对两个患者特定的建模管道进行比较验证,用于预测平行行走时的膝关节力量
Domitille Princelle1, Giorgio Davico1, Marco Viceconti1
1Medical Technology Lab, IRCCS Istituto Ortopedico Rizzoli, Bologna, Italy; Department of Industrial Engineering, Alma Mater Studiorum - University of Bologna, Italy.
Journal of biomechanics
|September 2, 2023
概括
使用STAPLE和nmsBuilder的新半自动化管道快速创建个性化的肌肉骨模型. 这些模型显示了与既定方法相比的联合接触力,大大缩短了临床应用的开发时间.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 医疗成像医学成像
- 计算建模 计算建模
背景情况:
- 个性化肌肉骨模型有助于临床决策,但由于复杂的计算需求和漫长的开发时间而面临采用障碍.
- 像STAPLE这样的新型工具箱旨在简化和加速创建针对患者的下肢模型.
研究的目的:
- 为了比较使用已建立的INSIGNEO管道开发的肌肉骨模型的联合接触力预测的准确性,与结合STAPLE和nmsBuilder的半自动管道进行比较.
- 评估半自动化管道的时间效率,以生成个性化的肌肉骨模型.
主要方法:
- 基于图像的肌肉骨下肢模型的开发,使用两个不同的管道:INSIGNEO管道和半自动管道 (STAPLE + nmsBuilder).
- 两条管道之间的预测关节动力学,动力学和膝关节关节接触力总量的比较.
- 与实验植入物数据对模型准确性的验证.
主要成果:
- 两条管道都产生了相似的膝关节关节接触力概况和平均值,与实验数据的一致度中等.
- 与INSIGNEO管道 (160分钟) 相比,基于STAPLE的管道显著减少了模型开发时间 (60分钟).
- 在管道之间观察到统计学上显著的差异,尽管接触力预测的总体相似性.
结论:
- 半自动化的STAPLE和nmsBuilder管道为创建个性化的肌肉骨模型提供了一种节省时间的替代方案.
- 生成的模型在预测膝关节接触力方面表现出相似的准确性,支持其潜在的临床实用性.
- 减少开发时间对于将个性化肌肉骨建模纳入时间敏感的临床实践至关重要.
