.
      2. Riapplicazione della curvatura 2-Princ con una scorrevolezza di 2 e selezionare tutte le facce con curvatura inferiore a -0,15 per evidenziare le spine del bacino. Scegli i punti sul bordo di queste spine che meglio rappresentano ASIS e PSIS come punti di riferimento e registrali.

5. Tracciamento del movimento osseo

  1. Taratura
    1. Identificare 12 pere all'interno di ciascuna delle immagini cubiche dalle doppie telecamere fluoroscopiche (raccolte nel passaggio 2.2.6). Sulla base delle distanze calibrate tra ciascuna delle perle del cubo e le misurazioni della posizione del cubo all'interno del sistema a doppia fluoroscopia, determinare l'orientamento spaziale di ciascun fluoroscopio attraverso la minimizzazione dell'errore di proiezione della somma dei quadrati tra le posizioni delle perle proiettate e conosciute.
    2. Utilizzare le immagini della griglia per correggere la distorsione dell'immagine e applicare la correzione a tutte le immagini associate a tale immagine della griglia.
    3. Utilizza le immagini in movimento per quantificare l'accuratezza dinamica del sistema e utilizza il tracciamento basato su marcatori per tracciarlo.
  2. Tracciamento senza marcatori
    1. Aggiungere la posizione dei punti di riferimento selezionati al file dei parametri specifici dell'osso e raccogliere la posizione dinamica di questi punti di riferimento nel sistema a doppia fluoroscopia come output per tutti i fotogrammi tracciati.
    2. Determinare i fotogrammi che verranno tracciati (in base ai dati cinematici dell'acquisizione del movimento, vedere il passaggio 6.1.2) e aprire il software di tracciamento senza marcatori con il file dei parametri specifici dell'osso associato.
    3. Selezionare un fotogramma all'interno dell'intervallo desiderato con una buona visualizzazione dell'osso e orientare manualmente la radiografia ricostruita digitalmente (DRR) basata su TC dell'osso di interesse (femore prossimale o emi-bacino) utilizzando i sei gradi di libertà disponibili nel software (Figura 6).
      NOTA: poiché la maggior parte delle prove inizia in una posizione simile a quella in piedi, questa posizione iniziale può probabilmente essere utilizzata come punto di partenza iniziale per tutte le prove.
    4. Una volta che il DRR dell'osso appare ben allineato in entrambe le viste, salvate la soluzione facendo clic sul pulsante Manuale nel pannello Soluzioni.
      NOTA: ogni volta che una soluzione viene salvata, i parametri di orientamento e il coefficiente di correlazione incrociata normalizzato vengono tracciati come riferimento. Il coefficiente di correlazione incrociata normalizzato viene calcolato in base a tutti i pixel con valori diversi da zero sia per il fluoroscopio che per i DRR ossei.
    5. Applicare il passaggio di ottimizzazione della ricerca diagonale dell'Assia (DHS) facendo clic sul pulsante DHS all'interno del pannello Soluzioni ed esaminare il risultato. Se si preferisce il risultato ottimizzato, passare al fotogramma successivo; in caso contrario, apportate le modifiche necessarie e salvate nuovamente facendo clic sul pulsante Manuale all'interno del pannello Soluzioni. Ripetere questo passaggio fino a trovare una soluzione soddisfacente.
      NOTA: in caso di scarso contrasto dell'immagine, l'algoritmo di ottimizzazione potrebbe non sempre produrre un risultato soddisfacente.
    6. Per ogni quinto fotogramma, ripetete questo processo, utilizzando la soluzione per il fotogramma precedente come punto di partenza. Utilizzare l'ottimizzazione DHS per automatizzare il processo.
    7. Per completare il primo passaggio di tracciamento, utilizzate un altro strumento che interpola tramite proiezione lineare (LP) e ottimizza le soluzioni tra i fotogrammi tracciati facendo clic sul pulsante Intervallo di LP + DHS all'interno del pannello Soluzioni. Nella finestra, immettete l'insieme di fotogrammi da tenere traccia e i due fotogrammi da utilizzare come riferimento.
      NOTA: i due fotogrammi di riferimento possono essere qualsiasi fotogramma all'interno dell'insieme di fotogrammi identificato. Tuttavia, l'uso del primo e dell'ultimo fotogramma fornisce limiti per l'orientamento delle ossa all'interno dell'intervallo di fotogrammi, il che può essere utile quando il contrasto è basso.
    8. Esamina e perfeziona ogni frame della prova, utilizzando soluzioni manuali e basate su DHS. Utilizzare il grafico dei parametri per garantire che il coefficiente di correlazione sia sufficientemente alto e che l'orientamento dell'osso non abbia salti improvvisi in nessun parametro.
    9. Per garantire un monitoraggio accurato, chiedere a un altro ricercatore di rivedere la soluzione per ogni frame e apportare le modifiche necessarie alle soluzioni.
    10. Ripetere i passaggi 5.2.1-5.2.9 per ciascun osso.
  3. Visualizzazione del movimento
    1. Aprire le superfici del femore e del bacino nel software per la visualizzazione cinematica. Se necessario, convertite le superfici in mesh utilizzando la funzione converti in mesh. Selezionate entrambe le superfici ed esportate come mesh di superficie in formato *.k.
    2. Utilizzando l'output del tracciamento, generare un file di testo con le trasformazioni di coordinate per ogni osso e fotogramma.
      NOTA: l'ordine delle superfici deve corrispondere all'ordine delle trasformazioni.
    3. Per la visualizzazione della cinematica, utilizzare lo strumento kinemat e i due file precedenti dei passaggi 5.3.1 e 5.3.2 per animare la cinematica. Verificate che la cinematica animata sia ragionevole e che le superfici abbiano una distanza appropriata tra loro utilizzando una superficie semitrasparente o lo strumento di distanza della superficie. Se necessario, tornare al passaggio 5.2.8.

6. Analisi dei dati

  1. Cinematica dei marcatori cutanei
    1. All'interno del software di motion capture, elabora in batch tutti i file per applicare il modello statico e i marcatori di etichette. Una volta completata la prova, rimuovete tutte le traiettorie senza etichetta.
      NOTA: A causa delle ostruzioni del sistema a doppia fluoroscopia, potrebbe essere necessario un riempimento manuale più manuale del solito.
    2. Utilizza i dati cinematici e della piastra di forza per identificare eventi dinamici, come il puntale o il tallone durante l'andatura o la massima gamma di movimento per le attività di rotazione. Determinare i frame di interesse per il tracciamento dei dati della doppia fluoroscopia.
    3. Esporta tutti i dati di prova per l'elaborazione cinematica in formato *.c3d, inclusi sia i dati analogici (ad es. dati trigger e force plate) che le traiettorie del marcatore.
    4. Applicate il file modello di modello desiderato (salvato nel formato di file *.mdh) alla prova statica, quindi assegnatelo ai file di movimento.
      NOTA: Per l'analisi, è stato utilizzato un modello di arto inferiore con un segmento generalizzato testa-addome-torace (HAT) della International Society of Biomechanics (ISB) e il bacino CODA, un modello di segmento del bacino definito dai due ASIS e dal centro dei punti di riferimento PSIS.
  2. Doppia cinematica fluoroscopica
    1. Isolare i fotogrammi di interesse, assicurando che siano inclusi solo i fotogrammi contigui tracciati sia per il femore che per il bacino.
    2. Filtra le posizioni di riferimento utilizzando un filtro Butterworth passa-basso (frequenza di taglio normalizzata di 0,12 dall'analisi residua e filtro del4 ° ordine).
    3. Utilizzare le posizioni filtrate dei punti di riferimento durante ogni prova di movimento per tenere traccia della posizione dinamica del sistema di coordinate femorali (Figura 5).
      1. Definite l'origine del femore come il centro di adattamento della sfera della testa del femore.
      2. Definisci l'asse z del femore (asse inferiore-superiore) tra il centro del ginocchio e l'origine, puntando in modo superiore.
      3. Definire l'asse x del femore (asse mediale-laterale) come l'asse lungo di un cilindro montato sui condili femorali, puntando a sinistra. Per isolare la regione dei condili da rappresentare con un cilindro, montare un piano sulle superfici dell'epicondilo e isolare la porzione posteriore dei condili femorali.
      4. Definite l'asse y del femore (anteriore-posteriore) come il prodotto incrociato degli assi z e x definiti, puntando posteriormente. Correggete l'orientamento dell'asse x per creare un sistema di coordinate ortogonali.
    4. Utilizzare le posizioni filtrate dei punti di riferimento durante ogni prova di movimento per tracciare la posizione dinamica del sistema di coordinate pelviche (Figura 5).
      1. Definire l'origine del bacino come centro dei due punti di riferimento ASIS.
      2. Definire l'asse y del bacino (asse anteriore-posteriore) tra il centro dei due punti di riferimento PSIS e l'origine, puntando anteriormente.
      3. Definite l'asse x del bacino (asse mediale-laterale) tra l'origine e il punto di riferimento ASIS sul lato destro, puntando a destra.
      4. Definite l'asse z del bacino (asse inferiore-superiore) come prodotto incrociato degli assi x e y definiti, puntando in modo superiore. Correggete l'orientamento dell'asse x per creare un sistema di coordinate ortogonali.
    5. Generare la matrice di rotazione tra i sistemi di coordinate e calcolare la cinematica dell'articolazione per MacWilliams e colleghi' Equazione 11 (Figura 7)21.
    6. Calcola le traslazioni articolari trasformando la distanza vettoriale tra i centri di adattamento della sfera della testa del femore e la superficie lunatica dell'acetabolo nel sistema di coordinate del bacino.
      NOTA: questo fornisce un singolo vettore per rappresentare la traslazione congiunta per ogni fotogramma dell'immagine.
  3. Artrokinematics
    1. Visualizzare la cinematica come descritto nel passaggio 5.3 per animare l'artrokinematica specifica del soggetto (Figura 8).
    2. Applicare il campo dati sulla distanza superficiale per misurare le distanze tra le superfici del femore e del bacino durante ogni attività dinamica (Figura 8).
      NOTA: Questi dati forniscono anche la quantificazione della distanza relativa tra le superfici articolari, ma richiedono un'interpretazione per quantificare la traslazione congiunta.
    3. Esporta le distanze superficie-superficie utilizzando lo strumento distanza di superficie per quantificare i dati tra tutti i partecipanti.
  4. Confronto con il motion capture dei marcatori cutanei
    1. Utilizzando le immagini cubiche e il trigger di ogni prova di movimento, sincronizzare spazialmente e temporalmente i sistemi di doppia fluoroscopia e motion capture.
    2. Trasforma le posizioni di riferimento utilizzate per l'acquisizione del movimento dei marcatori skin (ad esempio, ASIS, PSIS, condili) dal sistema di coordinate di tracciamento senza marcatori al sistema di coordinate di acquisizione del movimento.
    3. Combina questi dati con le posizioni dei marcatori dall'acquisizione e dall'importazione del movimento del marcatore cutaneo per l'analisi e la reportistica cinematica e cinetica. Regolare l'analisi per utilizzare la doppia fluoroscopia o le posizioni dei marcatori cutanei per ciascun punto di riferimento e confrontare le posizioni e la cinematica dei punti di riferimento tra i due sistemi.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Utilizzando la doppia fluoroscopia come standard di riferimento, l'accuratezza delle stime basate sui marcatori cutanei del centro dell'articolazione dell'anca e l'effetto dell'artefatto dei tessuti molli sulle misurazioni cinematiche e cinetiche sono state quantificate22,23,24. La precisione superiore della doppia fluoroscopia è stata quindi utilizzata per identificare sottili differenze nella cinematica dell'articolazione pelvica e dell'anca tra i pazienti con FAIS e i partecipanti al controllo asintomatico25. L'artrokinematica basata sulla doppia fluoroscopia è stata analizzata per quantificare la copertura dell'articolazione dell'anca, la relazione tra morfologia e cinematica e le distanze osso-osso durante i movimentidinamici 26,27,28,29.

Prima di sviluppare un protocollo per studiare la cinematica dell'articolazione dell'anca portante, il sistema è stato convalidato in campioni cadaverici con perle metalliche impiantate durante gli esami clinici supini con una precisione entro 0,5 mm e 0,6 °30. Una volta convalidata, la cinematica durante gli esami clinici è stata misurata utilizzando la doppia fluoroscopia in pazienti con FAIS e partecipanti al controllo asintomatico. I risultati hanno dimostrato che i pazienti avevano alterato il movimento sia nella rotazione interna che nell'adduzione31.

Utilizzando la doppia fluoroscopia portante come standard di riferimento, l'errore nell'identificare la posizione del centro dell'articolazione dell'anca e gli errori causati dall'artefatto dei tessuti molli sono stati quindi analizzati direttamente. I metodi funzionali per identificare il centro dell'articolazione dell'anca, cioè il movimento dell'arco stellare, sono stati identificati per essere più accurati dei metodi predittivi basati su punti di riferimento con errori di 11,0 e 18,1 mm, rispettivamente32. Gli errori dinamici nel centro dell'articolazione dell'anca erano simili a quelli in piedi; tuttavia, un ulteriore movimento centrale dell'articolazione dell'anca di 2,2 mm è stato attribuito all'artefatto dei tessuti molli, con errori di oltre 5 cm durante il movimento dinamico per il marcatore trocantere maggiore23.

Oltre agli errori nell'identificazione del centro dell'articolazione dell'anca, gli angoli articolari sono stati sottovalutati di oltre 20° nei perni di rotazione interno-esterno23. Mentre la sottovalutazione della cinematica è motivo di preoccupazione in sé, questi errori hanno ridotto la gamma misurata di movimento e calcolato le variabili cinetiche anche durante una gamma bassa di attività di movimento, come l'andatura24. Tuttavia, dati cinematici accurati sulla doppia fluoroscopia possono essere difficili da incorporare nei modelli muscoloscheletrici. In particolare, gli errori di marcatore del modello erano di circa 1 cm durante l'esecuzione di cinematica inversa con posizioni di riferimento basate su doppia fluoroscopia. Mentre questo errore è relativamente piccolo rispetto agli errori di 5 cm dovuti all'artefatto dei tessuti molli trovato per i dati di acquisizione del movimento del marcatore cutaneo, tale errore è un ordine di grandezza più grande di quello delle posizioni ossee misurate mediante doppia fluoroscopia.

Oltre alla quantificazione degli errori nella tradizionale cattura del movimento dei marcatori cutanei, l'accuratezza e la metodologia alla base della doppia fluoroscopia forniscono la capacità di valutare anche sottili differenze nella cinematica tra le coorti, che altrimenti potrebbero essere nascoste dagli errori della tecnica di misurazione. Mentre le differenze nella cinematica dell'articolazione dell'anca non sono state osservate tra i pazienti con FAIS cam e i partecipanti al controllo asintomatico, sono state identificate differenze nella cinematica pelvica che sarebbero state difficili da rilevare in presenza di artefatti dei tessuti molli25. Questa valutazione ha richiesto un confronto diretto tra le coorti. Inoltre, è stata studiata anche la potenziale relazione tra variazione cinematica e morfologia ossea, come l'anteversione femorale27. Questi risultati hanno indicato la necessità di considerare sia la morfologia che la biomeccanica nella diagnosi delle patologie dell'anca e nella pianificazione di trattamenti conservativi o chirurgici.

Uno dei principali ostacoli nell'uso dei dati biomeccanici in un contesto di assistenza clinica è la differenza nei sistemi di coordinate utilizzati da biomeccanici e medici. In un laboratorio di biomeccanica, i punti di riferimento utilizzati per definire i sistemi di coordinate del femore e del bacino sono guidati dalla capacità di identificare e tracciare i punti di riferimento dalla superficie della pelle durante il movimento dinamico. Al contrario, i sistemi di coordinate chirurgiche sono definiti utilizzando punti di riferimento ossei identificabili durante l'intervento chirurgico con un paziente supino o prono. Il tracciamento diretto del femore e del bacino in doppia fluoroscopia ha permesso la valutazione dell'influenza di varie definizioni del sistema di coordinate sull'uscita cinematica29. Le differenze tra le definizioni dei sistemi di coordinate hanno portato a offset cinematici superiori a 5°. Tuttavia, questi offset erano relativamente coerenti durante il movimento e potevano essere spiegati attraverso l'identificazione del punto di riferimento osseo.

La combinazione di morfologia ossea e cinematica specifiche del soggetto – artrokinematica – fornisce una valutazione a livello articolare della forma e della funzione. Per i pazienti con DDH, si ritiene che la sottocotetazione femorale sia la causa della degenerazione e, pertanto, le misurazioni della copertura sono utilizzate pesantemente nella diagnosi e nella pianificazione chirurgica. Sfortunatamente, queste misurazioni sono spesso limitate a immagini statiche, ottenute con un singolo supino e solo in due dimensioni. L'artrokinematica derivata dalla doppia fluoroscopia è stata utilizzata per misurare direttamente la variabilità della copertura femorale durante le attivitàdinamiche 26. È importante sottolineare che sono state trovate forti correlazioni tra la copertura in piedi e la copertura durante l'andatura quando valutata nella sua interezza. Tuttavia, la copertura regionalizzata variava sia per le regioni anteriori che posteriori della testa del femore anche durante la fase di posizione dell'andatura.

L'impingement extra-articolare è una causa di dolore all'anca e alla regione circostante e descrive un contatto anormale tra il femore e le regioni del bacino al di fuori dell'acetabolo, incluso l'ischio e la colonna iliaca inferiore anteriore. La natura dinamica dell'impingement ischiofemorale è stata valutata attraverso il confronto delle misurazioni cliniche basate sulla risonanza magnetica dello spazio ischiofemorale e quelle durante le attività dinamiche28. In questo caso, la diminuzione dello spazio è stata osservata dinamicamente rispetto alle misure cliniche standard; sono state identificate anche differenze basate sul sesso, che non potevano essere attribuite a differenze cinematiche. Questi metodi potrebbero anche essere applicati per valutare dinamicamente lo spazio articolare, fornendo informazioni sulla variabilità della posizione della testa del femore all'interno dell'acetabolo e sulla variabilità tra le coorti di pazienti (Figura 8).

Figure 1
Figura 1: Vista dall'alto del sistema a doppia fluoroscopia posizionato sopra il tapis roulant strumentato per un'anca sinistra. Il sistema è posizionato per ridurre al minimo l'effetto della dispersione e massimizzare il campo visivo. Gli intensificatori di immagine sono posizionati a circa 100-110 cm dalla sorgente dell'emettitore e inclinati di 50° l'uno dall'altro. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 2
Figura 2: Vista dal lato controlaterale (a destra) di un partecipante durante le attività dinamiche. Il partecipante è posizionato tra i due intensificatori di immagine (II) in modo tale che il campo visivo del sistema di doppia fluoroscopia sia centrato sull'articolazione dell'anca sinistra. La camminata pingolina e inclinata, i perni di rotazione interni ed esterni e la gamma di attività di movimento vengono eseguite su una piattaforma di tapis roulant. Abbreviazione: FHJC = centro funzionale dell'articolazione dell'anca. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 3
Figura 3: Vista dall'alto del sistema di motion capture rispetto al sistema a doppia fluoroscopia. Il sistema di motion capture ottico comprende 10 telecamere a infrarossi e una singola videocamera ed è posizionato su un telaio appeso al soffitto. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 4
Figura 4: Vista anteriore e posteriore del set di marcatori utilizzato per l'acquisizione del movimento del marcatore cutaneo. Ci sono cinque piastre con quattro marcatori ciascuna, che sono posizionate sul retro, sulle cosce e sui gambi dei partecipanti; tutti gli altri marcatori vengono applicati direttamente sulla pelle. I marcatori di calibrazione vengono rimossi per l'acquisizione dinamica del movimento. Le etichette dei marcatori precedute da una R o da una L indicano marcatori sul lato destro o sinistro del corpo; le etichette dei marcatori con il suffisso S, L, R, I, A o P indicano le posizioni dei marcatori su una piastra marcatore, in particolare superiore, sinistra, destra, inferiore, anteriore o posteriore, rispettivamente. Abbreviazioni: *SHO = spalla; CLAV = centro delle claviglie; STRN = fondo dello sterno; BACK_* = marcatori di piastra posti sulla parte bassa della schiena; *ILC = cresta iliaca; *ASI = colonna iliaca superiore anteriore; *PSI = colonna iliaca posteriore superiore; GRT_TRO = trocantere maggiore; *THI_* = marcatori delle rispettive piastre poste sulla coscia; *KNE_M = condilo femorale mediale (ginocchio); *KNE_L = condiolo femorale laterale (ginocchio); *TIB_* = marcatori delle rispettive piastre poste sul gambo (tibia); *ANK_M = malleolo mediale (caviglia); *ANK_L = malleolo laterale; *5° = quinta articolazione metatarso-falangea; *TOE = prima articolazione metatarsofalangea; *HEE = calcagno (tallone). Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 5
Figura 5: Punti di riferimento e sistemi di coordinate del femore e del bacino. I punti di riferimento della colonna iliaca superiore anteriore bilaterale (ASIS; magenta) e della colonna iliaca superiore posteriore (PSIS; ciano) e i loro punti intermedi sono usati per definire il sistema di coordinate del bacino. Il centro della testa del femore (arancione) e i condili femorali bilaterali (verde), il loro punto medio e un adattamento cilindrico dei condili sono usati per definire il sistema di coordinate del femore (mostrato per il femore sinistro). Il terzo asse di ciascun osso è determinato dal prodotto incrociato dei due assi visualizzati. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 6
Figura 6: Immagini a doppia fluoroscopia e tracciamento markerless associato di un'anca sinistra. Le immagini sono mostrate per la massima rotazione dei perni di rotazione esterna e interna (al centro), con l'immagine dal fluoroscopio anteriore (a sinistra) e il fluoroscopio posteriore (a destra). Soluzioni di tracciamento senza marcatori per il bacino (in alto) e il femore (in basso) per ogni doppia immagine di fluoroscopia. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 7
Figura 7: Cinematica misurata a doppia fluoroscopia. Cinematica per 100 fotogrammi che circondano la rotazione massima (linea tratteggiata verticale) dei perni di rotazione esterna e interna per un partecipante rappresentativo. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 8
Figura 8: Distanza superficiale basata sull'artrokinematica tra un emi-bacino sinistro e il femore. L'artrokinematica è mostrata per la massima rotazione del perno di rotazione esterno e interno (al centro) con i rispettivi modelli ossei misurati con doppia fluoroscopia (esterna). Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

La doppia fluoroscopia è un potente strumento per lo studio della cinematica in vivo, in particolare per l'anca, che è difficile da misurare con precisione utilizzando la tradizionale cattura ottica del movimento. Tuttavia, l'apparecchiatura per fluoroscopia è specializzata, in cui può essere necessaria una configurazione di sistema unica quando si visualizzano altre articolazioni del corpo umano. Ad esempio, sono state apportate diverse modifiche al montaggio degli intensificatori di immagine, al posizionamento del sistema e alle impostazioni dell'energia del fascio nell'applicazione della doppia fluoroscopia allo studio della cinematica della caviglia32,33,34,35. Oltre a richiedere una notevole preparazione allo studio, la doppia fluoroscopia richiede l'acquisizione di dati aggiuntivi, tra cui l'imaging medico 3D e l'acquisizione del movimento dei marcatori cutanei potenzialmente tradizionali per tracciare la cinematica di tutto il corpo, nonché una lunga post-elaborazione, compresa la segmentazione delle immagini CT e il tracciamento senza marcatori delle immagini acquisite. Fortunatamente, i dati completamente elaborati dalla doppia fluoroscopia possono essere utilizzati in varie applicazioni con capacità che vanno ben oltre quelle disponibili con la motion capture tradizionale.

L'acquisizione ottica del movimento utilizza il movimento dei marcatori sulla pelle per stimare le posizioni dei segmenti del corpo, mentre la doppia fluoroscopia basata sulle radiazioni consente la misurazione diretta solo delle posizioni ossee. Mentre uno sforzo significativo è stato dedicato alla quantificazione della dinamica dei tessuti molli rispetto al movimento osseo36,37, è intrinsecamente difficile misurare i modelli di movimento della grande massa di tessuti molli tra lo strato esterno della pelle e le ossa. Tuttavia, per i tessuti più sottili a diretto contatto con le ossa, come la cartilagine e il labbro dell'anca, la combinazione di doppia fluoroscopia e imaging dell'artrogramma TC fornisce la possibilità di valutare dinamicamente la loro relazione spaziale. I dati raccolti durante gli esami clinici supini sono stati utilizzati per dimostrare che la posizione del danno clinicamente osservato al labbro acetabolare è allineata con la posizione di contatto tra il femore e il labbro durante gli esami di impingement supino38. È importante sottolineare che questa analisi ha identificato che la regione di contatto iniziale e maggiore tra il femore e il labbro non si allineava con la posizione della più piccola distanza tra le ossa.

Gli individui con patoanatomia dell'anca sono a rischio di danni alla cartilagine e al labbro. Tuttavia, i meccanismi responsabili delle lesioni condrolabrali non sono ben compresi. Presumibilmente, i dati artrocinematici costruiti dai dati dell'artrogramma TC potrebbero essere analizzati per studiare la meccanica della cartilagine e del labbro. Ad esempio, la penetrazione osservata tra ricostruzioni superficiali che rappresentano tessuti molli (ad esempio, labbro, cartilagine) e osso potrebbe essere analizzata e interpretata per approssimare la tensione sperimentata da questi tessuti. Tuttavia, anche lievi errori nel tracciamento della cinematica o nella ricostruzione delle superfici potrebbero comportare drastiche differenze nelle deformazioni stimate e nei carichi articolari. Pertanto, potrebbero essere necessari metodi di modellazione più avanzati, come il metodo FE, per valutare in modo completo la meccanica condrolabrale nell'anca. I dati della doppia fluoroscopia, della tradizionale cattura del movimento dei marcatori cutanei della cinematica di tutto il corpo e del tapis roulant strumentato possono servire come input per modelli che stimano le forze muscolari e i carichi e le coppie di reazione articolare. Questi dati cinetici possono quindi servire come condizioni di carico per i modelli FE che stimano le sollecitazioni e le deformazioni condrolabrali.

Oltre alle fasi specifiche coinvolte nel protocollo, la programmazione di diversi aspetti dello studio è anche rilevante per il successo dell'acquisizione dei dati. In primo luogo, negli studi che utilizzano l'imaging artrografico, che è intrinsecamente invasivo a causa dell'iniezione di contrasto nella capsula dell'anca, l'artrogramma deve essere eseguito diversi giorni prima o in qualsiasi momento dopo il completamento degli esperimenti di motion capture per evitare qualsiasi effetto sui modelli di movimento del paziente. In secondo luogo, tutte le calibrazioni devono essere eseguite prima, ma poco prima, dell'arrivo del partecipante per garantire che la configurazione del sistema non venga alterata tra la calibrazione e l'acquisizione dell'immagine. In terzo luogo, il partecipante dovrebbe essere istruito a eseguire prove dinamiche in ordine casuale per eliminare qualsiasi effetto dell'ordinamento sull'esecuzione dei compiti.

Un'altra considerazione importante per l'uso della doppia fluoroscopia per la misurazione della cinematica dell'anca è l'esposizione alle radiazioni. È importante notare, tuttavia, che l'80% della dose equivalente stimata di radiazioni nel protocollo descritto proviene dalla scansione TC. Una soluzione per ridurre l'esposizione è la sostituzione della risonanza magnetica (MRI) con l'imaging TC. Mentre la risonanza magnetica può essere utilizzata per la ricostruzione della superficie, il tracciamento delle immagini a doppia fluoroscopia si basa anche sulla proiezione delle densità ossee dalle radiografie ricostruite digitalmente. Sebbene la risonanza magnetica non possa misurare direttamente la densità ossea, sequenze specifiche, come il dual echo steady state (DESS), forniscono una certa differenziazione tra l'osso corticale più denso e l'osso cancelloso meno denso. Queste immagini possono essere trasformate per avere un aspetto simile alle immagini TC e potrebbero potenzialmente ridurre l'esposizione alle radiazioni dei partecipanti agli studi di doppia fluoroscopia.

A causa della grande quantità di tessuto molle che circonda l'articolazione dell'anca, il posizionamento specifico del sistema a doppia fluoroscopia deve essere ottimizzato per ridurre la dispersione dei raggi X. La posizione del partecipante rispetto agli emettitori di raggi X e l'angolo tra gli intensificatori di immagine sono risultati fattori importanti. Questo protocollo indica il posizionamento del sistema di doppia fluoroscopia utilizzato per studiare il movimento dell'anca nei partecipanti durante le attività di carico. Tuttavia, è anche rilevante notare che la coorte partecipante era limitata a individui con un BMI inferiore a 30 kg / m2. Un limite di BMI simile è raccomandato quando si catturano immagini a doppia fluoroscopia di articolazioni circondate da grandi masse di tessuti molli.

Il protocollo qui descritto può essere applicato a varie configurazioni e articolazioni del sistema di doppia fluoroscopia, tra cui la cinematica dell'anca supina e portante, la cinematica della caviglia sia del tapis roulant che quella della caviglia con pesi fuori terra e la cinematica della spalla seduta16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25,  26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35. A causa del minimo movimento globale dell'articolazione dell'anca durante l'andatura del tapis roulant, è stato utilizzato un tapis roulant strumentato per la valutazione della cinematica portante dell'articolazione dell'anca. Senza un tapis roulant o un sistema di fluoroscopio in movimento, sarebbe possibile catturare l'articolazione dell'anca solo durante le attività eseguite in un campo visivo ristretto. Tuttavia, l'uso di un tapis roulant non è appropriato per tutte le articolazioni. Ad esempio, l'applicazione di questo protocollo allo studio della cinematica della caviglia durante la camminata sul tapis roulant ha catturato solo una piccola porzione di andatura a causa del movimento intrinseco del tapis roulant32,35, mentre l'andatura fuori terra è stata in grado di catturare una porzione più ampia di andatura, che va da prima del colpo di tallone a dopo il toe-off33,40,41.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Gli autori non hanno conflitti di interesse.

Acknowledgments

Questa ricerca è stata supportata dal National Institutes of Health (NIH) con i numeri di sovvenzione S10 RR026565, R21 AR063844, F32 AR067075, R01 R077636, R56 AR074416, R01 GM083925. Il contenuto è di esclusiva responsabilità degli autori e non rappresenta necessariamente le opinioni ufficiali del NIH.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Amira Software ThermoFisher Scientific Version 6.0
Calibration Cube Custom 36 steel beads (3 mm diameter, spacing 6.35 cm, uncertainty 0.0036 mm)
Calibration Wand Vicon Active Wand
CT Scanner Siemens AG SOMATOM Definition 128 CT
Distortion Correction Grid Custom Acrylic plate with a grid of steel beads spaced 10 mm and 31 beads across the diameter (2 mm diameter)
Dynamic Calibration Plate Custom Acrylic plate with 3 steel beads spaced 30 mm (2 mm diameter, uncertainty 0.0013 mm)
Emitter (2) Varian Interay; remanufactured by Radiological Imaging Services Housing B-100/Tube A-142
Epinephrine Hospira Injection, USP 10 mg/mL
FEBioStudio Software FEBio.org Version 1.3 Mesh processing and kinematic visualization
Graphical Processing Unit Nvidia Tesla
Hare Traction Splint DynaMed Trac-III, Model No. 95201
High-speed Camera (2) Vision Research, Inc. Phantom Micro 3
Image Intensifier (2) Dunlee, Inc.; remanufactured by Radiological Imaging Services T12964P/S
Iohexol injection GE Healthcare Omnipaque 240 mgI/mL 517.7 mg iohexol, 1.21 mg tromethamine, 0.1 mg edetate calcium disodium per mL
ImageJ National Institutes of Health and Laboratory for Optical and Computational Instrumentation
Lidocaine HCl Hospira Injection, USP 10 mg/mL
Laser and Mirror Alignment System Custom Three lasers adhered to acrylic plate that attaches to emitter, mirror attaches to face of image intensifier
Markless Tracking Workbench Henry Ford Hospital, Custom Software Custom
MATLAB Software Mathworks, Inc. Version R2017b
Motion Capture Camera (10) Vicon Vantage
Nexus Software Vicon Version 2.8 Motion capture
Phantom Camera Control (PCC) Software Vision Research, Inc. Version 1.3
Pre-tape Spray Glue Mueller Sport Care Tuffner
Retroreflective Spherical Skin Markers 14 mm
Split Belt Fully Instrumented Treadmill Bertec Corporation Custom
Visual3D Software C-Motion Inc. Version 6.01 Kinematic processing

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. National Center for Health Statistics (US). Health, United States, 2016: with chartbook on long-term trends in health. National Center for Health Statistics. , Hyattsville (MD). Report No.: 2017-1232 (2016).
  2. Singh, J. A., Yu, S., Chen, L., Cleveland, J. D. Rates of total joint replacement in the United States: Future projections to 2020-2040 using the national inpatient sample. Journal of Rheumatology. 46 (9), 1134-1140 (2019).
  3. HCUPnet: A tool for identifying, tracking, and analyzing national hospital statistics. , Available from: https://hcupnet.ahrq.gov/ (2021).
  4. Ganz, R., Leunig, M., Leunig-Ganz, K., Harris, W. H. The etiology of osteoarthritis of the hip: An integrated mechanical concept. Clinical Orthopaedics and Related Research. 466 (2), 264-272 (2008).
  5. Harris, W. H. Etiology of osteoarthritis of the hip. Clinical Orthopaedics and Related Research. 213, 20-33 (1986).
  6. Frank, J. M., et al. Prevalence of femoroacetabular impingement imaging findings in asymptomatic volunteers: A systematic review. Arthroscopy - Journal of Arthroscopic and Related Surgery. 31 (6), 1199-1204 (2015).
  7. Anderson, L. A., et al. The 2015 Frank Stinchfield Award: Radiographic Abnormalities Common in Senior Athletes With Well-functioning Hips but Not Associated With Osteoarthritis. Clinical Orthopaedics and Related Research. 474 (2), 342-352 (2016).
  8. Kapron, A. L., et al. Radiographic prevalence of femoroacetabular impingement in collegiate football players: AAOS exhibit selection. Journal of Bone and Joint Surgery - Series A. 93 (19), 1-10 (2011).
  9. Kapron, A. L., et al. The Prevalence of radiographic findings of structural hip deformities in female collegiate athletes. American Journal of Sports Medicine. 43 (6), 1324-1330 (2015).
  10. Garling, E. H., et al. Soft-tissue artefact assessment during step-up using fluoroscopy and skin-mounted markers. Journal of Biomechanics. 40, Suppl 1 18-24 (2007).
  11. Fuller, J., Liu, L. J., Murphy, M. C., Mann, R. W. A comparison of lower-extremity skeletal kinematics measured using skin-and pin-mounted markers. Human Movement Science. 16 (2-3), 219-242 (1997).
  12. Leardini, A., Chiari, A., Della Croce, U., Cappozzo, A. Human movement analysis using stereophotogrammetry Part 3. Soft tissue artifact assessment and compensation. Gait and Posture. 21 (2), 212-225 (2005).
  13. Peters, A., Galna, B., Sangeux, M., Morris, M., Baker, R. Quantification of soft tissue artifact in lower limb human motion analysis: A systematic review. Gait and Posture. 31 (1), 1-8 (2010).
  14. Camomilla, V., Dumas, R., Cappozzo, A. Human movement analysis: The soft tissue artefact issue. Journal of Biomechanics. 62, 1-4 (2017).
  15. Miranda, D. L., Rainbow, M. J., Crisco, J. J., Fleming, B. C. Kinematic differences between optical motion capture and biplanar videoradiography during a jump-cut maneuver. Journal of Biomechanics. 46 (3), 567-573 (2013).
  16. Lin, C. C., Lu, T. W., Lu, H. L., Kuo, M. Y., Hsu, H. C. Effects of soft tissue artifacts on differentiating kinematic differences between natural and replaced knee joints during functional activity. Gait and Posture. 46, 154-160 (2016).
  17. Kessler, S. E., et al. A direct comparison of biplanar videoradiography and optical motion capture for foot and ankle kinematics. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 7, 199 (2019).
  18. Henak, C. R., et al. Computed tomography arthrography with traction in the human hip for three-dimensional reconstruction of cartilage and the acetabular labrum. Clinical Radiology. 69 (10), 381-391 (2014).
  19. Winter, D. A. Biomechanics and motor control of human movement. , John Wiley and Sons Inc. (2009).
  20. Camomilla, V., Cereatti, A., Vannozzi, G., Cappozzo, A. An optimized protocol for hip joint centre determination using the functional method. Journal of Biomechanics. 39 (6), 1096-1106 (2006).
  21. MacWilliams, B. A., Davis, R. B. Addressing some misperceptions of the joint coordinate system. Journal of Biomechanical Engineering. 135 (5), 54506 (2013).
  22. Fiorentino, N. M., et al. Accuracy of functional and predictive methods to calculate the hip joint center in young non-pathologic asymptomatic adults with dual fluoroscopy as a reference standard. Annals of Biomedical Engineering. 44 (7), 2168-2180 (2016).
  23. Fiorentino, N. M., Atkins, P. R., Kutschke, M. J., Foreman, K. B., Anderson, A. E. In-vivo quantification of dynamic hip joint center errors and soft tissue artifact. Gait and Posture. 50, 246-251 (2016).
  24. Fiorentino, N. M., Atkins, P. R., Kutschke, M. J., Bo Foreman, K., Anderson, A. E. Soft tissue artifact causes underestimation of hip joint kinematics and kinetics in a rigid-body musculoskeletal model. Journal of Biomechanics. 108, 109890 (2020).
  25. Atkins, P. R., et al. In vivo pelvic and hip joint kinematics in patients with cam femoroacetabular impingement syndrome: a dual fluoroscopy study. Journal of Orthopaedic Research. 38 (4), 823-833 (2020).
  26. Uemura, K., Atkins, P. R., Maas, S. A., Peters, C. L., Anderson, A. E. Three-dimensional femoral head coverage in the standing position represents that measured in vivo during gait. Clinical Anatomy. 31 (8), 1177-1183 (2018).
  27. Uemura, K., Atkins, P. R., Fiorentino, N. M., Anderson, A. E. Hip rotation during standing and dynamic activities and the compensatory effect of femoral anteversion: An in-vivo analysis of asymptomatic young adults using three-dimensional computed tomography models and dual fluoroscopy. Gait and Posture. 61, 276-281 (2018).
  28. Atkins, P. R., et al. In vivo measurements of the ischiofemoral space in recreationally active participants during dynamic activities: a high-speed dual fluoroscopy study. American Journal of Sports Medicine. 45 (12), 2901-2910 (2017).
  29. Uemura, K., Atkins, P. R., Anderson, A. E. The effect of using different coordinate systems on in-vivo hip angles can be estimated from computed tomography images. Journal of Biomechanics. 95, 109318 (2019).
  30. Kapron, A. L., et al. Accuracy and feasibility of dual fluoroscopy and model-based tracking to quantify in vivo hip kinematics during clinical exams. Journal of Applied Biomechanics. 30 (3), 461-470 (2014).
  31. Kapron, A. L., Aoki, S. K., Peters, C. L., Anderson, A. E. In-vivo hip arthrokinematics during supine clinical exams: Application to the study of femoroacetabular impingement. Journal of Biomechanics. 48 (11), 2879-2886 (2015).
  32. Roach, K. E., et al. In vivo kinematics of the tibiotalar and subtalar joints in asymptomatic subjects: a high-speed dual fluoroscopy study. Journal of Biomechanical Engineering. 138 (9), 0910061-0910069 (2016).
  33. Roach, K. E., Foreman, K. B., Barg, A., Saltzman, C. L., Anderson, A. E. Application of high-speed dual fluoroscopy to study in vivo tibiotalar and subtalar kinematics in patients with chronic ankle instability and asymptomatic control subjects during dynamic activities. Foot and Ankle International. 38 (11), 1236-1248 (2017).
  34. Lenz, A. L., et al. Compensatory motion of the subtalar joint following tibiotalar arthrodesis: an in vivo dual-fluoroscopy imaging study. The Journal of Bone and Joint Surgery. American Volume. 102 (7), 600-608 (2020).
  35. Wang, B. Accuracy and feasibility of high-speed dual fluoroscopy and model-based tracking to measure in vivo ankle arthrokinematics. Gait and Posture. 41 (4), 888-893 (2015).
  36. Challis, J. H., Pain, M. T. G. Soft tissue motion influences skeletal loads during impacts. Exercise and Sport Sciences Reviews. 36 (2), 71-75 (2008).
  37. Dumas, R., Jacquelin, E. Stiffness of a wobbling mass models analysed by a smooth orthogonal decomposition of the skin movement relative to the underlying bone. Journal of Biomechanics. 62, 47-52 (2017).
  38. Kapron, A. L., Aoki, S. K., Peters, C. L., Anderson, A. E. Subject-specific patterns of femur-labrum contact are complex and vary in asymptomatic hips and hips with femoroacetabular impingement. Clinical Orthopaedics and Related Research. 472 (12), 3912-3922 (2014).
  39. Fiorentino, N. M., et al. Soft tissue artifact causes significant errors in the calculation of joint angles and range of motion at the hip. Gait and Posture. 55, 184-190 (2017).
  40. Nichols, J. A., Roach, K. E., Fiorentino, N. M., Anderson, A. E. Subject-specific axes of rotation based on talar morphology do not improve predictions of tibiotalar and subtalar joint kinematics. Annals of Biomedical Engineering. 45 (9), 2109-2121 (2017).
  41. Nichols, J. A., Roach, K. E., Fiorentino, N. M., Anderson, A. E. Predicting tibiotalar and subtalar joint angles from skin-marker data with dual-fluoroscopy as a reference standard. Gait and Posture. 49, 136-143 (2016).
  42. Kolz, C. W., et al. Reliable interpretation of scapular kinematics depends on coordinate system definition. Gait and Posture. 81, 183-190 (2020).
  43. Kolz, C. W., et al. Age-related differences in humerothoracic, scapulothoracic, and glenohumeral kinematics during elevation and rotation motions. Journal of Biomechanics. 117, 110266 (2021).

Tags

Medicina Numero 173 Doppia fluoroscopia videoradiografia biplana cinematica artrokinematics anca tracciamento senza marcatori
<em>In vivo</em> Quantificazione dell'artrokinematica dell'anca durante le attività dinamiche di carico utilizzando la doppia fluoroscopia
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Atkins, P. R., Fiorentino, N. M.,… More

Atkins, P. R., Fiorentino, N. M., Anderson, A. E. In Vivo Quantification of Hip Arthrokinematics during Dynamic Weight-bearing Activities using Dual Fluoroscopy. J. Vis. Exp. (173), e62792, doi:10.3791/62792 (2021).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter