Name: four-dimensional ct analysis using sequential 3d-3d registration
Uploaded: 2019-11-23T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Four-Dimensional CT Analysis Using Sequential 3D-3D Registration at JoVE.com

Bu çalışma kurumumuzun Kurumsal İnceleme Kurulu tarafından onaylanmıştır (onay numarası: 20150128).

Burada açıklanan tüm yöntemler Keio Üniversitesi Tıp Fakültesi Kurumsal İnceleme Kurulu tarafından onaylanmıştır.
NOT: Eklem kinematiği sabit bir kemik etrafında hareket eden bir kemiğin hareketi yeniden yapılatılarak ölçülür. Diz eklemi kinematiği için femur sabit kemik, kaval kemiği ise hareketli kemik olarak tanımlanır.
1. BT görüntüleme protokolü
<ol><li>CT makinesini kur. 160 mm kraniyoaudal kapsama alanı ile 3D hacim verilerini...

<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>

Metodumuz tüm kemiklerin hareketlerinin görselleştirilmesini ve ölçülmesine olanak sağlar ve 4DCT verilerinden sabit kemiğe göre hareketli kemiğin sayısal konumsal verilerini sağlar. Eklem kinematiği ölçmek için birçok araç önerilmiştir. Hareketli cilt belirteçleri uzun bir süre boyunca toplam vücut hareketlerini analiz edebilirsiniz. Ancak, bu yöntem cilt hareket hataları3içerir. Eklem kinematik bitişik kemiklerin hareketi tahmin edilmelidir. 2D-3D kayıt yöntemi floro...

Eklem kinematik hareket yakalama sensörleri, 2D-3D kayıt ve kadavra çalışmaları gibi metodolojiler, bir dizi kullanılarak tanımlanmıştır. Her yöntemin belirli avantajları ve dezavantajları vardır. Örneğin, hareket yakalama sensörleri hızlı, büyük ölçekli hareketleri kızılötesi kameralar kullanarak ölçülebilir veya konu üzerinde sensörler ilerlemiş veya olmayan1,2. Ancak, bu yöntemler eklem kinematiği çıkarmak için cilt hareketini ölçmek ve bu nedenle cilt hareket hataları içeren3.
Kadavra çalışmaları hareket aralıkları değerlendirmek için kullanılmıştır, istikrarsızlık, ve temas alanları4,5,6. Bu yaklaşım, pim veya vida kullanarak doğrudan kemiğe bağlı CT veya optik sensörler kullanarak küçük eklemlerdeki küçük değişiklikleri ölçebilir. Kadavra modelleri esas olarak pasif hareketleri değerlendirebilir, ancak birden fazla aktüatör dinsel hareket7'yisimüle etmek için tendlere dış kuvvet uygulamak için kullanılmıştır. Aktif eklem hareketi 2D-3D kayıt teknikleri ile ölçülebilir, 2D floroskopi görüntüleri ile 3DCT görüntüleri eşleşen. Kayıt sürecinin doğruluğu tartışmalı olmaya devam etse de, bildirilen doğruluk genellikle büyük eklem kinematik8,9için yeterince yüksektir. Ancak, bu yöntem dar alanlarda küçük kemiklere veya birden fazla kemeğe uygulanamaz.
Buna karşılık, 4DCT bir dizi hacimsel veri elde eden dinamik bir CT yöntemidir. Aktif eklem hareketleri bu yaklaşım10kullanılarak analiz edilebilir. Bu teknoloji, CT gantry içindeki tüm maddelerin hassas 3D konumsal veri sağlar. 3B ortak hareketler açıkça bir görüntüleyici de görselleştirilmiştir. Ancak, tüm kemikler hareket ediyor ve hiçbir işaretleri in vivo aktif hareketleri sırasında izlenebilir, çünkü hacim veri böyle bir dizi eklem kinematiği açıklayan hala zordur.
Aktif hareketler sırasında tüm kemiklerin in vivo eklem kinematiği sağlayan 4DCT analizi için bir yöntem geliştirdik. Bu makalenin amacı, 4DCT analizi için sıralı 3D-3D kayıt tekniği yöntemimizi sunmak ve bu yöntemle elde edilen temsili sonuçları göstermektir.

<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

Dört boyutlu bilgisayarlı tomografi (4DCT) bir dizi hacim verisi sağlar ve eklem hareketlerini görselleştirir. Ancak, tüm hacimsel çerçevelerde segmentasyon zaman alıcı olduğundan, 4DCT verilerinin sayısal analizi zor olmaya devam etmektedir. Hareketli kemiğin kinematiği 4DCT DICOM verileri ve mevcut yazılımlar kullanılarak sabit kemik yarı otomatik olarak sağlamak için eklem kinematiği sıralı 3D-3D kayıt tekniği ile analiz etmeyi amaçladık. Kaynak kemiklerin yüzey verileri 3DCT'den yeniden oluşturulur. Kırpılan yüzey verileri sırasıyla 4DCT'deki ilk çerçevedeki yüzey verileriyle eşleşir. Bu kesilmiş yüzeyler son çerçeveye kadar sırayla eşleşir. Bu işlemler, 4DCT'nin tüm karelerinde hedef kemikler için konumsal bilgi sağlar. Hedef kemiklerin koordinat sistemleri kararverildikten sonra, herhangi iki kemik arasındaki çeviri ve dönüş açıları hesaplanabilir. Bu 4DCT analizi karpal veya tarsal kemikler gibi karmaşık yapıların kinematik analizlerinde avantaj sağlar. Ancak, hızlı veya büyük ölçekli hareketler hareket yapıları nedeniyle izlenemez.

Diz uzatma sırasında tibianın hareketini tanımlıyoruz. Diz eklemi BT gantry'de yerleştirilmişti. Başlangıç pozisyonundaki uyluk kemiğini desteklemek için üçgen bir yastık kullanılmıştır. Diz 10 s. Radyasyona maruz kalma boyunca düz bir konuma uzatıldı ölçüldü. 4DCT'ye ek olarak tüm femur, tibia ve patellanın statik 3DCT'si yapıldı. Tüm femur ve tibia nın yüzey verileri yeniden oluşturuldu. Kemik korteksinin HU numaraları için eşik 250 HU olarak belirle...

Watch this Scientific Journal Video about Four-Dimensional CT Analysis Using Sequential 3D-3D Registration at JoVE.com

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

Dört boyutlu bilgisayarlı tomografi verilerinden eklem kinematiği analiz ettik. Sıralı 3D-3D kayıt yöntemi, dört boyutlu bilgisayarlı tomografi verilerinden hareketli kemiğin özne kemiğine göre yarı otomatik olarak kinematiği sağlar.

Sıralı 3D-3D Kaydı Nı Kullanarak Dört Boyutlu CT Analizi

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

4D BT verilerinden sabit kemiğe göre hareket eden bir kemiğin hareketini yeniden yapılandırma yöntemi, ayrıntılı eklem kinematiği tanımını kolaylaştırır. Tüm kemiğin yumuşaklığı oluşturulduktan ve referans noktalarınız seçildikten sonra, yeniden yapılanma işlemlerinin çoğu otomatik olarak tamamlanır. 4D CT görüntüsünün CT'si içindeki nesnenin hedef eklemi ile, bir dizi hacim verisi elde ederken, 10 saniyelik tbmkasyon süresi boyunca deriyi hareket ettirin.3B CT verilerinin yüzey yarı otomatik bölümlemi için CT DICOM verilerini uygun yazılıma yükleyin ve etiket alanını açmak için Yeni Etiket Alanını Güncelle'yi tıklatın. Kaynak kemikten kortikal kemik çıkarmak için hangi eşik BT zayıflama değerinin uygun olduğunu belirleyin ve eşik üzerinde BT zayıflama değerlerine sahip malzemeleri seçin. Kemik korteks seçimi için etiketi kontrol edin ve demarkasyonu el ile değiştirmek için uygun bir düzenleme aracı kullanın.Etiketli kemik korteks konum verilerinden yüzey verilerini oluşturmak için Yüzey Oluştur'u tıklatın ve kapsamı düzeltmek için kaydırıcıyı kullanın. Ardından Uygula'yı tıklatın. Yüzey verilerini STL biçiminde kaydetmek için Dosya ve Veri A'yı tıklatın ve STL ikili Küçük Endian'ı seçin.4B CT hacim verilerinin otomatik bölümlemasını gerçekleştirmek için, 4B BT verilerinin 51 karesinin tümünden eşik üzerindeki BT zayıflama değerlerini gösteren geometrik verileri ayıklamak için programlama yazılımındaki DICOM okuma modülünü kullanın. Ardından, görüntü işleme yazılımındaki tüm 4B CT çerçevelerinin eşiğine göre daha yüksek BT zayıflama değerlerine sahip nokta bulutunun tüm yüzey verilerini yeniden oluşturmak için bir toplu işleme komut dosyası kullanın. Statik 3B CT'den 4B CT'nin ilk karesine yüzey kaydı yapmak için, statik 3B BT'deki kemikleri 4B CT film verilerinin tüm karelerinde bulunan kısmi segment verilerine kesmek için seçme faz ı işlevini kullanın.4B CT yüzey verileri, yüzey kaydı bir yüzey veri noktasının başka bir yüzeye dahil olmasını gerektirdiğinden, her birim görüntüye dahil edilecek kısmi segmentlerdir. Kesilmiş 3B CT yüzeyinden ve 3B örgü düzenleme yazılımındaki 4D CT'nin ilk çerçevesinin yüzey verilerinden kolayca tespit edilebilen sabit ve hareketli kemiklerde üç simge sel ilerler seçmek için Pick Points işlevini kullanın. Ardından, seçilen simge yapılara göre 4B CT yüzey verilerinin ilk karesinde kabaca kısmi sabit ve hareketli kemikleri eşleştirin ve açık kaynak yazılımda yüzey kaydı gerçekleştirmek için yinelemeli en yakın nokta algoritmasını kullanın.Sıralı bir yüzey kaydı gerçekleştirmek için, açık kaynak yazılımdaki yinelemeli en yakın nokta modüllerini kullanarak ilk 4D CT çerçevesindeki sabit kemiğin kısmi yüzeylerini ikinci çerçevenin yüzey verileriyle eşleştirin. Daha sonra, sabit kemiğe göre hareket eden kemik hareketini yeniden yapılayın. Dönüş parametreleri ölçüldüğünde, sabit ve hareketli kemiklerin koordinat sistemlerini tanımlayın.Diz kinematiği örnek verileri tibia Varus açısı giderek tibia uzatıldıkça azalır gösterir. Kaval dış rotasyon uzatma sonunda artar, önceki raporlarda diz ev hareketi ile karşılık gelen. Çeviri ve döndürme için yapılan hata grafikleri, hatanın tüm uzunluğun %9'undan uzun uyluk uzunlukları için tolere edilebilir olduğunu ve CT dilim kalınlığı 0,5 milimetre olduğundan ve hata boyutunu aştığından, tibia uzunluklarının tüm uzunluğun %7'sinden uzun olduğunu göstermektedir.Buna ek olarak, patellar kinematiği hesaplama patella lateral eğim diz fleksiyon açısına karşılık geldiğini göstermektedir. Kemik korteksinin yüzey rekonstrüksiyonu görsel olarak kontrol edilmeli ve manuel segmentasyon gerektirebilir. Son zamanlarda, otomatik segmentasyonlar birçok çalışma bu teknikleri kullanarak kullanmış, rekonstrüksiyon otomatik olarak gerçekleştirebilirsiniz.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Improved Visualization and Quantitative Analysis of Drug Effects Using Micropatterned Cells

İlaç Etkisi Micropatterned Hücreler Geliştirilmiş Görselleştirme ve Kantitatif Analiz

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

Engineered Kalp Doku İmplantasyonu takiben İmmün Yanıtların Değerlendirilmesi (EHT) Biyoparlaklık Görüntüleme

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

Yüksek Çözünürlüklü 3D Görüntüleme Ex-Vivo Biyolojik örnekler Micro CT

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

Biyomalzemelerin Yüksek Verimli Discovery için Polimer Mikroarray&#39;ler

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-Boyutlu Hücre Kültürü için Self-raporlama iskeleleri

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

Sistematik Analizi<em&gt; In Vitro</emÇok-çukurlu plaka mikroakışkan Sistemi ile&gt; Hücre Rolling

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

Çok katmanlı Balık Ölçekler (Of Karakterizasyonu<em&gt; Atractosteus spatula</em&gt;) Nanoindentation, X-ray CT, FTIR ve SEM kullanma

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 Vortex destekli Sıralı Moleküler Teslimat için 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

Robotik Microcontact Baskı (R-μCP) kullanarak Karmaşık Kültürü Substratlar ve Sıralı nükleofilik Giren 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

Otomatik slayt tarama ve segmentasyon Fluorescently etiketli dokularda Widefield yüksek-içeriği analiz sistemi kullanılarak

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