一个用于3D超声波和附带带力学的基平台,以验证3D光斑跟踪的有效性

科学领域:

• 生物力学 生物力学
• 医疗成像医学成像
• 整形外科手术 整形外科手术

背景情况:

• 通过3D超声波评估中间和侧侧侧侧带应变对于膝盖关节整形术至关重要,但由于带的复杂性和有限的验证工具,它面临着挑战.
• 开发强大的菌株追踪算法需要一个受控的环境与地面真相数据,这是目前缺乏.

研究的目的:

• 开发和验证使用3D超声波量化带应变的in silico框架.
• 为优化和验证基于超声波的膝关节带应变跟踪技术创建一个平台.

主要方法:

• 与合成体积超声波图像 (Field II) 结合的带变形的有限元模拟.
• 开发了一种特定于带的3D斑点跟踪管道,用于位移和应变张量计算.
• 在模拟的尸体膝盖样本上使用皮尔森相关性,RMSE和Bland-Altman分析验证了对有限元素基准真理的框架.

主要成果:

• 拟议方法与有限元基底真相之间具有很高的一致性,适用于中间 (PCC ≈ 0.99) 和侧边附带带 (PCC ≈ 0.94-0.99).
• 最大主要菌株的根平均平方误差为0.276±0.323 (MCL) 和0.421±0.344 (LCL).
• 布兰德-阿尔特曼分析揭示了最小的偏差,在压缩下,侧侧带的协议范围更广.

结论:

• 在形框架准确地从3D超声数据量化带菌株.
• 该平台提供了一个可控的环境,用于开发和对膝关节带的3D超声波斑点跟踪方法进行基准测试.
• 能够进行标准化评估,并支持对3D超声波应变映射进行翻译,用于膝关节关节整形手术的手术内和纵向评估.