统计形状建模和基于插曲的交替模型跟踪技术的整合,用于测量膝盖动力学in vivo,使用临床交联双平面光镜
Hsuan-Yu Lu1, Cheng-Chung Lin2, Kao-Shang Shih3
1Department of Biomedical Engineering, National Taiwan University, Taipei, Taiwan, R.O.C.
PeerJ
|June 19, 2023
概括
这项研究开发了一种基于插值的交替模型跟踪 (AIMT) 方法,用于使用统计形状建模 (SSM) 和光镜进行3D膝盖动力学. 通过多个图像对,AIMT实现了亚毫米和亚度的精度,减少了辐射暴露.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 医疗成像医学成像
- 整形外科 整形外科 整形外科
背景情况:
- 膝盖的3D动力学测量通常涉及显著的辐射暴露.
- 统计形状建模 (SSM) 和基于3D模型的注册提供了减少辐射的潜力.
- 临床交替双平面光学系统可用于动力学评估.
研究的目的:
- 开发和评估使用SSM重建的骨模型进行3D膝关节动力学的体内方法.
- 评估这种方法的准确性和SSM模型准确性对动力学测量的影响.
- 为了减少在膝盖动力学分析期间的辐射暴露.
主要方法:
- 用SSM重建的对象特定的膝盖模型采用了基于插值的交替模型跟踪 (AIMT) 方法.
- 从基于CT的SSM数据库中,使用一对,两对或三对光镜图像重建了特定主体的模型.
- 与基于CT的模型相比,使用平均目标注册误差 (mmTRE) 和平均绝对差异 (MAD) 评估了准确性.
主要成果:
- 平均目标注册错误 (mmTRE) 在两个或三个图像对相比,相对一个图像对显著较低.
- 旋转和转换的平均绝对差异 (MAD) 在多个图像对的情况下显著减少.
- 精确度与两个或三个图像对是可比的,达到亚毫米和亚度精度.
结论:
- 开发的AIMT方法与SSM重建的模型使得精确的3D膝盖动力学测量从光学.
- 使用多个光镜图像对显著提高了精度,并减少了测量误差.
- 这种方法在临床膝关节动力学评估中为减少辐射暴露提供了一个有希望的解决方案.
