تخمین خودکار و پیوستة زاویة آلفا در استخوان ران انسان به کمک تحلیل مدل سه بعدی

ایمپینجمنت یا گیر کردن مفصل ران یکی از دلایل اصلی ایجاد آرتروز زود هنگام در مفصل ران است. این عارضه با تغییر شکل یکی از استخوان­های ران یا لگن و یا هر دو ایجاد می­شود. زمانی که سر استخوان ران، شکل کروی خود را در ناحیه گردن استخوان از دست می­دهد، عارضة گیر کردن از نوع بادامکی (cam) ایجاد می­شود. زاویة آلفا به منظورکمی سازی این عارضه به کار برده می­شود. در این مقاله روشی تمام خودکار برای اندازه گیری زاویة آلفا با استفاده از داده سه بعدی استخوان ران، پیشنهاد شده است. در این روش زاویة آلفا در تمام جهات حول محور سر-گردن اندازه گیری شده است. برای این منظور از صفحات شعاعی با محور مشترک سر-گردن استخوان ران استفاده شد که در نهایت منحنی پیوسته­ای از زاویة آلفا بر حسب میزان چرخش صفحة شعاعی به دست آمد. روش پیشنهاد شده برای 12 داده استخوان ران انسان مربوط به هر دو پای راست و چپ آزمایش شد. داده­ها از تصاویر تشدید مغناطیسی (mri) استخوان ران افراد مؤنث با متوسط سنی حدود 25 و بدون هیچ عارضه استخوانی مشخص، تهیه شدند. نتایج به دست آمده نشان داد که متوسط و انحراف معیار زاویة آلفای محاسبه شده در محدوده قابل انتظار برای این زاویه قرار دارند. در ادامه تأثیر چهار قدرت تفکیک مختلف از داده­های سه بعدی بر نتایج استخراج شده از روش پیشنهادی از منظر دقت و سرعت بررسی شدند. این بررسی نشان داد که کاهش قدرت تفکیک به میزان 64 برابر، می تواند باعث افزایش سرعت تا حدود 8 برابر و همچنین کاهش دقت به میزان متوسطی حدود 2 درجه شود.