Az emberi gerinc csigolyatest diagnosztikai célú modellezése
A gerinccsigolya kompressziós törése egyre gyakrabban előforduló betegség a fokozatosan öregedő európai társadalmakban, mivel az idős emberek nagy számban szenvednek a csontok elgyengülését előidéző csontritkulásban, amely növeli a csigolyatest sérülésének rizikóját. Több eljárás létezik a törött csigolyák kezelésére, melyek finomítása folyamatosan napirenden van. A különböző kezelések kvantitatív összehasonlításához szükség van a csigolya, ill. a csigolyatest pontos geometriai modelljére. A beavatkozások eredményének elemzésén felül egy adott beteg csigolyájának geometriai modellje akár közvetlenül felhasználható a diagnosztika és a beavatkozás javítására. Egy pontos modell lehetőséget ad a csigolya komplex paramétereinek mérésére, amely nehéz, ill. esetenként nem lehetséges a hagyományos orvosi képmegjelenítő rendszerekben. Egy megfelelően definiált geometriai modell megkönnyítheti, ill. lehetőséget adhat egyszerű távolság és szögmérések automatikus végrehajtására.
A bemutatott kutatás célja, egy olyan geometriai modell definiálása, amely egyszerűen összeregisztrálható egy orvosi képalkotó módszerrel (pl.: CT) készített képpel és megfelel a klinikai követelményeknek. Munkánk eredményeként olyan geometriai modell született, amely alkalmas az összes gerinccsigolya modellezésére a nyaki 1-es csigolyától az ágyéki 5-ös csigolyáig és segítségével számos elemzési és diagnosztikai feladat könnyen elvégezhető. Az egyszerű felhasználás érdekében a modell megadása az orvosi képen szereplő csigolyatest két zárólemezén meghatározott anatómia pontok kijelölésével történik. A kihívást a geometriai modell definiálása, valamint a minimálisan szükséges anatómiai pontok számának meghatározása jelentette. Ezek mennyiségének növelésével a modell pontossága javítható, cserébe viszont a pontok kijelölése válik időigényes folyamattá. A későbbi feldolgozási lépések leegyszerűsítése érdekében, a geometriai modell egy standardizált reprezentációját vezettük be. A modell és a feldolgozási folyamat verifikálása egészséges gerinc ágyéki szakaszának modellezésével történt.
A dolgozat első fejezetében a csigolya modellezésében és a hozzá kapcsolódó képfeldolgozási módszerekben közelmúltban született eredmények kerülnek bemutatásra. Számos kutatás folyt ezen a területen, de egyik sem definiált egy általánosan alkalmazható geometriai modellt. A kutatások többnyire kis számú csigolyán kerültek megvalósításra, ill. a modellezésre használt környezet számos esetben limitációkat jelentett. A második fejezetben a csigolyatest geometriai modellje, és annak különböző verzióinak ismertetése szerepel, amely finomhangolása iteratív lépéseken keresztül került megvalósításra. Agilis kutatási módszert alkalmaztunk, ahol az orvosokkal folytatott gyakori konzultáció alapján történtek változtatások a modellen. A következő fejezet kitér a modell verifikációjára és a pontosságának kvantitatív meghatározására, továbbá ebben a fejezetben kerülnek ismertetésre az elért klinikai eredmények, ill. azok értékelése. A dolgozatot a kutatás eredményeinek összefoglalója, ill. a lehetséges további kutatási lépések zárják.
szerző
-
Bazsó Sándor
Egészségügyi mérnök szak, mesterképzés
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Dr. Benyó Balázs
egyetemi tanár, Irányítástechnika és Informatika Tanszék -
Dr. Szlávecz Ákos
egyetemi docens, Irányítástechnika és Informatika Tanszék -
Dr. Viola Árpád
osztályvezető főorvos, Irányítástechnika és Informatika Tanszék