Name: 3d ultrasound imaging: fast and cost-effective morphometry of musculoskeletal tissue
Uploaded: 2017-11-27T12:30:00
Duration: 8 min 52 s
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लेखक एडम Shortland और निकॉला तलना जो २००४ में 3 आयामी अल्ट्रासाउंड, जो इस अध्ययन में इस्तेमाल किया सॉफ्टवेयर के विकास के लिए प्रेरणा थे के लिए अपने एल्गोरिदम साझा करने के लिए बहुत आभारी हैं ।

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

स्वास्थ्य और खेल में, मांसपेशियों की आकृति विज्ञान के बारे में जानकारी निदान और/या उपचार या प्रशिक्षण के बाद मूल्यांकन का पालन में बहुत मूल्यवान है1। अल्ट्रासाउंड (यूएस) इमेजिंग एक उपकरण सामांयतः मांसपेशियों की बीमारियों में कोमल ऊतक संरचनाओं के दृश्य के लिए प्रयोग किया जाता है2, गंभीर बीमारियों3,4, हृदय रोगों5, स्नायविक विकारों6, 7,8, और शारीरिक प्रशिक्षण के प्रभाव6,9,10। अमेरिका इमेजिंग मांसपेशियों का आकार, fascicle लंबाई, और पेन के कोण के ठहराव सक्षम बनाता है । ये रूपात्मक चर मांसपेशी बल और बल श्रम की लंबाई सीमा11,12,13,14,15के महत्वपूर्ण निर्धारक हैं ।
वर्तमान में, अमेरिका इमेजिंग माप ज्यादातर 2d छवियों में प्रदर्शन कर रहे हैं, एक संभवतः, उपयुक्त अभिविंयास और अल्ट्रासाउंड जांच के स्थान को चुनने के परीक्षक के साथ । इस तरह के 2d तरीके एक छवि विमान के लिए रूपात्मक माप सीमित है, जबकि ब्याज के पैरामीटर इस विमान के भीतर मौजूद नहीं हो सकता है । रूपात्मक विश्लेषण एक 3 डी दृष्टिकोण की आवश्यकता है, बाहर विमान 3 डी संदर्भ अंक का उपयोग माप प्रदान । नरम ऊतकों के इस तरह के एक 3d रूपात्मक प्रतिनिधित्व चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई)16,17,18,19,20द्वारा प्रदान किया जाना है । हालांकि, एमआरआई महंगा है और हमेशा उपलब्ध नहीं है । इसके अलावा, मांसपेशी फाइबर के दृश्य इस तरह के प्रसार दसियों इमेजिंग (DTI) के रूप में विशेष एमआरआई दृश्यों, की आवश्यकता है21. एमआरआई के लिए एक लागत प्रभावी विकल्प 3 डी अल्ट्रासाउंड (3DUS) इमेजिंग है । 3DUS दृष्टिकोण एमआरआई तकनीक पर कई लाभ प्रदान करता है, उदा., यह एक परीक्षा के दौरान विषय स्थिति के लिए कम स्थान सीमाओं लगाता है । 3DUS इमेजिंग एक तकनीक क्रमिक रूप से 2 डी पर कब्जा है (बी-मोड अमेरिका) छवियों और उंहें एक मात्रा तत्व (voxel) सरणी22,23,24में स्थिति । 3DUS छवि पुनर्निर्माण की प्रक्रिया में पांच कदम होते हैं: (1) मुक्तहस्त 2d अमेरिका छवियों की एक श्रृंखला पर कब्जा; (2) अमेरिकी जांच की स्थिति पर नज़र रखने, एक प्रस्ताव पर कब्जा (MoCap) प्रणाली का उपयोग; (3) MoCap स्थिति और अमेरिका छवियों तुल्यकालन; (4) voxel सरणी के भीतर अल्ट्रासाउंड छवियों के स्थान और अभिविन्यास की गणना संदर्भ के एक नपे प्रणाली का उपयोग; और (5) इस voxel सरणी में इन छवियों को रखने ।
3DUS दृष्टिकोण सफलतापूर्वक कंकाल मांसपेशी15,25,26,27,28,29की आकृति विज्ञान के आकलन के लिए लागू किया गया है । हालांकि, पिछले दृष्टिकोण7,15,25,30 बोझिल साबित कर दिया है, समय लेने और तकनीकी रूप से सीमित, बड़ी मांसपेशियों के केवल छोटे क्षेत्रों के रूप में खंगाला जा सकता है ।
3DUS दृष्टिकोण में सुधार करने के लिए, एक नया 3DUS प्रोटोकॉल विकसित किया गया है जो समय की एक छोटी अवधि के भीतर पूरी मांसपेशियों के पुनर्निर्माण की अनुमति देता है । यह प्रोटोकॉल आलेख वर्णन करता है कि 3DUS इमेजिंग के morphometry के लिए m. वास्तु lateralis (वीएल) और m. gastrocnemius medialis (GM) का उपयोग ।

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Ultrasound device (Technos MPX)</td>
			<td>Esaote, Italy</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Linear array probe (12.5 Mhz, 5 cm)</td>
			<td>Esaote, Italy</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Workstation (HP Z440)</td>
			<td>HP, USA</td>
			<td>http://www8.hp.com/us/en/workstations/z440.html</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Framegrabber (Canopus, ADVC 300)</td>
			<td>Canopus, Japan</td>
			<td>ADVC 300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Motion Capture System (Certus)</td>
			<td>NDI, Canada</td>
			<td>http://www.ndigital.com/msci/products/optotrak-certus/</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Synchronisation device</td>
			<td>VU, NL</td>
			<td>Contact corresponding author</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calibration frame</td>
			<td>VU, NL</td>
			<td>Contact corresponding author</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermometer</td>
			<td>Greisinger, Germarny</td>
			<td>GTH 175/PT</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Examination table</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td>Any examination table</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inclinometer</td>
			<td>Lafayette instrument, USA</td>
			<td>ACU001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adjustable Footplate</td>
			<td>VU, NL</td>
			<td>Contact corresponding author</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Torque wrench</td>
			<td>VU, NL</td>
			<td>Contact corresponding author</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Extendable rod</td>
			<td>VU, NL</td>
			<td>Contact corresponding author</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goniometer (Gollehon)</td>
			<td>Lafayette instrument, USA</td>
			<td>1135</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triangular shaped beam</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td>Made out a piece of stiff foam</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lashing straps</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td>Any lashing strap</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical skin marker</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td>Any surgical skin marker</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasound transmission gel</td>
			<td>Servoson</td>
			<td>NA</td>
			<td>A sticky gel type is recommended</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

3d ultrasound imaging: fast and cost-effective morphometry of musculoskeletal tissue

3d अल्ट्रासाउंड इमेजिंग (3DUS) के विकास के लक्ष्य को मानव मांसपेशियों के 3d रूपात्मक अल्ट्रासाउंड विश्लेषण प्रदर्शन करने के लिए एक साधन इंजीनियर है । 3DUS छवियों नपे मुक्तहस्त 2d बी-मोड अल्ट्रासाउंड छवियों, जो एक voxel सरणी में तैनात है से निर्माण कर रहे हैं । अल्ट्रासाउंड (अमेरिका) इमेजिंग मांसपेशियों का आकार, fascicle लंबाई, और पेन के कोण के ठहराव की अनुमति देता है । इन रूपात्मक चर मांसपेशी बल और बल परिश्रम की लंबाई सीमा के महत्वपूर्ण निर्धारक हैं । प्रस्तुत प्रोटोकॉल की मात्रा और fascicle लंबाई निर्धारित करने के लिए एक दृष्टिकोण का वर्णन lateralis और एम. gastrocnemius medialis. 3DUS 3 डी संरचनात्मक संदर्भ का उपयोग मानकीकरण की सुविधा । यह दृष्टिकोण कंकाल की मांसपेशियों में 3d आकृति विज्ञान को बढ़ाता है के लिए एक तेजी से और लागत प्रभावी दृष्टिकोण प्रदान करता है । स्वास्थ्य और खेल में, मांसपेशियों के morphometry के बारे में जानकारी निदान में बहुत मूल्यवान है और/या अनुवर्ती मूल्यांकन उपचार या प्रशिक्षण के बाद ।

वर्णित 3DUS तकनीक में जीएम और वीएल के चार पुरुष मानव cadavers, आयु में मृत्यु ७६.८ ± ७.९ वर्ष (मतलब ± एसडी) के रूपात्मक डाटा एकत्र करने के लिए इस्तेमाल किया गया था । cadavers शरीर रचना विज्ञान और Vrije Universiteit चिकित्सा केंद्र (VUmc), एंस्टर्डम, नीदरलैंड के तंत्रिका विज्ञान विभाग के दान कार्यक्रम के माध्यम से प्राप्त किए गए । शरीर एक embalming ऊतक के रूपात्मक सुविधाओं को बनाए रखने के उद्देश्य से विधि का उपयोग कर संरक्षित किया गया३९।
विच्छेदन से पहले, एक 3DUS छवि जीएम और वीएल पद्धति के अनुसार वर्णित किया गया था । विच्छेदन के दौरान, त्वचा, चमड़े के नीचे ऊतक, और जीएम और वीएल ओवरले fasciae हटा दिया गया । एक मध्य अनुदैर्ध्य अनुभाग काट रहा था, खाते में बाहर कण्डराकला के उंमुखीकरण ले । एक कैलिपर का प्रयोग, fascicle लंबाई मापा गया था, आधी मूल और मांसपेशियों के पेट के बाहर के अंत के बीच. तत्पश्चात tenotomy के बाद बलवान पेट में विच्छेदित हो गया और नपे-तुले जल स्तम्भ में जलमग्न हो गया । ImageJ का उपयोग कर, मात्रा के साथ और मांसपेशी पेट के बिना पानी स्तंभ के फोटोग्राफ पर मापा गया, और मांसपेशी की मात्रा अंतर४०से गणना की गई थी । Fascicle लंबाई और वॉल्यूम तीन बार मापा गया और माध्य और मानक विचलन मान परिकलित किए गए थे । 3DUS विधि और विच्छेदन माप के बीच कसौटी वैधता औसत fascicle लंबाई और मांसपेशियों की मात्रा के लिए एक पियरसन के सहसंबंध का उपयोग कर परीक्षण किया गया था । fascicle लंबाई और मात्रा माप व्युत्पंन 3DUS विधि की इंट्रा ॅातृ विश्वसनीयता एक दो तरह मिश्रित मॉडल अंतर वर्ग सहसंबंध गुणांक (आईसीसी3, 3)४१का उपयोग कर मात्रा था, और डेटा के लघुगणकीय परिवर्तन के बाद, भिंनता का गुणांक (CV) परिकलित किया गया था । fascicle लंबाई और मांसपेशियों की मात्रा माप की वैधता महत्वपूर्ण और उच्च सहसंबंध द्वारा पुष्टि की गई (r = ०.९९८, p < 0.01 और r = ०.९८५, p < 0.01, क्रमशः) । fascicle लंबाई और मात्रा की माप व्युत्पंन 3DUS विधि की इंट्रा ॅातृ विश्वसनीयता उच्च था (आईसीसी3, 3 ०.९८३, cv ७.३%, और आईसीसी3, 3 ०.९९८, cv ५.४%, क्रमशः) । यह निष्कर्ष निकाला है कि 3DUS दृष्टिकोण प्रस्तुत मानव वीएल और जीएम की मात्रा और fascicle लंबाई मूल्यांकन के लिए एक वैध और विश्वसनीय उपकरण है (तालिका 1) ।
<img alt="Table 1" src="/files/ftp_upload/55943/55943table1.jpg"> तालिका 1: मांयता डेटा शव । C# शव number आहे, GM आहे मी. gastrocnemius medialis, वीएल आहे मी. देतो lateralis. "विच्छेदन" शव विच्छेदन से परिणाम दिखाता है, और "3DUS" cadavers के 3DUS छवि विश्लेषण से परिणाम दिखाता है ।

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3D Ultrasound Imaging: Fast and Cost-effective Morphometry of Musculoskeletal Tissue

3d अल्ट्रासाउंड इमेजिंग: पुराने ऑस्टियोआर्थराइटिस ऊतक के तेजी से और लागत प्रभावी Morphometry

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