| 講演名 | 2006-01-28 膝運動解析予測による3D/4D位置合わせ手法を用いたTKA術後膝動態解析システム(関節, 医用画像一般) 友定 俊彦, 小橋 昌司, 柴沼 均, 高野 恭寿, 村中 昭雄, 近藤 克哉, 山口 基, 村津 裕嗣, 畑 豊, 吉矢 晋一, 黒坂 昌弘, |
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| 抄録(和) | 人工膝関節置換手術後, 生体内の人工膝関節の動作機能評価を目的に, 従来X線透視動画像と3次元形状データを用いた2D/3D位置合わせ手法が提案されてきた.しかし, 多くの手法は膝の動作機能を考慮せず, 前フレームの推定パラメータを次フレームの初期パラメータとして解析を行っているため, 推定結果がばらついたり推定誤差が蓄積したりする問題があった.そこで本研究では, 処理するフレームの順番や膝の動作機能を考慮した3D/4D位置合わせ手法を提案する.提案手法では, キーフレームという概念を導入し, 解析を行うフレームを優先度により選択する.また, 推定値の推移が滑らかになるように制約条件を加える.精度評価を行うため, 本提案手法をシミュレーション動画像, ファントム動画像, 術後被験者の動画像に適用した結果, 従来法と比較して推定結果のばらつきは低減し, シミュレーション動画像では平均推定誤差0.037degで解析できることを確認した. |
| 抄録(英) | 2D/3D registration techniques using X-ray fluoroscopy video image and 3-D geometric model of knee implants are widely used for evaluating knee kinematics after the total knee Arthroplasty (TKA). Although some researchers have studied on computer-aided system to evaluate knee kinematics, they analyze the kinematics using estimated parameters at the previous frame without consideration of knee motion. Therefore, there are problems that the estimation result has variation and the estimation error is accumulated. This paper proposes a 3D/4D registration technique for evaluating kinematics of the knee implant with consideration of the order of registration and the knee kinematics. Our method introduces the concept of a key frame. In addition, in order to reduce the variation of estimated result, we add a constraint to conventional method. To evaluate the accuracy of proposed method, the method was applied to simulation images, phantom images and images of subjects. These results showed that the proposed method was effective to reduce variation of estimated results in comparison with the conventional method. In simulation experiment, we confirmed that our method estimated the angles within the average error of 0.037 deg. |
| キーワード(和) | X線透視動画像 / 人工膝関節 / 3次元形状データ / 3D/4D位置合わせ手法 |
| キーワード(英) | X-ray Fluoroscopy Video Image / Knee Implant / Three-dimensional Geometric Model / 3D/4D Registration |
| 資料番号 | MI2005-147 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | MI |
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| 開催期間 | 2006/1/21(から1日開催) |
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| テーマ（和） | |
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| 委員長氏名（和） | |
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| 幹事氏名（和） | |
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| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Medical Imaging (MI) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 膝運動解析予測による3D/4D位置合わせ手法を用いたTKA術後膝動態解析システム(関節, 医用画像一般) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Knee Kinematics Analyzing System after TKA by 3D/4D Registration Technique with Predicting Knee Motion |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | X線透視動画像 / X-ray Fluoroscopy Video Image |
| キーワード(2)（和/英） | 人工膝関節 / Knee Implant |
| キーワード(3)（和/英） | 3次元形状データ / Three-dimensional Geometric Model |
| キーワード(4)（和/英） | 3D/4D位置合わせ手法 / 3D/4D Registration |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 友定 俊彦 / Toshihiko TOMOSADA |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 兵庫県立大学大学院工学研究科 Graduate School of Engineering, University of Hyogo |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 小橋 昌司 / Syoji KOBASHI |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 兵庫県立大学大学院工学研究科 Graduate School of Engineering, University of Hyogo |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 柴沼 均 / Nao SHIBANUMA |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 神戸大学大学院医学系研究科 Graduate School of Medicine, Kobe University |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 高野 恭寿 / Yasuju TAKANO |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 日本メディカルマテリアル株式会社 Japan Medical Materials Corporation |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 村中 昭雄 / Akio MURANAKA |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 日本メディカルマテリアル株式会社 Japan Medical Materials Corporation |
| 第 6 著者 氏名（和/英） | 近藤 克哉 / Katsuya KONDO |
| 第 6 著者 所属（和/英） | 兵庫県立大学大学院工学研究科 Graduate School of Engineering, University of Hyogo |
| 第 7 著者 氏名（和/英） | 山口 基 / Motoi YAMAGUCHI |
| 第 7 著者 所属（和/英） | 神戸大学大学院医学系研究科 Graduate School of Medicine, Kobe University |
| 第 8 著者 氏名（和/英） | 村津 裕嗣 / Hirotsugu MURATSU |
| 第 8 著者 所属（和/英） | 神戸大学大学院医学系研究科 Graduate School of Medicine, Kobe University |
| 第 9 著者 氏名（和/英） | 畑 豊 / Yutaka HATA |
| 第 9 著者 所属（和/英） | 兵庫県立大学大学院工学研究科 Graduate School of Engineering, University of Hyogo |
| 第 10 著者 氏名（和/英） | 吉矢 晋一 / Shinichi YOSHIYA |
| 第 10 著者 所属（和/英） | 兵庫医科大学 Hyogo College of Medicine |
| 第 11 著者 氏名（和/英） | 黒坂 昌弘 / Masahiro KUROSAKA |
| 第 11 著者 所属（和/英） | 神戸大学大学院医学系研究科 Graduate School of Medicine, Kobe University |
| 発表年月日 | 2006-01-28 |
| 資料番号 | MI2005-147 |
| 巻番号（vol） | vol.105 |
| 号番号（no） | 580 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 4 |
| 発行日 | |