Name: four-dimensional ct analysis using sequential 3d-3d registration
Uploaded: 2019-11-23T13:00:00
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इस अध्ययन को हमारी संस्था के संस्थागत समीक्षा बोर्ड (अनुमोदन संख्या: 20150128) द्वारा अनुमोदित किया गया था।

यहां वर्णित सभी तरीकों को कीओ यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ मेडिसिन के संस्थागत समीक्षा बोर्ड द्वारा अनुमोदित किया गया है ।
नोट: संयुक्त काइनेमेटिक्स एक निश्चित हड्डी के चारों ओर चलती हड्डी की गति ?...

<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>

हमारी विधि पूरी हड्डियों की गति के दृश्य और मात्राकरण की अनुमति देती है और 4DCT डेटा से निश्चित हड्डी के संबंध में चलती हड्डी के संख्यात्मक स्थितीय डेटा प्रदान करती है। संयुक्त काइनेमेटिक्स को मापने के ?...

संयुक्त काइनेमेटिक्स को मोशन कैप्चर सेंसर, 2डी-3डी पंजीकरण और शव अध्ययन जैसे कई तरीकों का उपयोग करके वर्णित किया गया है। प्रत्येक विधि के विशिष्ट फायदे और नुकसान होते हैं। उदाहरण के लिए, मोशन कैप्चर सेंसर1,2विषय पर सेंसर के साथ या बिना अवरक्त कैमरों का उपयोग करते हुए तेज, बड़े पैमाने पर गति को माप सकते हैं। हालांकि, ये विधियां संयुक्त काइनेमेटिक्स का अनुमान लगाने के लिए त्वचा की गति को मापती हैं, और इसलिए त्वचा गति त्रुटियां3होती हैं।
मोशन, अस्थिरता और संपर्क क्षेत्रों4,5,6की श्रेणियों का मूल्यांकन करने के लिए कैशविक अध्ययनों का उपयोग किया गया है। यह दृष्टिकोण पिन या शिकंजा का उपयोग करके सीधे हड्डी से जुड़े सीटी या ऑप्टिकल सेंसर का उपयोग करके छोटे जोड़ों में छोटे परिवर्तनों को माप सकता है। कैशविक मॉडल मुख्य रूप से निष्क्रिय गति का मूल्यांकन कर सकते हैं, हालांकि गतिशील गति7का अनुकरण करने के लिए बाहरी ताकतों को टेंडन पर लागू करने के लिए कई एक्टुएटर का उपयोग किया गया है। सक्रिय संयुक्त गति को 2D-3D पंजीकरण तकनीकों द्वारा मापा जा सकता है, जो 3DCT छवियों को 2D फ्लोरोस्कोपी छवियों से मेल खाता है। हालांकि पंजीकरण प्रक्रिया की सटीकता विवादास्पद बनी हुई है, रिपोर्ट की गई सटीकता आम तौर पर बड़े संयुक्त काइनेमेटिक्स8,9के लिए पर्याप्त है। हालांकि, इस विधि को छोटी हड्डियों या संकीर्ण स्थानों में कई हड्डियों पर लागू नहीं किया जा सकता है।
इसके विपरीत, 4DCT एक गतिशील सीटी विधि है जो वॉल्यूमेट्रिक डेटा की एक श्रृंखला प्राप्त करती है। इस दृष्टिकोण10का उपयोग करके सक्रिय संयुक्त गति का विश्लेषण किया जा सकता है । यह तकनीक सीटी गैन्ट्री के अंदर सभी पदार्थों का सटीक 3डी स्थितीय डेटा प्रदान करती है। 3डी संयुक्त गति स्पष्ट रूप से एक दर्शक में कल्पना कर रहे हैं । हालांकि, मात्रा डेटा की ऐसी श्रृंखला से संयुक्त काइनेमेटिक्स का वर्णन अभी भी मुश्किल है, क्योंकि सभी हड्डियां आगे बढ़ रही हैं और वीवो में सक्रिय गति के दौरान कोई लैंडमार्क का पता नहीं लगाया जा सकता है।
हमने 4DCT विश्लेषण के लिए एक विधि विकसित की है जो सक्रिय गति के दौरान संयुक्त के आसपास पूरी हड्डियों के वीवो संयुक्त काइनेमेटिक्स प्रदान करती है। इस लेख का उद्देश्य हमारी विधि, अनुक्रमिक 3D-3D पंजीकरण तकनीक को 4DCT विश्लेषण के लिए प्रस्तुत करना और इस विधि का उपयोग करके प्राप्त प्रतिनिधि परिणाम दिखाना है।

<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

चार आयामी गणना टोमोग्राफी (4DCT) मात्रा डेटा की एक श्रृंखला प्रदान करता है और संयुक्त गति की कल्पना करता है। हालांकि, 4DCT डेटा का संख्यात्मक विश्लेषण मुश्किल बना हुआ है क्योंकि सभी वॉल्यूमेट्रिक फ्रेम में विभाजन समय लेने वाला है। हमने 4DCT DICOM डेटा और मौजूदा सॉफ्टवेयर का उपयोग करके निश्चित हड्डी अर्धस्वचालित रूप से चलती हड्डी के काइनेमेटिक्स प्रदान करने के लिए अनुक्रमिक 3डी-3डी पंजीकरण तकनीक का उपयोग करके संयुक्त काइनेमेटिक्स का विश्लेषण करने का लक्ष्य रखना था। स्रोत हड्डियों के सतह डेटा 3DCT से खंगाला जाता है। छंटनी की गई सतह डेटा क्रमशः 4DCT में पहले फ्रेम से सतह डेटा के साथ मिलान कर रहे हैं । इन छंटनी सतहों क्रमिक रूप से अंतिम फ्रेम तक मिलान कर रहे हैं । ये प्रक्रियाएं 4DCT के सभी फ्रेम में लक्षित हड्डियों के लिए स्थितीय जानकारी प्रदान करती हैं। एक बार लक्ष्य हड्डियों के समन्वय प्रणाली का फैसला कर रहे हैं, अनुवाद और किसी भी दो हड्डियों के बीच रोटेशन कोण की गणना की जा सकती है । यह 4DCT विश्लेषण कार्पल या टार्सल हड्डियों जैसी जटिल संरचनाओं के काइनेमेटिक विश्लेषणों में लाभ प्रदान करता है। हालांकि मोशन कलाकृतियों की वजह से तेज या बड़े पैमाने पर गति का पता नहीं लगाया जा सकता।

हम घुटने के विस्तार के दौरान टिबिया की गति का वर्णन करते हैं। घुटने का जोड़ सीटी गैंट्री में तैनात था। एक त्रिकोण तकिया शुरू स्थिति में फीमर का समर्थन करने के लिए इस्तेमाल किया गया था । घुट?...

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

हमने चार आयामी गणना टोमोग्राफी डेटा से संयुक्त काइनेमेटिक्स का विश्लेषण किया। अनुक्रमिक 3D-3D पंजीकरण विधि अर्धस्वचालित रूप से चार आयामी गणना टोमोग्राफी डेटा से विषय हड्डी के संबंध में चलती हड्डी के काइनेमेटिक्स प्रदान करती है।

अनुक्रमिक 3डी-3डी पंजीकरण का उपयोग करके चार आयामी सीटी विश्लेषण

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

4डी सीटी डेटा से निश्चित हड्डी के संबंध में चलती हड्डी की गति को पुनर्निर्मित करने की एक विधि, विस्तृत संयुक्त काइनेमेटिक्स के विवरण को सुविधाजनक बनाता है। एक बार पूरी हड्डी के नरम बनाया गया है, और अपने संदर्भ बिंदुओं का चयन किया गया है, पुनर्निर्माण प्रक्रियाओं के अधिकांश स्वचालित रूप से पूरा हो जाएगा । 4डी सीटी इमेज के सीटी गैन्ट्री के अंदर विषय के लक्ष्य संयुक्त के साथ, मात्रा डेटा की एक श्रृंखला प्राप्त करते हुए, 10 सेकंड के स्कैन समय के दौरान संयुक्त स्थानांतरित करने के लिए विषय पूछें।3डी सीटी डेटा के सतह अर्ध-स्वचालित विभाजन के लिए, सीटी DICOM डेटा को उपयुक्त सॉफ़्टवेयर में लोड करें, और लेबल फ़ील्ड खोलने के लिए संपादित नए लेबल फ़ील्ड पर क्लिक करें। पहचानें कि कौन सी सीमा सीटी क्षीणन मूल्य स्रोत हड्डी से कॉर्टिकल हड्डी निकालने के लिए उपयुक्त है, और सीमा के ऊपर सीटी क्षीणन मूल्यों के साथ सामग्री का चयन करें । बोन कॉर्टेक्स चयन के लिए लेबल की जांच करें और डीमार्केशन को मैन्युअल रूप से संशोधित करने के लिए एक उपयुक्त संपादन उपकरण का उपयोग करें।लेबल किए गए बोन कॉर्टेक्स पोजीशन डेटा से सतह डेटा उत्पन्न करने के लिए, उत्पन्न सतह पर क्लिक करें और सीमा को चिकनी करने के लिए स्लाइडर का उपयोग करें। इसके बाद आवेदन पर क्लिक करें। एसटीएल प्रारूप में सतह डेटा को सहेजने के लिए, फ़ाइल और निर्यात डेटा के रूप में क्लिक करें, और एसटीएल बाइनरी लिटिल एंडियन का चयन करें।4डी सीटी वॉल्यूम डेटा का स्वचालित विभाजन करने के लिए, 4डी सीटी डेटा के सभी 51 फ्रेम से सीमा से ऊपर सीटी क्षीणन मूल्यों को दिखाने वाले ज्यामितीय डेटा को निकालने के लिए प्रोग्रामिंग सॉफ्टवेयर में DICOM रीडिंग मॉड्यूल का उपयोग करें। फिर छवि प्रसंस्करण सॉफ्टवेयर में 4D सीटी फ्रेम के सभी के लिए सीमा की तुलना में उच्च सीटी क्षीणन मूल्यों के साथ बिंदु क्लाउड के सभी सतह डेटा का पुनर्निर्माण करने के लिए एक बैच प्रोसेसिंग स्क्रिप्ट का उपयोग करें। स्टेटिक 3डी सीटी से 4डी सीटी के पहले फ्रेम तक सरफेस रजिस्ट्रेशन करने के लिए, स्टेटिक 3डी सीटी में हड्डियों को आंशिक सेगमेंट डेटा में ट्रिम करने के लिए चुनर फंक्शन का उपयोग करें जो 4डी सीटी मूवी डेटा के सभी फ्रेम में शामिल हैं।4D सीटी सतह डेटा केवल आंशिक खंड हैं जिन्हें प्रत्येक वॉल्यूम छवि में शामिल किया जाएगा, क्योंकि सतह पंजीकरण के लिए आवश्यक है कि एक सतह डेटा बिंदु को दूसरी सतह में शामिल किया गया है। फिक्स्ड और मूविंग हड्डियों में तीन लैंडमार्क का चयन करने के लिए पिक पॉइंट्स फ़ंक्शन का उपयोग करें जिन्हें छंटनी की गई 3डी सीटी सतह और 3डी जाल संपादन सॉफ्टवेयर में 4डी सीटी के पहले फ्रेम के सतह डेटा से आसानी से पहचाना जा सकता है। फिर उठाया स्थलों के अनुसार 4 डी सीटी सतह डेटा के पहले फ्रेम पर मोटे तौर पर आंशिक तय और चलती हड्डियों से मेल खाते हैं, और खुले स्रोत सॉफ्टवेयर में सतह पंजीकरण करने के लिए पुनरावर्तक निकटतम बिंदु एल्गोरिथ्म का उपयोग करें ।अनुक्रमिक सतह पंजीकरण करने के लिए, दूसरे फ्रेम के सतह डेटा पर पहले 4D सीटी फ्रेम में निश्चित हड्डी की आंशिक सतहों से मेल खाने के लिए ओपन-सोर्स सॉफ्टवेयर में पुनरावृत्ति निकटतम-बिंदु मॉड्यूल का उपयोग करें। फिर, तय हड्डी के संबंध में चलती हड्डी गति का पुनर्निर्माण करें। जब रोटेशन मापदंडों को मापा गया है, तो निश्चित और चलती हड्डियों की समन्वय प्रणालियों को परिभाषित करें।घुटने के काइनेमेटिक्स के उदाहरण डेटा से पता चलता है कि टिबिया का वारस कोण धीरे-धीरे कम हो जाता है क्योंकि टिबिया बढ़ाया जाता है। टिबियल बाहरी रोटेशन विस्तार के अंत में बढ़ता है, जो पिछली रिपोर्टों में घुटने के घर आंदोलन के अनुरूप होता है। अनुवाद और रोटेशन के लिए त्रुटि के रेखांकन बताते हैं कि त्रुटि पूरी लंबाई के 9% से अधिक लंबाई के लिए सहनीय है, और टिबिया लंबाई पूरी लंबाई के 7% से अधिक लंबी है, क्योंकि सीटी स्लाइस मोटाई 0.5 मिलीमीटर है, और त्रुटि आकार से अधिक है।इसके अलावा, पटेलर काइनेमेटिक्स की गणना दर्शाती है कि पटेला का पार्श्व झुकाव घुटने के फ्लेक्सन कोण से मेल खाता है। अस्थि प्रांतस्था की सतह पुनर्निर्माण नेत्रहीन जांच की जानी चाहिए और मैनुअल विभाजन की आवश्यकता हो सकती है। हाल ही में, स्वचालित विभाजन के कई अध्ययनों ने इन तकनीकों का उपयोग करके उपयोग किया है, पुनर्निर्माण स्वचालित रूप से किया जा सकता है।

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Improved Visualization and Quantitative Analysis of Drug Effects Using Micropatterned Cells

बेहतर और औषधि Micropatterned कक्ष का उपयोग करना प्रभाव के मात्रात्मक विश्लेषण विज़ुअलाइज़ेशन

To date, most HCA (High Content Analysis) studies are carried out with adherent cell lines grown on a homogenous substrate in tissue-culture treated ...

Bioluminescence Imaging for Assessment of Immune Responses Following Implantation of Engineered Heart Tissue (EHT)

Bioluminescence Imaging for Assessment of Immune Responses Following Implantation of Engineered Heart Tissue EHT

इम्यून प्रतिक्रियाएँ इंजीनियर हार्ट ऊतक के आरोपण के बाद एसेसमेंट (EHT) के लिए bioluminescence इमेजिंग

Various techniques of cardiac tissue engineering have been pursued in the past decades including scaffolding strategies using either native or ...

High Resolution 3D Imaging of Ex-Vivo Biological Samples by Micro CT

High Resolution 3D Imaging of Ex-Vivo Biological Samples by Micro CT

उच्च संकल्प 3 डी इमेजिंग के पूर्व - Vivo जैविक नमूने माइक्रो सीटी

Non-destructive volume visualization can be achieved only by tomographic techniques, of which the most efficient is the x-ray micro computerized ...

Polymer Microarrays for High Throughput Discovery of Biomaterials

बायोमैटिरियल्स उच्च Throughput डिस्कवरी के लिए पॉलिमर माइक्रोएरे

The discovery of novel biomaterials that are optimized for a specific biological application is readily achieved using polymer microarrays, which allows a ...

Self-reporting Scaffolds for 3-Dimensional Cell Culture

3 आयामी सेल संस्कृति के लिए स्वयं रिपोर्टिंग Scaffolds

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

के व्यवस्थित विश्लेषण<em&gt; इन विट्रो</emएक मल्टी अच्छी तरह से थाली microfluidic प्रणाली का उपयोग करना&gt; सेल रोलिंग

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

बहुस्तरीय मछली तराजू (के लक्षण वर्णन<em&gt; Atractosteus रंग</em&gt;) Nanoindentation, एक्स - रे, सीटी, FTIR, और SEM का उपयोग

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

Microscale भंवर की सहायता अनुक्रमिक आण्विक डिलिवरी के लिए electroporator

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

रोबोट microcontact मुद्रण (आर-μCP) का प्रयोग परिसर संस्कृति substrates और अनुक्रमिक न्युक्लेओफ़िलिक प्रतिस्थापन fabricating

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

स्वचालित स्लाइड स्कैनिंग और एक Widefield उच्च सामग्री विश्लेषण प्रणाली का उपयोग कर फ्लोरोसेंट-लेबल ऊतकों में विभाजन

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