تخمین خودکار و پیوسته زاویه 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 استخوان های ران یا لگن و یا هر دو ایجاد می شود. زمانی که سر استخوان ران، شکل کروی خود را در ناحیه گردن استخوان از دست می دهد، عارضه گیر کردن از نوع بادامکی (cam) ایجاد می شود. زاویه آلفا به منظورکمی‌سازی این عارضه به کار برده می شود. در این مقاله روشی تمام خودکار برای اندازه‌گیری زاویه آلفا با استفاده از داده سه‌بعدی استخوان ران، پیشنهاد شده است. در این روش زاویه 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 پیوسته ای از زاویه آلفا بر حسب میزان چرخش صفحه شعاعی به دست آمد. روش پیشنهاد شده برای 12 داده استخوان ران انسان مربوط به هر دو پای راست و چپ آزمایش شد. داده ها از تصاویر تشدید مغناطیسی (mri) استخوان ران افراد مونث با متوسط سنی حدود 25 و بدون هیچ عارضه استخوانی مشخص، تهیه شدند. نتایج به دست آمده نشان داد که متوسط و انحراف معیار زاویه آلفای محاسبه شده در محدوده قابل انتظار برای این زاویه قرار دارند. در ادامه تاثیر چهار قدرت تفکیک مختلف از داده های 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.