Cette méthode précise et reproductible peut être utilisée pour obtenir des données de géométrie détaillées et complètes à partir de plaques vertébrales et pour développer un modèle paramétrique sans numériser trop de repères. Ce système d’ingénierie inverse peut être utilisé pour développer efficacement une représentation précise du caractère anatomique des surfaces vertébrales sophistiquées avec une bonne fiabilité et reproductibilité. Ce protocole peut contribuer à la conception d’implants rachidiens personnalisés, à la planification chirurgicale, aux diagnostics cliniques et au développement de modèles précis d’éléments finis.
La méthode peut être utilisée pour les études morphologiques sophistiquées et le modèle paramétrique peut s’appliquer à d’autres modalités d’imagerie telles que la tomographie calculée et l’IRM. Bien qu’un débutant puisse avoir besoin de plus de temps pour compléter la procédure, la technique nécessite une courbe d’apprentissage courte dans l’ensemble, à maîtriser. Hang Feng, clinicien de mon laboratoire, démontrera l’intervention.
Avant de commencer l’intervention, placez une vertèbre cervicale sèche, sans déformation pathologique ou pièces cassées, verticalement sur la plate-forme du scanner, avec la plaque d’extrémité face à l’objectif de la caméra. Démarrez le processus de numérisation pour obtenir des données CloudPoint et ouvrez le logiciel pour le traitement des nuages de points. Cliquez sur Importation pour importer les données du cloud point et générer un graphique numérique de la vertèbre.
Cliquez sur Enveloppez pour emballer les données d’imagerie dans un fichier de format STL, pour transformer le nuage de points en maille, qui convertira un objet point en objet polygone et ouvrira un logiciel approprié de reconstruction 3D et de traitement de données. Sous le nouveau sous-menu, cliquez sur Fichier et sélectionnez Partie dans la liste des types. Cliquez sur Démarrer et façonner et numériser l’éditeur de forme.
Cliquez ensuite sur l’icône Importation, sélectionnez le fichier format STL et cliquez sur Appliquer et Ok. Pour définir le système de coordination 3D de la plaque d’extrémité, marquez un point de repère anatomique sur chacun des points de terminaison gauche et droit de la jante épiphysiale et marquez le point de repère sur le point médian antérieur. Cliquez sur l’icône Ligne et sélectionnez les deux points de terminaison de bord de suivi pour définir une ligne frontale postérieure.
Cliquez sur l’icône Plan pour définir le type de plan pour être normal à la courbe et sélectionnez la ligne frontale postérieure dans le point médian antérieur pour définir le plan midsagittal. Cliquez sur Démarrer, façonner et reconstruire rapidement la surface. Pour générer une courbe de croisement, cliquez sur l’icône Section Planar entrez 1 dans l’option nombre et sélectionnez l’image de la plaque d’extrémité et le plan midsagittal.
Cliquez sur Courbe à partir de l’icône Scan et sélectionnez l’intersection de la courbe qui se croise et de la jante épiphysiale postérieure, définissant l’intersection comme le point médian postérieur. Cliquez sur l’icône Point, points et répétition des plans. Ensuite, sélectionnez le diamètre mi-sagittal et entrez 1 dans l’option Instances, pour définir le point médian du diamètre mi-sagittal.
Cliquez sur l’icône Axis System et sélectionnez le point médian du diamètre mi-sagittal, comme origine. La ligne parallèle à la ligne frontale postérieure comme l’axe x, le diamètre mi-sagittal comme l’axe y et la ligne pointant vers l’avant et perpendiculairement au plan X-Y comme l’axe z La pertinence du système de coordonnées peut être déterminée en fonction de la question de savoir si l’intersection de la ligne de plan médiane définie et du plan coronal est perpendiculaire à la section de la plaque d’extrémité. Pour s’adapter aux courbes caractéristiques et aux points sur la surface de la plaque d’extrémité, sélectionnez le diamètre mi-sagittal et entrez 3 dans l’option Instances pour diviser également le diamètre midsagittal en quatre parties.
Cliquez sur l’icône section Planar, entrez 1 dans l’option nombre, et sélectionnez l’image de la plaque finale et le plan X-Z pour générer une courbe de croisement. Cliquez sur Courbe à partir de l’icône Scan et sélectionnez les deux intersections du plan X-Z et de la jante épiphysée. Définissez la ligne entre les deux intersections comme le diamètre frontal moyen et divisez également le diamètre frontal moyen en quatre parties.
Pour mesurer la longueur d’un quart du diamètre mi-sagittal, cliquez sur la mesure entre l’icône. Pour générer deux courbes de montage, d’un côté de la partie frontale, cliquez sur l’icône section Planar, entrez 2 dans l’option nombre, entrez la valeur mesurée dans l’option Étape, et sélectionnez l’image de la plaque finale et le plan X-Z. Ensuite, cliquez sur Swap pour générer deux courbes de montage de l’autre côté.
Ensuite, sélectionnez 11 points équidistants dans chaque courbe, et obtenez neuf courbes d’ajustement sur la surface de la plaque d’extrémité, comme démontré. Ensuite, cliquez sur Courbe à partir de l’icône Scan et sélectionnez l’intersection des courbes de montage et de la courbe midsagittal, pour obtenir un total de 66 points sur chaque plaque d’extrémité. Pour mesurer la longueur du paramètre de ligne qui est la distance entre deux points mesurés, cliquez sur la mesure entre l’icône.
Pour mesurer les paramètres de concavité, cliquez sur Démarrer, Façonner et Generative Shape Design, et cliquez sur l’icône Sketch et le plan X-Y. Cliquez sur l’icône et l’origine du Cercle et faites glisser le curseur de la souris à une distance appropriée avant de cliquer. Ensuite, cliquez sur l’icône Exit Workbench.
Cliquez sur l’icône Offset, sélectionnez le plan rempli et entrez une valeur appropriée dans l’option offset, jusqu’à ce qu’elle soit tangente avec la partie la plus concave. Effectuez un zoom avant et cliquez sur Démarrer, façonner et reconstruire rapidement la surface, suivi de l’icône Courbe 3D, pour trouver et créer le point le plus concave. Ensuite, cliquez sur la mesure entre l’icône, et sélectionnez le point le plus concave et le plan X-Y, pour mesurer toute la profondeur de concavité de la plaque d’extrémité.
Pour quantifier les paramètres de surface, cliquez sur l’icône Mesure Inertie et cliquez sur la surface de la plaque d’extrémité pour mesurer la surface. Pour déterminer l’ordre d’ajustement de l’équation paramétrique, ouvrez le logiciel d’analyse et de visualisation des données et entrez X les données correspondantes dans la fenêtre de commande. Cliquez sur Entrez et entrez Z les données correspondantes.
Ensuite, entrez le code tel qu’indiqué. Pour l’ajustement de l’équation des paramètres, entrez le cftool et cliquez sur Entrez pour faire monter l’outil de raccord de courbe. Ensuite, entrez les coordonnées d’une courbe dans la fenêtre de commande comme démontré.
Sélectionnez Polynomial et entrez dans l’ordre d’ajustement pour obtenir l’équation paramétrique de la surface de la plaque d’extrémité. Pour obtenir les données géométriques, entrez les valeurs coordonnées X et Y de n’importe quel point sur la plaque d’extrémité de la fenêtre de commande, et entrez les paramètres de l’équation qui ont été montés, à l’aide de l’outil polynomial. Ensuite, entrez l’équation et cliquez sur Entrez pour obtenir le résultat.
Pour obtenir les graphiques de simulation 3D, entrez les paramètres polynomiaux dans la fenêtre de commande et entrez le code tel qu’indiqué. Entrez le code et l’équation indiqués. Ensuite, entrez le code indiqué.
À l’aide d’un scanner à plate-forme optique 3D très précis, comme démontré, ces plaques d’extrémité représentatives ont été converties en plus de 4500 points numériques, pour caractériser adéquatement leur morphologie. En utilisant le protocole de mesure tel que démontré, une analyse spatiale des surfaces de la plaque finale a été effectuée, et des courbes représentatives ont été installées et quantifiées à la surface pour caractériser chaque morphologie de la plaque d’extrémité. Les mesures comprenaient la profondeur de concavité et l’emplacement de l’apex de concavité dans le plan midsagittal.
En plus de ceux de la concavité endplate ensemble et toutes les sections spécifiques d’intérêt. Ensuite, les composants des plaques d’extrémité, de la jante épiphyséale et de la plaque centrale ont été séparés et leurs longueurs et zones ont été obtenues. L’équation paramétrique de chaque courbe a ensuite été déduite, basée sur les coordonnées de 11 points.
La définition d’un système coordonné en 3D pour chaque plaque d’extrémité est essentielle au succès du protocole. L’articulation uncovertebral peut être distinguée de la plaque d’extrémité en définissant un plan le mieux adapté, en termes de l’antérieur-plus et postérieur-la plupart des points des processus noncinate bilatéraux. Ce protocole fournit une méthode précise et reproductible pour effectuer une étude morphologique des surfaces complexes.
