두 장의 엑스레이로부터3차원 대퇴골 복원

윤기범1 박문석2 이제희1

서울대학교 운동연구실1

분당서울대학교병원 정형외과2

수술

환자 관측

연구의 배경

경험적 예측 시뮬레이션 가이드

맞춤형 근골격 모델 생성 수술 후 보행 시뮬레이션

왜 CT대신 X-ray를 써야 하는가?

응용 분야: 대퇴골두 회전 교정

대퇴골두 회전 측정

Statistical shape model

CT 데이터에 템플릿 메쉬를registration

1790개의 정점을 가진 같은 구조의메쉬 = 1790*3 차원 벡터

54명의 대퇴골에 PCA를 수행하여10개의 주성분을 사용

통계적 변형

1st 축 : Femoral Neck Shaft Angle 대응

2nd 축: Femoral Anteversion 대응

-3σ +3σ

-3σ +3σ

PCA 사용한 데이터Gender(male/female) 36/18

Age(year) 9.9 6.5

Femoral Neck Angle(degree) 133.7 5.4

Femoral Anteversion (degree) 35.1 12.1

Femoral bowing(degree) 7.6 2.2

Neck length(mm) 41.4 3.8

Calibrated Stereo X-ray Usual monoplane X-ray

사용자 입력

Camera + shape co-optimization

Camera Transform

•

• J: Camera Joint Rotation (3dof)• s: Image scale(1dof)• M: Initial Rotation - 정면 -> Identity , 측면 -> Ry(90도)• x,y: 대퇴 골두의 중심좌표

50개 femur anteversion angle 에러 분포

각도에러

앞으로 할 일

• 오류의 원인이 되는 부분을 더 많은 가중치로 최적화

• Neck 부분에 좀 더 variation이 있는 data 추가

Thank You

평균 각도차

0

1

2

3

4

2 ray sum 1 ray sum 2 Real Xray