2016 Fiscal Year Annual Research Report
Computer-aided Automated and Quantitative ACL Reconstruction Surgery Optimization based on MR Image Analysis
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26462315
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
小橋 昌司 兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (00332966)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉矢 晋一 兵庫医科大学, 医学部, 教授 (00201070)
中山 寛 兵庫医科大学, 医学部, 助教 (20461056)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 前十字靭帯再建術 / MRI画像 / 正側面疑似単純X線像 / Blumensaat's line / 前内側繊維束 / 後外側繊維束 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
擬似単純X線像上で内・外顆後縁が重なる方向を正側面方向と定義し，顆部後縁を含む短形領域を関心領域として擬似単純X線像上で決定する．骨領域を内・外顆側に分割しそれぞれを任意の回転角だけ回転させた場合に生成された擬似単純X線像上での関心領域の相関係数を最大化する回転角を，正側面方向として最急降下法を用いて決定する．
顆間部領域の擬似単純X 線像からエッジ画像を取得し，ハフ変換により直線検出を行う．Blumensaat's line(BL)は顆間内壁上に存在するため，検出された直線の骨領域内ピクセル値を最小二乗法により直線近似し，傾きの絶対値が最小となる直線をBLとして決定する．
次に，Quadrant法におけるlow 直線をBLと平行で内顆または，外顆後面と重なる直線，deep端をBLが骨外輪郭と近位で交差する点，shallow 端は骨外輪郭と遠位で交差する点として決定する．これを用いて，統計値に基づき，ACLを構成する前内側線維束(AMB)，後外側線維束(PLB)の付着部位置の推定を行う．ここで得られたACL付着部の2 次元座標を3次元の骨領域表面上に写像することでACL付着部の3次元座標を推定する．
提案法を評価するため，SKI10 データセットを使用した．骨領域は大腿骨，大腿骨側軟骨，脛骨，脛骨側軟骨から構成されている．本研究では骨領域ラベルデータを持つ100名よりランダムに選択した10 名の被験者の骨領域ラベルデータの大腿骨部のみを使用した．実験結果より，提案法により3 次元のACL 付着部座標が推定可能であることを確認した．
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