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

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 منظورکمی‌سازی این عارضه به کار برده می‌شود. در این مقاله روشی تمام خودکار برای اندازه‌گیری زاویة آلفا با استفاده از داده سه‌بعدی استخوان ران، پیشنهاد شده است. در این روش زاویة آلفا در تمام جهات حول محور سر-گردن اندازه‌گیری 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 سه‌بعدی 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، می‌تواند باعث افزایش سرعت تا حدود 8 برابر و همچنین کاهش دقت به میزان متوسطی حدود 2 درجه شود.