Correspondencia de datos multimodales para el análisis 4D de la columna vertebral con escoliosis idiopática adolescente
Autores: Comte, Nicolas; Pujades, Sergi; Courvoisier, Aurélien; Daniel, Olivier; Franco, Jean-Sébastien; Faure, François; Boyer, Edmond
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Correspondencia de datos multimodales para el análisis 4D de la columna vertebral con escoliosis idiopática adolescente
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Escoliosis
Columna vertebral
Captura de movimiento
Avatares cinemáticos
Personalizado
Gemelo digital
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 38
Citaciones: Sin citaciones
La escoliosis idiopática adolescente es una deformidad espinal tridimensional que evoluciona durante la adolescencia. Combinado con adquisiciones estáticas de rayos X 3D, enfoques novedosos utilizando captura de movimiento permiten el análisis de la dinámica del paciente. Sin embargo, hasta la fecha, no pueden proporcionar un análisis interno de la columna en movimiento. En este estudio, investigamos el uso de avatares cinemáticos personalizados, creados con observaciones de la forma externa (piel) y interna (columna 3D) para inferir la dinámica anatómica real de la columna cuando es impulsada por marcadores de captura de movimiento. Con ese fin, proponemos un enfoque para crear un gemelo digital específico del sujeto a partir de datos multimodales, es decir, un escaneo de superficie de la espalda del paciente y una reconstrucción de la columna 3D (EOS). Utilizamos marcadores radio-opacos para registrar las observaciones internas y externas. En relación con el trabajo anterior, nuestro método no depende de una palpación precisa para la colocación de los marcadores. Presentamos los resultados preliminares en dos casos, para los cuales adquirimos un segundo rayo X biplanar en posición de flexión. Nuestro modelo puede inferir el movimiento de la columna a partir de marcadores de mocap con una precisión por debajo de 1 cm en cada eje anatómico y cerca de 5 grados en orientaciones.
Descripción
La escoliosis idiopática adolescente es una deformidad espinal tridimensional que evoluciona durante la adolescencia. Combinado con adquisiciones estáticas de rayos X 3D, enfoques novedosos utilizando captura de movimiento permiten el análisis de la dinámica del paciente. Sin embargo, hasta la fecha, no pueden proporcionar un análisis interno de la columna en movimiento. En este estudio, investigamos el uso de avatares cinemáticos personalizados, creados con observaciones de la forma externa (piel) y interna (columna 3D) para inferir la dinámica anatómica real de la columna cuando es impulsada por marcadores de captura de movimiento. Con ese fin, proponemos un enfoque para crear un gemelo digital específico del sujeto a partir de datos multimodales, es decir, un escaneo de superficie de la espalda del paciente y una reconstrucción de la columna 3D (EOS). Utilizamos marcadores radio-opacos para registrar las observaciones internas y externas. En relación con el trabajo anterior, nuestro método no depende de una palpación precisa para la colocación de los marcadores. Presentamos los resultados preliminares en dos casos, para los cuales adquirimos un segundo rayo X biplanar en posición de flexión. Nuestro modelo puede inferir el movimiento de la columna a partir de marcadores de mocap con una precisión por debajo de 1 cm en cada eje anatómico y cerca de 5 grados en orientaciones.