この正確で再現可能な方法は、椎体のエンドプレートから詳細かつ包括的なジオメトリデータを取得し、あまりにも多くのランドマークをデジタル化することなくパラメトリックモデルを開発するために使用することができます。このリバースエンジニアリングシステムは、信頼性と再現性に優れた洗練された椎骨表面の解剖学的特性を効率的に開発するために使用できます。このプロトコルは、個別化された脊柱インプラントの設計、外科計画、臨床診断、および正確な有限要素モデルの開発に貢献することができる。
この方法は高度な形態学的研究に使用することができ、パラメトリックモデルはコンピュータ断層撮影やMRIなどの他のイメージングモダリティに適用できます。初心者は、手順を完了するために余分な時間を必要とするかもしれないが、技術は、マスターするために、全体的に、短い学習曲線を必要とします。この手順のデモンストレーションは、私の研究室の臨床医であるハン・フェンです。
手順を開始する前に、乾燥した頸椎を置き、病理学的変形や壊れた部分を含まずに、カメラレンズに向かってエンドプレートをスキャナーのプラットフォーム上に垂直に配置します。スキャンプロセスを開始して CloudPoint データを取得し、ポイント クラウドを処理するためのソフトウェアを開きます。[インポート]をクリックして点群データを読み込み、椎骨のデジタル グラフィックを生成します。
[ラップ]をクリックしてイメージング データを STL 形式のファイルにパッケージ化し、点群をメッシュに変換し、点オブジェクトをポリゴン オブジェクトに変換し、適切な 3D 再構成およびデータ処理ソフトウェア プログラムを開きます。[新規]サブメニューで、[ファイル]をクリックし、タイプのリストから[パーツ]を選択します。[開始]および[シェイプ]および[デジタイズされたシェイプ エディタ]をクリックします。
次に、[インポート] アイコンをクリックし、STL 形式ファイルを選択して [適用して大丈夫] をクリックします。エンドプレート 3D 座標システムを定義するには、骨端縁の左右の各端点に解剖学的ランドマークを 1 つマークし、前中央点のランドマークをマークします。[ライン] アイコンをクリックし、2 つのエッジの端点を選択して、後端の前線を定義します。
[平面]アイコンをクリックして、曲線に垂直に平面タイプを設定し、前中央点の後頭前線を選択して、中頭座平面を定義します。[スタート]、[シェイプ]、および [クイック サーフェス再構成] をクリックします。交差する曲線を生成するには、数字オプションに「平面断面」アイコン「1」と入力し、エンドプレートイメージと中頭座面を選択します。
[スキャン]アイコンから[カーブ]をクリックし、交差する曲線と後端部縁の交点を選択し、交点を後中央値点として定義します。[ポイント]アイコン、[ポイントと平面の繰り返し]をクリックします。次に、中間矢状の直径を選択し、インスタンスオプションに 1 と入力して、座頭座間直径の中間点を定義します。
軸システム アイコンをクリックし、中間矢状の直径の中間点を原点として選択します。X軸として後頭線に平行な線、Y軸としての中頭座径、Z軸としてX-Y平面を前方および垂直に向ける線座標系の適切度は、定義された中頭座面線と冠状平面の交点がエンドプレート断面に垂直であるかどうかに応じて決定することができる。特徴的な曲線とエンドプレート表面上の点を合わせるには、中間矢状の直径を選択し、インスタンスオプションで3と入力して、中間矢状の直径を等しく4つの部分に分割します。
[平面断面]アイコンをクリックし、[番号]オプションに「1」と入力し、エンドプレートイメージとX-Z平面を選択して交差カーブを生成します。スキャン アイコンから[カーブ]をクリックし、X-Z 平面と端部縁の 2 つの交差部分を選択します。2 つの交点の間の線を前頭の中径として定義し、中前頭径を等しく 4 つの部分に分割します。
中間頭文字径の 4 分の 1 の長さを測定するには、[間を計測] アイコンをクリックします。2 つの継手カーブを作成するには、正面部の片側で平面断面アイコンをクリックし、数値オプションに 2 と入力し、ステップオプションに測定値を入力して、エンドプレートイメージと X-Z 平面を選択します。次に、[スワップ]をクリックして、反対側に 2 つの継ぎ手カーブを生成します。
次に、各曲線で 11 の等距離の点を選択し、例示したように、エンドプレートサーフェス上の 9 つのフィッティング カーブを取得します。次に、スキャンアイコンから「カーブ」をクリックし、フィッティングカーブと中間矢状曲線の交点を選択して、各エンドプレート上の合計66点を取得します。2 つの計測点間の距離であるライン パラメータの長さを計測するには、[間を計測]アイコンをクリックします。
凹面パラメータを計測するには、[開始]、[形状]、[生成形状設計]をクリックし、[スケッチ]アイコンと X-Y 平面をクリックします。「円」アイコンと原点をクリックし、マウスのカーソルを適切な距離にドラッグしてからクリックします。次に、[ワークベンチの終了] アイコンをクリックします。
オフセット アイコンをクリックし、塗り潰された平面を選択し、最も凹状のパーツに接するまでオフセット オプションに適切な値を入力します。ズームインして、[開始]、[形状]、[クイック サーフェスの再構築]、および[3D カーブ]アイコンの順にクリックして、最も凹状のポイントを検索して作成します。次に、[間を計測]アイコンをクリックし、最も凹状の点と X-Y 平面を選択して、エンドプレート凹面の深さ全体を測定します。
表面積パラメータを定量化するには、[慣性を測定]アイコンをクリックし、[エンドプレート サーフェス]をクリックして、表面積を測定します。パラメトリック方程式の適合順序を決定するには、データ解析および可視化ソフトウェアを開き、対応するデータをコマンド ウィンドウに X 入力します。[入力]をクリックし、対応するデータを Z に入力します。
次に、指示に示されたコードを入力します。パラメータ式のフィッティングの場合は、cftool"を入力し、[Enter]をクリックしてカーブフィッティングツールを表示します。次に、コマンド ウィンドウに曲線の連数を入力します。
多項式を選択し、フィット順序を入力して、エンドプレートサーフェスのパラメトリック方程式を得る。ジオメトリ データを取得するには、コマンド ウィンドウのエンドプレート上の任意の点の X 座標値と Y 座標値を入力し、多項式ツールを使用して、適合した方程式のパラメータを入力します。次に、式を入力し、Enter をクリックして結果を取得します。
3D シミュレーション グラフィックスを取得するには、コマンド ウィンドウに多項式パラメータを入力し、指示に示すコードを入力します。指定されたコードと方程式を入力します。次に、指定されたコードを入力します。
実証したように、高精度の光学3Dレンジフラットベッドスキャナを使用して、これらの代表的なエンドプレートは、その形態を適切に特徴付けるために、4500以上のデジタルポイントに変換されました。実証された測定プロトコルを用いて、エンドプレート表面の空間解析を行い、各エンドプレート形態を特徴付けるために表面に代表的な曲線を取り付け、定量化した。測定には、中頭座面の凹面深さと凹状の頂点位置が含まれていました。
全体のエンドプレートの凹状と関心のある特定のセクションのものに加えて。次に、エンドプレート、エピフィスアザラシリム、および中央エンドプレートの成分を分離し、その長さおよび領域を得た。各曲線のパラメトリック方程式は、11点の連数に基づいて推定された。
各エンドプレートに対して3Dコーディネートシステムを定義することは、プロトコルの成功にとって重要です。アンカテブラルジョイントは、二国間の非シネートプロセスの最も前部および後部の点の観点から、最適な平面を定義することによってエンドプレートと区別することができる。このプロトコルは、複雑な表面の形態学的研究を行うための正確で再現可能な方法を提供します。
