Medidas de precisión y modelos paramétricos de placas finales vertebrales

Este método preciso y reproducible se puede utilizar para obtener datos detallados y completos de geometría de las placas finales vertebrales y para desarrollar un modelo paramétrico sin digitalizar demasiados puntos de referencia. Este sistema de ingeniería inversa se puede utilizar para desarrollar eficientemente una representación precisa del carácter anatómico de las superficies de las vértebras sofisticadas con buena fiabilidad y reproducibilidad. Este protocolo puede contribuir al diseño de implantes espinales personalizados, planificación quirúrgica, diagnósticos clínicos y el desarrollo de modelos de elementos finitos precisos.

El método se puede utilizar para los estudios morfológicos sofisticados y el modelo paramétrico se puede aplicar a otras modalidades de diagnóstico por imágenes, como la tomografía computarizada y la RMN. Aunque un principiante puede necesitar tiempo adicional para completar el procedimiento, la técnica requiere una curva de aprendizaje corta en general, para dominar. Demostrar el procedimiento será Hang Feng, un médico de mi laboratorio.

Antes de comenzar el procedimiento, coloque una vértebra cervical seca, sin deformación patológica o partes rotas, verticalmente sobre la plataforma del escáner, con la placa final orientada a la lente de la cámara. Inicie el proceso de análisis para obtener datos de CloudPoint y abra el software para el procesamiento de nubes de puntos. Haga clic en Importar para importar los datos de nube de puntos y generar un gráfico digital de la vértebra.

Haga clic en Ajustar para empaquetar los datos de imagen en un archivo de formato STL, para transformar la nube de puntos en Malla, que convertirá un objeto de punto en un objeto poligonal y abrirá un programa de software de reconstrucción y procesamiento de datos 3D adecuado. En el submenú Nuevo, haga clic en Archivo y seleccione Pieza en la lista de tipos. Haga clic en Inicio y forma y Editor de formas digitalizados.

A continuación, haga clic en el icono Importar, seleccione el archivo de formato STL y haga clic en Aplicar y Aceptar. Para definir el sistema de coordenadas 3D de la placa final, marque un punto de referencia anatómico en cada uno de los puntos finales izquierdo y derecho del borde epifisial y marque el punto de referencia en el punto mediano anterior. Haga clic en el icono Línea y seleccione los dos puntos finales de arista finales para definir una línea frontal posterior.

Haga clic en el icono Plano para establecer que el tipo de plano sea normal a la curva y seleccione la línea frontal posterior en el punto mediano anterior para definir el plano midsagittal. Haga clic en Inicio, Forma y Reconstrucción rápida de superficies. Para generar una curva intersectante, haga clic en el icono Sección plana escriba 1 en la opción de número y seleccione la imagen de placa final y el plano midsagittal.

Haga clic en Curva en el icono Escanear y seleccione la intersección de la curva intersectante y el borde epifiscial posterior, definiendo la intersección como el punto medio posterior. Haga clic en el icono Punto, Puntos y Repetición de planos. A continuación, seleccione el diámetro midsagittal e introduzca 1 en la opción Instancias, para definir el punto medio del diámetro midsagittal.

Haga clic en el icono Sistema de ejes y seleccione el punto medio del diámetro midsagittal, como origen. La línea paralela a la línea frontal posterior como eje X, el diámetro midsagittal como el eje Y y la línea que apunta hacia delante y perpendicular al plano X-Y como eje Z La idoneidad del sistema de coordenadas se puede determinar según si la intersección de la línea de plano midsagittal definida y el plano coronal es perpendicular a la sección de la placa final. Para ajustar las curvas características y los puntos de la superficie de la placa final, seleccione el diámetro de midsagittal e introduzca 3 en la opción Instancias para dividir el diámetro midsagittal por igual en cuatro partes.

Haga clic en el icono Sección plana, escriba 1 en la opción de número y seleccione la imagen de placa final y el plano X-Z para generar una curva intersectante. Haga clic en Curva en el icono Escanear y seleccione las dos intersecciones del plano X-Z y el borde epifisado. Defina la línea entre las dos intersecciones como el diámetro frontal medio y divida el diámetro frontal medio por igual en cuatro partes.

Para medir la longitud de un cuarto del diámetro de midsagittal, haga clic en el icono Medir entre. Para generar dos curvas de empalme, en un lado de la parte frontal, haga clic en el icono Sección plana, escriba 2 en la opción número e introduzca el valor medido en la opción Paso y seleccione la imagen de placa final y el plano X-Z. A continuación, haga clic en Intercambiar para generar dos curvas de ajuste en el otro lado.

A continuación, seleccione 11 puntos equidistantes en cada curva y obtenga nueve curvas de ajuste en la superficie de la placa final, como se ha demostrado. A continuación, haga clic en Curva en el icono Escanear y seleccione la intersección de las curvas de ajuste y la curva de midsagittal, para obtener un total de 66 puntos en cada placa final. Para medir la longitud del parámetro de línea que es la distancia entre dos puntos medidos, haga clic en el icono Medir entre.

Para medir los parámetros de concence, haga clic en Diseño de forma inicial, forma y diseño de forma generativa y haga clic en el icono Croquis y el plano X-Y. Haga clic en el icono y el origen del círculo y arrastre el cursor del ratón a una distancia adecuada antes de hacer clic. A continuación, haga clic en el icono Salir de Workbench.

Haga clic en el icono Desfase, seleccione el plano relleno e introduzca un valor adecuado en la opción de desfase, hasta que sea tangente a la parte más cóncava. Acérquese y haga clic en Inicio, Forma y Reconstrucción rápida de superficie, seguido del icono Curva 3D, para buscar y crear el punto más cóncavo. A continuación, haga clic en el icono Medir entre y seleccione el punto más cóncavo y el plano X-Y, para medir toda la profundidad de la concóncidad de la placa final.

Para cuantificar los parámetros del área de superficie, haga clic en el icono Medir inercia y, a continuación, haga clic en Superficie de placa final para medir el área de superficie. Para determinar el orden de ajuste de la ecuación paramétrica, abra el software de análisis y visualización de datos e introduzca X los datos correspondientes en la ventana de comandos. Haga clic en Introducir e introduzca Z los datos correspondientes.

A continuación, introduzca el código como se indica. Para el ajuste de ecuación de parámetros, introduzca cftool"y haga clic en Intro para abrir la herramienta de ajuste de curva. A continuación, introduzca las coordenadas de una curva en la ventana de comandos como se muestra.

Seleccione Polinomio e introduzca el orden de ajuste para obtener la ecuación paramétrica de la superficie de la placa final. Para obtener los datos geométricos, introduzca los valores de coordenadas X e Y de cualquier punto de la placa final de la ventana de comandos e introduzca los parámetros de la ecuación que se han ajustado utilizando la herramienta Polinomial. A continuación, introduzca la ecuación y haga clic en Intro para obtener el resultado.

Para obtener los gráficos de simulación 3D, introduzca los parámetros polinómicos en la ventana de comandos e introduzca el código como se indica. Introduzca el código y la ecuación indicados. A continuación, introduzca el código indicado.

Utilizando un escáner óptico de base 3D de alta precisión, como se demostró, estas placas finales representativas se convirtieron en más de 4500 puntos digitales, para caracterizar adecuadamente su morfología. Utilizando el protocolo de medición como se demostró, se llevó a cabo un análisis espacial de las superficies de la placa final, y se instalaron y cuantificaron curvas representativas en la superficie para caracterizar cada morfología de la placa final. Las mediciones incluyeron la profundidad de concidad y la ubicación del ápice de concóncidad en el plano midsagittal.

Además de las de toda la concidad de la placa final y cualquier sección específica de interés. A continuación, se separaron los componentes de las placas finales, el borde epifisario y la placa central y se obtuvieron sus longitudes y áreas. La ecuación paramétrica de cada curva se dedujo entonces, sobre la base de las coordenadas de 11 puntos.

Definir un sistema coordinado 3D para cada placa final, es fundamental para el éxito del protocolo. La junta uncovertebral se puede distinguir de la placa final mediante la definición de un plano de mejor ajuste, en términos de los puntos anteriores y posteriores de los procesos uncinados bilaterales. Este protocolo proporciona un método preciso y reproducible para realizar un estudio morfológico de superficies complejas.