La videoradiografia biplana può quantificare la cinematica della spalla con un alto grado di precisione. Il protocollo qui descritto è stato specificamente progettato per tracciare la scapola, l'omero e le costole durante l'elevazione omerale planare e delinea le procedure per la raccolta, l'elaborazione e l'analisi dei dati. Vengono inoltre descritte considerazioni univoche per la raccolta dei dati.
È richiesta un abbonamento a JoVE per visualizzare questo contenuto. Accedi o inizia la tua prova gratuita.
Articolo metodologico
Misurazione della cinematica della spalla 3D in vivo utilizzando la videoradiografia biplanare
In questo articolo
Sommario
Abstract
La spalla è uno dei sistemi articolari più complessi del corpo umano, con il movimento che si verifica attraverso le azioni coordinate di quattro singole articolazioni, legamenti multipli e circa 20 muscoli. Sfortunatamente, le patologie della spalla (ad esempio, lacrime della cuffia dei rotatori, lussazioni articolari, artrite) sono comuni, con conseguente dolore sostanziale, disabilità e diminuzione della qualità della vita. L'eziologia specifica per molte di queste condizioni patologiche non è completamente compresa, ma è generalmente accettato che la patologia della spalla è spesso associata a un movimento articolare alterato. Sfortunatamente, misurare il movimento della spalla con il livello di precisione necessario per indagare ipotesi basate sul movimento non è banale. Tuttavia, le tecniche di misurazione del movimento basate sulla radiografia hanno fornito il progresso necessario per indagare ipotesi basate sul movimento e fornire una comprensione meccanicistica della funzione della spalla. Pertanto, lo scopo di questo articolo è descrivere gli approcci per misurare il movimento della spalla utilizzando un sistema di videoradiografia biplanare personalizzato. Gli obiettivi specifici di questo articolo sono descrivere i protocolli per acquisire immagini videoradiografiche biplanari del complesso della spalla, acquisire scansioni TC, sviluppare modelli ossei 3D, individuare punti di riferimento anatomici, tracciare la posizione e l'orientamento dell'omero, della scapola e del busto dalle immagini radiografiche biplanari e calcolare le misure di esito cinematico. Inoltre, l'articolo descriverà considerazioni speciali uniche per la spalla quando si misura la cinematica articolare utilizzando questo approccio.
Introduzione
La spalla è uno dei sistemi articolari più complessi del corpo umano, con il movimento che si verifica attraverso le azioni coordinate di quattro singole articolazioni, legamenti multipli e circa 20 muscoli. La spalla ha anche la più grande gamma di movimento delle principali articolazioni del corpo ed è spesso descritta come un compromesso tra mobilità e stabilità. Sfortunatamente, le patologie della spalla sono comuni, con conseguente dolore sostanziale, disabilità e diminuzione della qualità della vita. Ad esempio, le lacrime della cuffia dei rotatori colpiscono circa il 40% della popolazione di età superiore ai 601,2,3 anni, con ....
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Protocollo
Prima della raccolta dei dati, il partecipante ha fornito il consenso informato scritto. L'indagine è stata approvata dall'Institutional Review Board dell'Henry Ford Health System.
I protocolli per l'acquisizione, l'elaborazione e l'analisi dei dati di movimento radiografico biplano dipendono fortemente dai sistemi di imaging, dal software di elaborazione dei dati e dalle misure di risultato di interesse. Il seguente protocollo è stato specificamente progettato per tracciare la scapola, l'omero e la terza e la quarta costola durante l'abduzione del piano scapolare o coronale e per quantificare la cinematica gleno-oculea, scapolotoracica e o....
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Risultati
Una femmina asintomatica di 52 anni (BMI = 23,6 kg/m2) è stata reclutata nell'ambito di una precedente indagine ed è stata sottoposta a test di movimento (rapimento del piano coronale) sulla sua spalla dominante (destra)65. Prima della raccolta dei dati, il partecipante ha fornito il consenso informato scritto. L'indagine è stata approvata dall'Institutional Review Board dell'Henry Ford Health System. La raccolta dei dati è stata eseguita utilizzando il protocollo precedentemente descri.......
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Discussione
La tecnica qui descritta supera diversi svantaggi associati alle tecniche convenzionali per valutare il movimento della spalla (ad esempio, simulazioni cadaveriche, imaging 2D, imaging 3D statico, sistemi di motion capture basati su video, sensori indossabili, ecc.) fornendo misure accurate del movimento articolare 3D durante le attività dinamiche. L'accuratezza del protocollo qui descritto è stata stabilita per l'articolazione gleno-omerale rispetto al gold standard dell'analisi radiostereometrica (RSA) da ±0,5° e ±0,4 .......
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Dichiarazioni
Gli autori non hanno conflitti di interesse.
Ringraziamenti
La ricerca riportata in questa pubblicazione è stata supportata dal National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases con il numero di premio R01AR051912. Il contenuto è di esclusiva responsabilità degli autori e non rappresenta necessariamente le opinioni ufficiali del National Institutes of Health (NIH).
....Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Cubo di calibrazione | Costruito internamente | N/A Scatola | lucite da 10 cm con una perlina di tantalio in ogni angolo e quattro perline aggiuntive a metà della scatola' s bordi verticali (12 perline in totale). Le posizioni di ogni perlina sono note con precisione rispetto a un angolo della scatola che funge da origine del sistema di coordinate del laboratorio. |
| Griglia di correzione della distorsione Foglio | N/A | costruito internamente | che copre l'intera superficie dell'intensificatore di immagine da 16 pollici e contiene una matrice ortogonale di perline di tantalio distanziate di 1 cm. |
| ImageJ | National Institutes of Health | N/A Software | di elaborazione delle immagini utilizzato per preparare la pila TIFF dei volumi ossei. |
| Un | banco di lavoro di software personalizzato utilizzato per digitalizzare punti di riferimento anatomici su modelli ossei 3D, costruisce sistemi di coordinate anatomiche, utilizza la registrazione delle immagini basata sull'intensità per eseguire il tracciamento senza marcatori e calcola e visualizza le misure dei risultati cinematici. | ||
| MATLAB | Mathworks, Inc | N/A Software | di programmazione per computer. Per eseguire l'elaborazione e l'analisi dei dati. |
| Mimics (versione 20) | Materialise, Inc | N/A | Software di elaborazione delle immagini utilizzato per segmentare omero, scapola e costole dalla scansione TC. |
| Open Inventor | Thermo Fisher Scientific | N/A | Programma di grafica 3D utilizzato per visualizzare le ossa |
| Software Phantom Camera Control (PCC) (versione 3.4) | N/A | Software per specificare i parametri della telecamera e acquisire e salvare immagini radiografiche | |
| Generatore di impulsi (Modello 9514) | Quantum Composers, Inc. | N/A | Sincronizza i sistemi a raggi X e la telecamera e specifica il tempo di esposizione |
| Due generatori di raggi X pulsati da 100 kW (modello CPX 3100CV) | EMD Technologies | N/A | Genera i raggi X utilizzati per produrre immagini radiografiche |
| Due intensificatori di immagine da 40 cm (modello P9447H110) | North American Imaging | N/A | Converte i raggi X in fotoni per produrre immagini visibili |
| Due telecamere Phantom VEO 340 | Vision Research | N/A Le | telecamere ad alta velocità registrano l'immagine visibile creata dal sistema a raggi X |
Riferimenti
- Milgrom, C., Schaffler, M., Gilbert, S., van Holsbeeck, M. Rotator-cuff changes in asymptomatic adults. The effect of age, hand dominance and gender. Journal of Bone and Joint Surgery (British volume). 77 (2), 296-298 (1995).
- Kim, H. M., et al.
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Ristampe e permessi
