Name: four-dimensional ct analysis using sequential 3d-3d registration
Uploaded: 2019-11-23T13:00:00
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Cette étude a été approuvée par la Commission d'examen institutionnel de notre institution (numéro d'approbation : 20150128).

Toutes les méthodes décrites ici ont été approuvées par le Conseil d'examen institutionnel de l'École de médecine de l'Université Keio.
REMARQUE : La cinématique articulaire est mesurée en reconstituant le mouvement d'un os en mouvement autour d'un os fixe. Pour la cinématique articulaire du genou, le fémur est défini comme l'os fixe et le tibia est défini comme l'os en mouvement.
1. Protocole d'imagerie Par tocti
<ol><li>Configurez la machine CT. Ac...

<ol>
	<li>Andriacchi, T. P., Alexander, E. J., Toney, M. K., Dyrby, C., Sum, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+point+cluster+method+for+in+vivo+motion+analysis:+applied+to+a+study+of+knee+kinematics.">A point cluster method for in vivo motion analysis: applied to a study of knee kinematics.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 120 (6), 743-749 (1998).</li><li>Corazza, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+markerless+motion+capture+system+to+study+musculoskeletal+biomechanics:+visual+hull+and+simulated+annealing+approach.">A markerless motion capture system to study musculoskeletal biomechanics: visual hull and simulated annealing approach.</a> Annals of Biomedical Engineering. 34 (6), 1019-1029 (2006).</li><li>Reinschmidt, C., van den Bogert, A. J., Nigg, B. M., Lundberg, A., Murphy, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+skin+movement+on+the+analysis+of+skeletal+knee+joint+motion+during+running.">Effect of skin movement on the analysis of skeletal knee joint motion during running.</a> Journal of Biomechanics. 30 (7), 729-732 (1997).</li><li>Burgess, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+a+simulated+scaphoid+malunion+on+wrist+motion.">The effect of a simulated scaphoid malunion on wrist motion.</a> Journal of Hand Surgery. 12 (5 Pt 1), 774-776 (1987).</li><li>Shoemaker, S. C., Markolf, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+joint+load+on+the+stiffness+and+laxity+of+ligament-deficient+knees.+An+in+vitro+study+of+the+anterior+cruciate+and+medial+collateral+ligaments.">Effects of joint load on the stiffness and laxity of ligament-deficient knees. An in vitro study of the anterior cruciate and medial collateral ligaments.</a> Journal of Bone and Joint Surgery (American Volume). 67 (1), 136-146 (1985).</li><li>Eckstein, F., Lohe, F., Muller-Gerbl, M., Steinlechner, M., Putz, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stress+distribution+in+the+trochlear+notch.+A+model+of+bicentric+load+transmission+through+joints.">Stress distribution in the trochlear notch. A model of bicentric load transmission through joints.</a> Journal of Bone and Joint Surgery (British Volume). 76 (4), 647-653 (1994).</li><li>Omid, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomechanical+analysis+of+latissimus+dorsi+tendon+transfer+with+and+without+superior+capsule+reconstruction+using+dermal+allograft.">Biomechanical analysis of latissimus dorsi tendon transfer with and without superior capsule reconstruction using dermal allograft.</a> Journal of Shoulder and Elbow Surgery. 28 (8), 1523-1530 (2019).</li><li>Tsai, T. Y., Lu, T. W., Chen, C. M., Kuo, M. Y., Hsu, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+volumetric+model-based+2D+to+3D+registration+method+for+measuring+kinematics+of+natural+knees+with+single-plane+fluoroscopy.">A volumetric model-based 2D to 3D registration method for measuring kinematics of natural knees with single-plane fluoroscopy.</a> Medical Physics. 37 (3), 1273-1284 (2010).</li><li>Ohnishi, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+motion+study+of+femur,+tibia,+and+patella+at+the+knee+joint+from+bi-plane+fluoroscopy+and+CT+images.">Three-dimensional motion study of femur, tibia, and patella at the knee joint from bi-plane fluoroscopy and CT images.</a> Radiological Physics and Technology. 3 (2), 151-158 (2010).</li><li>Dobbe, J. G. G., de Roo, M. G. A., Visschers, J. C., Strackee, S. D., Streekstra, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+a+Quantitative+Method+for+Carpal+Motion+Analysis+Using+Clinical+3-D+and+4-D+CT+Protocols.">Evaluation of a Quantitative Method for Carpal Motion Analysis Using Clinical 3-D and 4-D CT Protocols.</a> IEEE Transactions on Medical Imaging. 38 (4), 1048-1057 (2019).</li><li>Besl, P. J., McKay, N. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+method+for+registration+of+3-D+shapes.">A method for registration of 3-D shapes.</a> IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. 14 (2), 239-256 (1992).</li><li>Wu, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ISB+recommendation+on+definitions+of+joint+coordinate+system+of+various+joints+for+the+reporting+of+human+joint+motion--part+I:+ankle,+hip,+and+spine.">ISB recommendation on definitions of joint coordinate system of various joints for the reporting of human joint motion--part I: ankle, hip, and spine.</a> Journal of Biomechanics. 35 (4), 543-548 (2002).</li><li>Wu, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ISB+recommendation+on+definitions+of+joint+coordinate+systems+of+various+joints+for+the+reporting+of+human+joint+motion--Part+II:+shoulder,+elbow,+wrist+and+hand.">ISB recommendation on definitions of joint coordinate systems of various joints for the reporting of human joint motion--Part II: shoulder, elbow, wrist and hand.</a> Journal of Biomechanics. 38 (5), 981-992 (2005).</li><li>Crawford, N. R., Yamaguchi, G. T., Dickman, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+technique+for+determining+3-D+joint+angles:+the+tilt/twist+method.">A new technique for determining 3-D joint angles: the tilt/twist method.</a> Clinical Biomechanics (Bristol, Avon). 14 (3), 153-165 (1999).</li><li>Sato, T., Koga, Y., Omori, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+lower+extremity+alignment+assessment+system:+application+to+evaluation+of+component+position+after+total+knee+arthroplasty.">Three-dimensional lower extremity alignment assessment system: application to evaluation of component position after total knee arthroplasty.</a> Journal of Arthroplasty. 19 (5), 620-628 (2004).</li><li>Ishii, Y., Terajima, K., Terashima, S., Koga, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+kinematics+of+the+human+knee+with+intracortical+pin+fixation.">Three-dimensional kinematics of the human knee with intracortical pin fixation.</a> Clinical Orthopaedics and Related Research. (343), 144-150 (1997).</li><li>Asano, T., Akagi, M., Tanaka, K., Tamura, J., Nakamura, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+three-dimensional+knee+kinematics+using+a+biplanar+image-matching+technique.">In vivo three-dimensional knee kinematics using a biplanar image-matching technique.</a> Clinical Orthopaedics and Related Research. (388), 157-166 (2001).</li><li>Saltybaeva, N., Jafari, M. E., Hupfer, M., Kalender, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estimates+of+effective+dose+for+CT+scans+of+the+lower+extremities.">Estimates of effective dose for CT scans of the lower extremities.</a> Radiology. 273 (1), 153-159 (2014).</li><li>Mat Jais, I. S., Tay, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinematic+analysis+of+the+scaphoid+using+gated+four-dimensional+CT.">Kinematic analysis of the scaphoid using gated four-dimensional CT.</a> Clinical Radiology. 72 (9), e791-e799 (2017).</li><li>Tanaka, M. J., Elias, J. J., Williams, A. A., Demehri, S., Cosgarea, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+patellar+maltracking+using+dynamic+kinematic+CT+imaging+in+patients+with+patellar+instability.">Characterization of patellar maltracking using dynamic kinematic CT imaging in patients with patellar instability.</a> Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy. 24 (11), 3634-3641 (2016).</li><li>Troupis, J. M., Amis, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Four-dimensional+computed+tomography+and+trigger+lunate+syndrome.">Four-dimensional computed tomography and trigger lunate syndrome.</a> Journal of Computer Assisted Tomography. 37 (4), 639-643 (2013).</li><li>Kakar, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Role+of+Dynamic+(4D)+CT+in+the+Detection+of+Scapholunate+Ligament+Injury.">The Role of Dynamic (4D) CT in the Detection of Scapholunate Ligament Injury.</a> Journal of Wrist Surgery. 5 (4), 306-310 (2016).</li><li>Zhao, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+technique+for+quantifying+wrist+motion+using+four-dimensional+computed+tomography:+approach+and+validation.">A technique for quantifying wrist motion using four-dimensional computed tomography: approach and validation.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 137 (7), (2015).</li><li>Breighner, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relative+accuracy+of+spin-image-based+registration+of+partial+capitate+bones.">Relative accuracy of spin-image-based registration of partial capitate bones.</a> in 4DCT of the wrist. Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering: Imaging &amp; Visualization. 4 (6), 360-367 (2016).</li><li>Goto, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+pilot+study+evaluating+the+thumb+carpometacarpal+joint+during+circumduction.">In vivo pilot study evaluating the thumb carpometacarpal joint during circumduction.</a> Clinical Orthopaedics and Related Research. 472 (4), 1106-1113 (2014).</li><li>Zhang, X., Jian, L., Xu, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Robust+3D+point+cloud+registration+based+on+bidirectional+Maximum+Correntropy+Criterion.">Robust 3D point cloud registration based on bidirectional Maximum Correntropy Criterion.</a> PloS One. 13 (5), e0197542 (2018).</li><li>Baker, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ISB+recommendation+on+definition+of+joint+coordinate+systems+for+the+reporting+of+human+joint+motion-part+I:+ankle,+hip+and+spine.">ISB recommendation on definition of joint coordinate systems for the reporting of human joint motion-part I: ankle, hip and spine.</a> Journal of Biomechanics. 36 (2), 300-302 (2003).</li><li>Qiu, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automatic+segmentation+of+the+mandible+from+computed+tomography+scans+for+3D+virtual+surgical+planning+using+the+convolutional+neural+network.">Automatic segmentation of the mandible from computed tomography scans for 3D virtual surgical planning using the convolutional neural network.</a> Physics in Medicine and Biology. , (2019).</li><li>Hemke, R., Buckless, C. G., Tsao, A., Wang, B., Torriani, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deep+learning+for+automated+segmentation+of+pelvic+muscles,+fat,+and+bone+from+CT+studies+for+body+composition+assessment.">Deep learning for automated segmentation of pelvic muscles, fat, and bone from CT studies for body composition assessment.</a> Skeletal Radiology. , (2019).</li><li>Lee, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+scanning+parameters+and+breathing+patterns+on+image+quality+and+accuracy+of+tumor+motion+reconstruction+in+4D+CBCT:+a+phantom+study.">Impact of scanning parameters and breathing patterns on image quality and accuracy of tumor motion reconstruction in 4D CBCT: a phantom study.</a> Journal of Applied Clinical Medical Physics. 16 (6), 195-212 (2015).</li></ol>

Notre méthode permet la visualisation et la quantification des mouvements des os entiers et fournit des données de position numérique de l'os en mouvement par rapport à l'os fixe à partir de données 4DCT. De nombreux outils ont été suggérés pour mesurer la cinématique commune. Les marqueurs de peau de mouvement peuvent analyser les mouvements totaux de corps sur une longue période. Cependant, cette méthode contient des erreurs de mouvement de la peau3. La cinématique articulaire doit...

La cinématique conjointe a été décrite à l'aide d'un certain nombre de méthodologies, telles que des capteurs de capture de mouvement, l'enregistrement 2D-3D et des études cadavériques. Chaque méthode présente des avantages et des inconvénients spécifiques. Par exemple, les capteurs de capture de mouvement peuvent mesurer des mouvements rapides et à grande échelle à l'aide de caméras infrarouges avec ou sans capteurs sur le sujet1,2. Cependant, ces méthodes mesurent le mouvement de la peau pour inférer la cinématique articulaire, et contiennent donc des erreurs de mouvement de la peau3.
Des études cadavériques ont été utilisées pour évaluer les gammes de mouvement, d'instabilité et de zones de contact4,5,6. Cette approche peut mesurer de petits changements dans les petites articulations à l'aide de cT ou de capteurs optiques fixés directement à l'os à l'aide de broches ou de vis. Les modèles cadavériques peuvent principalement évaluer les mouvements passifs, bien que plusieurs actionneurs aient été utilisés pour appliquer des forces externes aux tendons pour simuler le mouvement dynamique7. Le mouvement actif des articulations peut être mesuré par des techniques d'enregistrement 2D-3D, faisant correspondre les images 3DCT aux images de fluoroscopie 2D. Bien que l'exactitude du processus d'enregistrement demeure controversée, l'exactitude signalée est généralement assez élevée pour les grandes cinématiques articulaires8,9. Cependant, cette méthode ne peut pas être appliquée sur de petits os ou des os multiples dans des espaces étroits.
En revanche, 4DCT est une méthode cT dynamique qui obtient une série de données volumétriques. Les mouvements articulaires actifs peuvent être analysés à l'aide de cette approche10. Cette technologie fournit des données de position 3D précises de toutes les substances à l'intérieur du portique CT. Les mouvements articulaires 3D sont clairement visualisés dans un spectateur. Cependant, il est encore difficile de décrire la cinématique commune à partir d'une telle série de données de volume, car tous les os se déplacent et aucun repère ne peut être tracé pendant les mouvements actifs in vivo.
Nous avons développé une méthode pour l'analyse 4DCT qui fournit la cinématique articulaire in vivo des os entiers autour de l'articulation pendant les mouvements actifs. Le but de cet article est de présenter notre méthode, la technique d'enregistrement 3D-3D séquentielle pour l'analyse 4DCT, et de montrer des résultats représentatifs obtenus à l'aide de cette méthode.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>4DCT scanner</td>
			<td>Canon medical systems (Tochigi, Japan)</td>
			<td>N/A</td>
			<td>4DCT scan, Static 3DCT scan</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AVIZO(9.3.0)*</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific (OR, USA)</td>
			<td></td>
			<td>Image processing software. 
			Surface reconstruction from CT DICOM data and point cloud data. 
			* Ryan, T. M. &#38; Walker, A. Trabecular bone structure in the humeral and femoral heads of anthropoid primates. Anat Rec (Hoboken). 293 (4), 719-729, doi:10.1002/ar.21139, (2010).</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Meshlab**</td>
			<td>ISTI (Pisa, Italy)</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Surface trimming and landmark picking 
			** MeshLab: an Open-Source Mesh Processing Tool. Sixth Eurographics Italian Chapter Conference, page 129-136, 2008. 
			P. Cignoni, M. Callieri, M. Corsini, M. Dellepiane, F. Ganovelli, G. Ranzuglia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VTK(6.3.0)***</td>
			<td>Kitware (New York, USA)</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Iterative Closest Points algorithm. Used in python language programming. 
			*** https://vtk.org</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Python(3.6.1)</td>
			<td>Python Software Foundation</td>
			<td>N/A</td>
			<td>DICOM file processing to extract the point cloud from the bone cortex (&#39;dicom.py&#39; module). 
			Calculation of the rotation matrices. (Numpy module) 
			Sequential image regestration using ICP algorithm</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

four-dimensional ct analysis using sequential 3d-3d registration

La tomographie calculée en quatre dimensions (4DCT) fournit une série de données de volume et visualise les mouvements articulaires. Cependant, l'analyse numérique des données 4DCT reste difficile car la segmentation dans tous les cadres volumétriques prend du temps. Nous avons cherché à analyser la cinématique articulaire à l'aide d'une technique d'enregistrement 3D-3D séquentielle pour fournir la cinématique de l'os en mouvement en ce qui concerne l'os fixe semi-automatiquement en utilisant les données 4DCT DICOM et les logiciels existants. Les données de surface des os sources sont reconstruites à partir de 3DCT. Les données de surface taillées sont respectivement appariées avec les données de surface de la première image en 4DCT. Ces surfaces taillées sont assorties séquentiellement jusqu'au dernier cadre. Ces processus fournissent des informations de position pour les os cibles dans tous les cadres de la 4DCT. Une fois que les systèmes de coordonnées des os cibles sont déterminés, les angles de traduction et de rotation entre deux os peuvent être calculés. Cette analyse 4DCT offre des avantages dans les analyses cinématiques de structures complexes telles que les os carpiens ou tarsaux. Cependant, les mouvements rapides ou à grande échelle ne peuvent pas être tracés en raison d'artefacts de mouvement.

Nous décrivons le mouvement du tibia pendant l'extension de genou. L'articulation du genou a été positionnée dans le portique CT. Un oreiller triangle a été utilisé pour soutenir le fémur à la position de départ. Le genou a été étendu à une position droite au cours de 10 s. L'exposition au rayonnement a été mesurée. En plus du 4DCT, le 3DCT statique du fémur entier, du tibia, et de la rotule a été exécuté. Les données de surface de l'ensemble du fémur et du tibia o...

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Four-Dimensional CT Analysis Using Sequential 3D-3D Registration

Nous avons analysé la cinématique commune à partir de données de tomographie calculées en quatre dimensions. La méthode d'enregistrement 3D-3D séquentielle fournit semi-automatiquement la cinématique de l'os en mouvement par rapport à l'os en question à partir de données de tomographie calculées en quatre dimensions.

Analyse de la ToT quadridimensionnelle à l'aide de l'enregistrement 3D-3D séquentiel

Four-dimensional computed tomography (4DCT) provides a series of volume data and visualizes joint motions. However, numerical analysis of 4DCT data ...

Une méthode pour reconstruire le mouvement d’un os en mouvement par rapport à l’os fixe à partir de données 4D CT, facilitant la description de la cinématique articulaires détaillée. Une fois que le mou de l’os entier a été créé, et vos points de référence ont été sélectionnés, la plupart des processus de reconstruction seront complétés automatiquement. Avec l’articulation cible du sujet à l’intérieur du portique CT de l’image 4D CT, demandez au sujet de déplacer l’articulation pendant le temps d’analyse de 10 secondes, tout en obtenant une série de données de volume.Pour la segmentation semi-automatique de surface des données CT 3D, chargez les données CT DICOM dans le logiciel approprié et cliquez sur Modifier le champ Nouvelle étiquette pour ouvrir le champ d’étiquettes. Identifiez le seuil de valeur d’atténuation CT approprié pour extraire l’os cortical de l’os source, et sélectionnez les matériaux avec des valeurs d’atténuation de CT au-dessus du seuil. Vérifiez l’étiquette pour la sélection du cortex osseux et utilisez un outil d’édition approprié pour modifier manuellement la démarkation.Pour générer les données de surface à partir des données de position du cortex osseux étiquetées, cliquez sur Générer surface et utilisez le curseur pour lisser l’étendue. Cliquez ensuite Appliquer. Pour enregistrer les données de surface au format STL, cliquez sur Fichier et Export Data As, et sélectionnez STL binaire Little Endian.Pour effectuer une segmentation automatique des données de volume CT 4D, utilisez le module de lecture DICOM dans le logiciel de programmation pour extraire les données géométriques montrant les valeurs d’atténuation CT au-dessus du seuil des 51 images des données CT 4D. Utilisez ensuite un script de traitement par lots pour reconstruire toutes les données de surface du nuage de points avec des valeurs d’atténuation CT plus élevées que le seuil pour tous les cadres CT 4D du logiciel de traitement d’image. Pour effectuer l’enregistrement de surface de la tomodensive statique 3D à la première image du CT 4D, utilisez la fonction de phase de sélection pour couper les os d’un CT 3D statique en données segment partielles qui sont incluses dans tous les cadres des données ct 4D.Les données de surface 4D CT ne sont que des segments partiels qui seront inclus dans chaque image de volume, car l’enregistrement de surface exige qu’un point de données de surface soit inclus dans une autre surface. Utilisez la fonction Pick Points pour sélectionner trois repères dans les os fixes et mobiles qui peuvent être facilement identifiés à partir de la surface 3D CT parée et des données de surface du premier cadre de CT 4D dans le logiciel d’édition en maille 3D. Ensuite, faites correspondre les os fixes et mobiles partiels à peu près sur le premier cadre des données de surface 4D CT selon les repères choisis, et utilisez l’algorithme itératif le plus proche point pour effectuer l’enregistrement de surface dans le logiciel open source.Pour effectuer un enregistrement séquentiel de la surface, utilisez le module itératif le plus proche du logiciel open source pour faire correspondre d’abord les surfaces partielles de l’os fixe dans le premier cadre CT 4D sur les données de surface du deuxième cadre. Ensuite, reconstruisez le mouvement osseux en mouvement par rapport à l’os fixe. Lorsque les paramètres de rotation ont été mesurés, définissez les systèmes de coordonnées des os fixes et mobiles.Les données d’exemple de la cinématique de genou montrent que l’angle de Varus du tibia diminue graduellement pendant que le tibia est étendu. La rotation externe tibiale augmente à la fin de l’extension, correspondant au mouvement à domicile du genou dans les rapports précédents. Les graphiques de l’erreur de traduction et de rotation montrent que l’erreur est tolérable pour les longueurs de fémur de plus de 9% de toute la longueur, et les longueurs de tibia plus longues que 7% de toute la longueur, car l’épaisseur de la tranche CT est de 0,5 milimeters, et dépasse la taille de l’erreur.En outre, le calcul de la cinématique pateillonne démontre que l’inclinaison latérale de la rotule correspond à l’angle de flexion du genou. La reconstruction de surface du cortex osseux doit être vérifiée visuellement et peut nécessiter une segmentation manuelle. Récemment, de nombreuses études sur les segmentations automatiques ont utilisé En utilisant ces techniques, la reconstruction peut effectuer automatiquement.

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Culturing cells in 3D on appropriate scaffolds is thought to better mimic the in vivo microenvironment and increase cell-cell interactions. The resulting ...

Systematic Analysis of In Vitro Cell Rolling Using a Multi-well Plate Microfluidic System

Systematic Analysis of In Vitro Cell Rolling Using a Multi-well Plate Microfluidic System

Analyse systématique des<em&gt; In Vitro</em&gt; Cellule de roulement en utilisant un système microfluidique plaque multi-puits

A major challenge for cell-based therapy is the inability to systemically target a large quantity of viable cells with high efficiency to tissues of ...

Characterization Of Multi-layered Fish Scales (Atractosteus spatula) Using Nanoindentation, X-ray CT, FTIR, and SEM

Characterization Of Multi-layered Fish Scales Atractosteus spatula Using Nanoindentation, X-ray CT, FTIR, and SEM

Caractérisation des échelles de poissons multi-couches (<em&gt; Atractosteus spatule</em&gt;) En utilisant Nanoindentation, CT à rayons X, FTIR, et SEM

The hierarchical architecture of protective biological materials such as mineralized fish scales, gastropod shells, ram&#8217;s horn, antlers, and turtle ...

Microscale Vortex-assisted Electroporator for Sequential Molecular Delivery

Electroporateur pour livraison séquentielle moléculaire microscopique assistée Vortex-

Electroporation has received increasing attention in the past years, because it is a very powerful technique for physically introducing non-permeant ...

Fabricating Complex Culture Substrates Using Robotic Microcontact Printing (R-&#181;CP) and Sequential Nucleophilic Substitution

Fabricating Complex Culture Substrates Using Robotic Microcontact Printing R-Ãƒâ€šÃ‚ÂµCP and Sequential Nucleophilic Substitution

Fabrication de substrats de culture complexe robotisée microcontact impression (R-uCP) et substitution nucléophile séquentielle

In tissue engineering, it is desirable to exhibit spatial control of tissue morphology and cell fate in culture on the micron scale. Culture substrates ...

Automated Slide Scanning and Segmentation in Fluorescently-labeled Tissues Using a Widefield High-content Analysis System

Balayage automatique pour lames et Segmentation en tissus fluorescent marqué à l’aide d’un système d’analyse Widefield haute teneur

Automated slide scanning and segmentation of fluorescently-labeled tissues is the most efficient way to analyze whole slides or large tissue sections. ...