التصوير الشعاعي بالفيديو ثنائي المستوى لدراسة الرسغ والمفاصل الزندية الراديوية البعيدة

التصوير الشعاعي بالفيديو ثنائي المستوى (BVR) هو تقنية تصوير متقدمة لفهم الحركة ثلاثية الأبعاد لعظام الهيكل العظمي والغرسات. من خلال الجمع بين أحجام الصور القائمة على الكثافة والصور الشعاعية بالفيديو للطرف العلوي البعيد ، يتم استخدام BVR لدراسة الحركة في الجسم الحي للمعصم والمفصل الزندي الراديوي البعيد ، بالإضافة إلى تقويم مفصل المفاصل.

يعد القياس الدقيق لحركية الهيكل العظمي في الجسم الحي أمرا ضروريا لفهم وظيفة المفصل الطبيعية ، وتأثير علم الأمراض ، وتطور المرض ، وآثار العلاجات. قدمت أنظمة القياس التي تستخدم علامات سطح الجلد لاستنتاج حركة الهيكل العظمي نظرة ثاقبة مهمة للحركية الطبيعية والمرضية ، ومع ذلك ، لا يمكن تحقيق مفصل دقيق باستخدام هذه الأنظمة ، خاصة أثناء الأنشطة الديناميكية. في العقدين الماضيين ، مكنت أنظمة التصوير الشعاعي بالفيديو ثنائية المستوى (BVR) العديد من الباحثين من دراسة حركية الهيكل العظمي للمفاصل بشكل مباشر أثناء أنشطة الحياة اليومية. لتنفيذ أنظمة BVR للطرف العلوي البعيد ، يتم الحصول على الصور الشعاعية بالفيديو لنصف القطر البعيد واليد من مصدرين معايرين للأشعة السينية بينما يقوم الشخص بمهمة معينة. يتم حساب مواضع الجسم الصلب ثلاثية الأبعاد (3D) من الصور الشعاعية بالفيديو عبر تسجيلات أفضل ملاءمة لإسقاطات النموذج ثلاثي الأبعاد إلى كل عرض BVR. النماذج ثلاثية الأبعاد عبارة عن أحجام صور قائمة على الكثافة للعظم المحدد المستمدة من بيانات التصوير المقطعي المحوسب المكتسبة بشكل مستقل. باستخدام وحدات معالج الرسومات وأنظمة الحوسبة عالية الأداء ، يظهر نهج التتبع القائم على النموذج هذا سريعا ودقيقا في تقييم الميكانيكا الحيوية للمعصم والمفاصل الزندية الراديوية البعيدة. في هذه الدراسة ، قمنا أولا بتلخيص الدراسات السابقة التي أثبتت اتفاق BVR دون المليمتري والدرجة الفرعية مع نظام التقاط الحركة البصرية في المختبر في تقييم حركية المعصم والمفصل الزندي الإشعاعي البعيد. علاوة على ذلك ، استخدمنا BVR لحساب سلوك مركز دوران مفصل الرسغ ، لتقييم نمط المفصل لمكونات الغرسة على بعضها البعض ، ولتقييم التغيير الديناميكي للتباين الزندي أثناء ضخ الساعد. في المستقبل ، يمكن التقاط عظام الرسغ بمزيد من التفصيل مع إضافة أجهزة الكشف عن الأشعة السينية ذات اللوحة المسطحة ، أو المزيد من مصادر الأشعة السينية (أي التصوير الشعاعي بالفيديو متعدد المستويات) ، أو خوارزميات الرؤية الحاسوبية المتقدمة.

يعد القياس الدقيق لحركية الهيكل العظمي في الجسم الحي ضروريا لفهم وظيفة المفاصل السليمة والبديلة ، وتأثير علم الأمراض ، وتطور المرض ، وآثار العلاجات. يعد تحديد حركية الهيكل العظمي بشكل غير جراحي على سطح المفصل (التهاب المفاصل) أمرا بالغ الأهمية لفهم أمراض المفاصل وأمراضها ، مثل هشاشة العظام ، ولكنه يمثل تحديا تقنيا. في السابق ، قدمت التقنيات التي تستخدم علامات سطح الجلد لاستنتاج حركة الهيكل العظمي نظرة ثاقبة مهمة حول الحركية الصحية والمرضية. ومع ذلك ، لا يمكن تحقيق علم المفاصل الدقيق باستخدام هذه التقنيات ، خاصة أثناء الأنشطة الديناميكية مثل أنشطة الحياة اليومية. هذه الأنظمة البصرية محدودة بطبيعتها في الدقة بسبب حركة الجلد بالنسبة للعظام الأساسية ، وهي المصدر الرئيسي للخطأ في تحليل الحركة البشرية^1،2.

الطرق الحديثة الحالية لقياس حركية الهيكل العظمي ثلاثي الأبعاد (3D) هي التتبع المستند إلى الصور ، وهي التصوير الشعاعي بالفيديو ثنائي السطح (BVR) ³ والتصوير المقطعي المحوسب التسلسلي (CT) الأحجام⁴ والتصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) ⁵. على الرغم من أن التقنيات العادية القائمة على التصوير المقطعي المحوسب والتصوير بالرنين المغناطيسي ثلاثية الأبعاد دقيقة للغاية ويمكن الوصول إليها في العديد من المستشفيات في جميع أنحاء العالم ، إلا أنها غير قادرة على قياس الحركة الديناميكية للمفاصل. تم تطوير تقنيات التصوير مثل المسح المقطعي المحوسب^{4D 6} والتصوير بالرنين المغناطيسي^{الديناميكي 7} في السنوات الأخيرة لحل هذا القصور. ومع ذلك ، فإن هذه الطرق إما تعرض المرضى لجرعة إشعاعية عالية أو تعاني من دقة زمنية منخفضة.

من خلال الجمع بين خوارزميات الرؤية الحاسوبية الجديدة وأنظمة الأشعة السينية التقليدية ، ثبت أن BVR دقيق للمفاصل المتعددة في والبشر. تم حلها إما باستخدام خوارزميات التتبع المستندة إلى العلامة أو المستندة إلى النموذج. تتعقب الأساليب القائمة على العلامات حبات التنتالوم التي يتم إدخالها في العظام أو الأنسجة الرخوة وهي مثالية للاختبار على وفي المختبر. ومع ذلك ، فهي غازية باهظة للأبحاث البشرية في الجسم الحي . لحسن الحظ ، توفر التحسينات في خوارزميات التتبع المستندة إلى النموذج بديلا قابلا للتطبيق. تتضمن مناهج تتبع BVR المستندة إلى النموذج في البشر إعداد مجموعات الصور الحجمية المكتسبة بواسطة التصوير المقطعي المحوسب أو التصوير بالرنين المغناطيسي في وضع ثابت والتقاط حركات الاهتمامات في مجال رؤية اثنين من الأشعة السينية. تقوم معظم تطبيقات التتبع المستندة إلى النموذج بعد ذلك بإنشاء صور شعاعية معاد بناؤها رقميا (DRR) للعظم أو الغرسة من صور التصوير المقطعي المحوسب أو التصوير بالرنين المغناطيسي الثابت ومطابقتها مع الصور الشعاعية بالفيديو المحسنة بالميزات باستخدام المقاييس التي توضح التشابه بين DRRs والصور الشعاعية بالفيديو⁸. تسمى هذه العملية "تتبع" العظم أو الزرع.

متغيرات الإخراج الأساسية لتتبع العظام أو الغرسات هي حركية الجسم الصلبة ، والتي يمكن من خلالها حساب حركية المفاصل ، واستطالة الأربطة^9،10 ، وتباعد المفاصل كبديل لسمك الغضروف¹¹ ، والتلامس المشترك^12،13 ، والمؤشرات الحيوية الأخرى. في الآونة الأخيرة ، قمنا بتوثيق دقة تتبع BVR المستند إلى النموذج في حساب الميكانيكا الحيوية للمعصم ، وتقويم مفصل الرسغ الكلي (TWA) ، والمفصل الزندي الإشعاعي البعيد (DRUJ) ^14،15. في القسم التالي ، يتم تقديم بروتوكول مفصل لهذه الطريقة التي تم التحقق من صحتها لدراسة حركة الرسغ الهيكلي وتقويم مفصل الرسغ الكلي والمفصل الزندي الإشعاعي البعيد أثناء المهام المختلفة. نقوم بتقسيم أحجام الصور القائمة على الكثافة للعظام والغرسات من أحجام صور التصوير المقطعي المحوسب ، وتتبع أحجام الصور الجزئية هذه داخل الصور الشعاعية بالفيديو ، وتحديد النتائج مثل مركز الدوران ونمط التلامس والتباين الزندي لإثبات نقاط القوة والقيود في هذه الطريقة.

تمت الموافقة على هذه الدراسة من قبل مجلس المراجعة المؤسسية (IRB) لمستشفى Lifespan - Rhode Island ، وهو IRB معتمد من AAHRPP. قدم ما مجموعه 16 مريضا موافقة مستنيرة موقعة وفقا للإرشادات المؤسسية.

1. الحصول على البيانات

1. التصوير المقطعي المحوسب (CT)
   1. تحضير العينات أو الموضوعات للتصوير المقطعي المحوسب.
      ملاحظة: لتقييم الدقة^{، تم استخدام 14،15} ، 6 ساعدين سليمين من أربع عينات من الجثث السليمة (70.5 ± 12.3 سنة ، 4 حقوق ، 2 أنثى) و 1 ساعد (49 عاما ، يمين ، أنثى) مع تقويم مفصل الرسغ الكلي. بالنسبة للدراسة في الجسم الحي ¹⁶ ، تم تسجيل 10 متطوعين يتمتعون بمعصمين سليمين (57.0 ± 5.2 سنوات ، وثماني إناث ، وتسع معصمين مهيمنين) ، و 6 مرضى (74.7 ± 5.6 سنوات ، امرأتان ، اثنتان يمينتان ، أربعة معصمين مهيمنين) خضعوا لتقويم مفصل الرسغ الكلي.
   2. لتصوير كل موضوع⁴ ، احصل على فحص بالأشعة المقطعية للساعد البعيد بقطر جمع بيانات 25 سم وأعد بناؤه بمجال رؤية 20 سم باستخدام خوارزمية الالتفاف Bone Plus باستخدام ماسح التصوير المقطعي المحوسب السريري المكون من 16 شريحة. استخدم إعدادات الأنبوب 80 كيلو فولت و 80 مللي أمبير. الحد من تعرض الساعد إلى حوالي 7 سم قريب من سطح نصف القطر البعيد إلى الكتائب البعيدة.
      ملاحظة: في هذه الدراسة ، كانت أبعاد فوكسل للصورة 0.39 × 0.39 مم² في المستوى العرضي للساعد ، و 0.625 مم على طول المحور الطويل للساعد.
   3. نقل صور التصوير المقطعي المحوسب المكتسبة إلى كمبيوتر المختبر باستخدام بروتوكول معتمد من HIPPA بتنسيق التصوير الرقمي والاتصالات في الطب (DICOM).
2. التصوير الشعاعي بالفيديو ثنائي المستوى (BVR)
   1. الإعداد التجريبي (الشكل 1). لتمكين قطر مجال الرؤية القادر على التقاط نصف القطر البعيد ، والزند البعيد ، وعظام الرسغ ، والمشط بالإضافة إلى منظور لتقليل الانسداد العظمي في أوضاع الرسغ المختلفة ، ضع مكثفات الصورة (IIs) أسفل الساعدين ، واضبط الزاوية بينهما عند 110 درجة (مصادر الأشعة السينية موجهة لأسفل إلى IIs المقابلة باتجاه 55 درجة بالنسبة للأرض).
      1. قم بإنشاء الأشعة السينية في الوضع المستمر مع إعداد تعريض يتراوح بين 65 إلى 75 كيلو فولت ، اعتمادا على رؤية العظام / الغرسة ، و 80 مللي أمبير. اضبط المسافات من المصدر إلى الصورة لكل من أزواج الأشعة السينية II عند 130 سم تقريبا، والمسافات من المصدر إلى اليد عند 90 سم.
         ملاحظة: في هذه الدراسة ، ارتدى الأشخاص مئزرا واقيا من الرصاص بالأشعة السينية ، وغطاء رقبة لدرع الياقة الغدة الدرقية ، ومقياس جرعات رقمي في المختبر. كان جميع الباحثين يقفون خلف زجاج واقي من الرصاص أثناء التجربة.
      2. ضع حامل أو هيكل مشابه بين IIs ، واستخدمه لوضع العناصر (على سبيل المثال ، مقبض الباب ، المطرقة ، الإبريق) للأشخاص.

الشكل 1. الإعداد التجريبي. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

2. شبكة عدم التشويه (الشكل 2 أ). نظرا لأن المجالات الكهرومغناطيسية الخارجية تؤثر على سلوك حزم الأشعة السينية (أي مسارات الإلكترون) ، فإن الصور الشعاعية تعاني من وسادة غير خطية وتشوهات على شكل حرف^{S 17}. لإزالة هذه التشوهات ، استخدم صورة لقطعة مسطحة من الصفائح المعدنية المثقبة بدقة (أي شبكة غير مشوهة)^18،19. ضع شبكات غير مشوهة على IIs والتقط صورها قبل وبعد بيانات التصوير الشعاعي بالفيديو. احفظ هذه الصور كصور TIFF 8 بت لكل من مصادر الأشعة السينية.
3. المعايرة (الشكل 2 ب). تعد معايرة مصادر الأشعة السينية ضرورية لحساب الإحداثيات ثلاثية الأبعاد للأجسام (العظام أو الغرسات)²⁰. استخدم صورا لكائن ثلاثي الأبعاد بهندسة معروفة ، والذي يحتوي على كرات راديو غير شفافة متباعدة بانتظام ، لتوليد علاقة بين موقع مصدر الأشعة السينية واتجاهه في الفضاء ثلاثي الأبعاد ومساحة الصورة (أي الصور الشعاعية). الجسم التكعيبي (أي مكعب المعايرة) المصنوع من صفائح الأكريليك والفواصل ذات الكرات الفولاذية فعال ودقيق لإعدادات BVR¹⁹.
   1. التقاط الصور الشعاعية لمكعب المعايرة¹⁸ في اتجاهات مختلفة 4 مرات قبل إجراء التجربة و 4 مرات بعد التجربة. تعمل معايرة ما بعد التجربة على تأكيد أن الإعداد التجريبي لم يتغير طوال التجربة. احفظ جميع الصور كصور TIFF 8 بت لكلا مصدري الأشعة السينية.

الشكل 2. أ) شبكة غير مشوهة. ب) مكعب المعايرة والعناصر المرجعية له. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

4. وصف المهام. حدد المهام المختلفة لالتقاط حركة المعصم أثناء تمديد الانثناء والانحراف الشعاعي الزندي والتطويف¹⁶. صف مهام حركة DRUJ على أنها دوران الساعد من وضعية الإمساك إلى الكب الكامل أو إلى الاستلقاء الكامل المعرف بأنه دوران مقبض باب مقبض T في اتجاه عقارب الساعة وعكس اتجاه عقارب الساعة²¹. احصل على صور شعاعية بالفيديو للمعصم في وضعه المحايد (أي مهمة ثابتة محايدة). التقط الوضع المحايد مع الجزء الخلفي من اليد متحدو المستوى مع الجزء الخلفي من الساعد.
   ملاحظة: في وضع البداية لجميع المهام ، كان الكتف في حالة تقريب ، وكان الكوع مدعوما على مستوى المفصل ، وكان الساعد غير مقيد وفي دورانه المحايد. تم وصف مهام تمديد الانثناء والانحراف الزندي الشعاعي بأنها دوران راحة اليد بالنسبة إلى الجانبين الظهري الشعاعي والزندي الشعاعي لليد ، على التوالي. تم وصف التحويف بأنه حركة المعصم التي تهدف إلى تحقيق أقصى نطاق حركة نشط في كل اتجاه.
5. الحصول على التصوير الشعاعي بالفيديو. احصل على صور شعاعية بالفيديو بمعدل 200 هرتز مع ضبط سرعة مصراع الكاميرا على 500 ميكرو ثانية. سجل ثانيتين من التصوير لكل مهمة للحصول على 2 تكرار. قم بتخزين الصور الشعاعية بالفيديو التي تم الحصول عليها من كل مصدر للأشعة السينية كفيديو CINE بتنسيق 8 بت.
   ملاحظة: في هذه الدراسة ، كانت الصور الشعاعية 1760×1760 بكسل في حجم الصورة ودقة تبلغ حوالي 0.22 مم ×0.22 مم لكل بكسل.
   ملاحظة: تحتوي مصادر الأشعة السينية الحالية على خيار تكبير مجال الرؤية (FOV). ومع ذلك ، في هذه الدراسة ، لم يتم استخدام الوضع المكبر الذي توفره الأجهزة. استنادا إلى وصف المهمة ، قد تمكنك هذه الإمكانية من الحصول على مخرجات عالية الدقة. إذا تم استخدام هذه الميزة، فيجب التقاط خطوات Undistortion Grid و Calibration في هذا الوضع.

3. التقاط الحركة البصرية (OMC) - دراسة الدقة
   1. استخدم بروتوكول الحصول على بيانات التقاط الحركة البصرية (OMC) الموصوف في الدراسات السابقة^14،15. قم بإرفاق مجموعتين من العلامات مباشرة ، كل منهما بأربع كرات علامة عاكسة للرجعية بقطر 9.5 مم ، بعظام المشط ونصف القطر الثالثة. التقط حركة العلامة باستخدام 8 كاميرات لالتقاط الحركة البصرية. مزامنة بدء الحصول على بيانات OMC مع BVR بواسطة مشغل خارجي منخفض نشط.

2. معالجة البيانات

1. التصوير المقطعي المحوسب (CT)
   1. إخفاء هوية DICOM. إخفاء هوية DICOMs واستيرادها إلى برنامج معالجة الصور للنمذجة ثلاثية الأبعاد (على سبيل المثال ، Mimics Materialise). في برنامج Mimics Materialise، من شريط أدوات الملف ، افتح نافذة إخفاء الهوية . عند فتح النافذة الجديدة ، حدد إخفاء هوية جميع الصور من علامة التبويب اليسرى ، واضغط على زر إخفاء الهوية في أسفل اليمين.
   2. التجزئة (الشكل 3). قم بتقسيم العظام أو الغرسات ذات الأهمية باتباع منهجية موصوفة^{سابقا 16،22،23}.
      1. باختصار، من شريط أدوات الشريحة، حدد خيار Threshold، واختر مجموعات العتبة المحددة مسبقا ل Bone عند فتح النافذة. بعد إنشاء القناع ذي العتبة، استخدم خيار Split Mask، وقم بطلاء مناطق العظام أو مكونات الزرع يدويا.
      2. عندما تكون جميع المناطق ملونة ، انقر فوق موافق وانتظر حتى يقوم البرنامج بإنشاء الأقنعة لكل عظم ومكون الزرع تلقائيا. تحقق من جميع الأقنعة للتأكد من أنها تغطي المناطق المقصودة بالكامل. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فاستخدم خيار تحرير الأقنعة لتعديل المناطق يدويا وواحدا تلو الآخر.
         ملاحظة: لدراسة مفصل الرسغ ، يجب تقسيم^{مشط القدم} 2 و 3 وعظام نصف القطر وفصلها عن باقي العظام. اختياريا ، يمكن تقسيم العظام والعظام الأخرى لمراحل ما بعد المعالجة.
         ملاحظة: لدراسة DRUJ ، يجب تقسيم نصف القطر والزند وفصلهما عن باقي العظام.
         ملاحظة: بالنسبة للغرسات ، يجب تقسيم المكون الشعاعي والمكون الرسغي بمساميره.

الشكل 3. صورة التصوير المقطعي المحوسب للمعصم والنماذج المعاد بناؤها من نصف القطر ، مشط القدم الثالث ، والزند. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

3. التجزئة - مكون شعاعي فقط. نظرا للقطع الأثرية الخطية القائمة على الكثافة لسطح المكون الشعاعي في صور التصوير المقطعي المحوسب ، لا يمكن تقسيم نموذج المكون الشعاعي من الصور. وبالتالي ، استخدم نموذج CAD أو ماسح ضوئي سطحي ثلاثي الأبعاد لإنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد للمكون الشعاعي المزروع. قم بتسجيل هذا النموذج في التجزئة التقريبية للمكون الشعاعي باستخدام طريقة Mimics Materialise الافتراضية.
   ملاحظة: في هذه الدراسة ، استخدمنا ماسحا ضوئيا للسطح بدقة 0.1 مم. تم وضع الغرسة على طاولة ، وتم تحريك الماسح الضوئي ثلاثي الأبعاد يدويا حول الغرسة لالتقاط جميع الأسطح الخارجية.
4. وحدات تخزين جزئية للصور. يتطلب برنامج التتبع مجموعة مجزأة من الاهتمامات ليتم إدخالها كحجم صورة قائم على الكثافة. لإنشاء وحدة التخزين الجزئية هذه، قم بإنشاء قناع كامل لوحدة تخزين الصورة التي تحتوي على جميع القيم الرمادية عن طريق تحديد الخيار Threshold من شريط أدوات Segment . اضبط قيم العتبة من الحد الأدنى إلى الحد الأقصى للقيم الرمادية.
   1. بعد ذلك ، استخدم خيار المشغلين المنطقيين ، واطرح الحجم المجزأ للعظم أو الغرسة ذات الأهمية من القناع الكامل الذي تم إنشاؤه. قم بتغيير لون قناع وحدة التخزين الجزئية هذه إلى الأسود (RGB: 0.0/0.0/0.0) لأن برنامج التسجيل يقبل وحدات تخزين الصور ذات التدرج الرمادي فقط. قم بتصدير القناع باعتباره DICOM عن طريق تحديد تصدير DICOM ... في البرنامج. الإخراج هو حجم صورة للعظم المعزول أو الغرسة.
5. نماذج ثلاثية الأبعاد. قم بتحويل الأقنعة المجزأة إلى نماذج سطح ثلاثية الأبعاد متشابكة مثلثة عن طريق تحديد خيار Calculate 3D ، مع ملف الدقة المثلى. قم بتصدير هذه النماذج بتنسيق VRML ، الذي يحتوي على الموقع ثلاثي الأبعاد للرؤوس (النقاط) وترتيب اتصالاتها. يتم إنشاء النماذج لبناء نظام الإحداثيات والمزيد من التصور.

2. المعالجة المسبقة للتصوير الشعاعي بالفيديو
   1. استيراد XMALab¹⁸ . لكل موضوع ، قم بإنشاء نسخة تجريبية جديدة في برنامج XMALab. قم بتعيين مسارات المجلد لصور Undistortion Grid و 8 مجموعات من صور المعايرة في مربع الحوار New Trial .
      ملاحظة: إذا تم قلب مصادر الأشعة السينية طوال فترة الالتقاط ، فيجب التحقق من خيار الوجه في برنامج XMALab.
   2. إزالة التشويه. لإزالة تشويه الصور الشعاعية، بعد إنشاء الإصدار التجريبي وفتح البرنامج لصور الشبكة في مساحة عمل Undistortion، انقر فوق الزر Compute Undistortion . يقوم XMALab تلقائيا بتحديد وعرض الصور غير المشوهة للشبكات. بمجرد اكتشاف مراكز جميع الثقوب بواسطة البرنامج ، قم بتغيير مساحة العمل في القائمة العلوية اليسرى إلى مساحة عمل المعايرة . لمزيد من المعلومات وللمساعدة في تصحيح المشكلات المحتملة ، راجع المرجع²⁴.
   3. معايرة. في هذه المرحلة ، يحدد برنامج XMALab مصفوفات المعايرة. في XMALab ، يتم نمذجة مصادر الأشعة السينية ككاميرات ذات ثقب مع معلمات جوهرية وخارجية ، مثل البعد البؤري ومركز المصدر والمسافات من المصدر إلى الصورة ، ومرحلة المعايرة هي عملية تحدد هذه المقاييس¹⁸. للمعايرة، حدد كل عنصر من العناصر المرجعية الأربعة الموضوعة في مكعب المعايرة لجميع مجموعات الصور ولكل طريقة عرض. في الإعداد ، كانت هذه المراجع هي الهرم ، وجاك ، والقبة ، واللولب (الشكل 2 ب). إذا لم يعثر البرنامج على النقاط تلقائيا، فاضغط على حساب المعايرة. بعد معايرة جميع صور المعايرة، حدد تحسين إعداد الكاميرا.
   4. تصدير مصفوفات المعايرة. بعد التحسين ، قم بفرز جميع مجموعات المعايرة الثمانية (أي المجموعات الأربعة التي تم التقاطها قبل التجربة والمجموعات الأربعة التي تم التقاطها بعد التجربة) وحدد مجموعة الصور بأصغر خطأ غير مشوه. ابحث عن هذه القيمة بالضغط على خيار المعلومات في الزاوية العلوية اليمنى من كل نافذة معايرة. في الصورة ذات الخطأ الأقل ، قم بتصدير الصور عن طريق تحديد خيار MayaCams 2.0 من قائمة تصدير الملفات . لمزيد من المعلومات ولتصحيح المشكلات المحتملة ، راجع المرجع²⁰.
   5. التصوير الشعاعي بالفيديو غير مشوه. قم بتغيير مساحة العمل إلى تتبع العلامة وقم بتحميل الصور الشعاعية بالفيديو التي تم التقاطها بتنسيق CINE بالضغط على الرمز +. بعد اكتمال عملية التحميل، قم بتصدير الصور التجريبية غير المشوهة عن طريق تحديد صور تجريبية غير مشوهة من قائمة تصدير الملف .
3. التتبع المستند إلى النموذج (الشكل 4)
   1. تحسين ميزات الصور الشعاعية / DRRs (الشكل 4 أ - ب). يعد تحسين ميزات الصورة باستخدام المرشحات خطوة ضرورية لتحقيق تطابق دقيق. حدد معلمات المرشحات الأربعة ، بما في ذلك التباين (اكتشاف الشدة) ، Sobel (اكتشاف الحافة) ، Gaussian (التعتيم / أكثر سلاسة) ، و Sharpen (تقويم الحواف) في البرنامج. يمكن تحديد هذه المرشحات بالنقر بزر الماوس الأيمن على كائنات Rad Renderer أو DRR Renderer الموضحة في عنصر واجهة المستخدم العلوي الأيسر.
      ملاحظة: في هذه الدراسة ، تم تحسين حواف صور العظام على الصور الشعاعية باستخدام مرشح Sobel بعامل مقياس 3 وقيمة مزج 0.4. بالإضافة إلى ذلك ، تم استخدام مرشح تباين مع ألفا (لتباين الصورة) 2.5 ، وبيتا (لسطوع الصورة) 0.9 لتحسين جودة الصور الشعاعية. لمطابقة DRRs مع التصوير الشعاعي ، تم استخدام قيمة شدة الشعاع 0.35 مع مرشح Sobel بقيمة مزج 0.1 وعامل مقياس 1.7.
   2. التهيئة اليدوية. حرك DRR لكل عظم ومكون باستخدام النقطة المحورية الخاصة به لتحقيق أفضل تطابق ممكن بين DRR والصور الشعاعية. تساعد النقطة المحورية المستخدمين على تدوير DRR المحدد وترجمته من عنصر واجهة المستخدم السفلي الأيسر. هذه الخطوة ضرورية لأنه يجب تهيئة موضع العظم أو الغرسة مرة واحدة على الأقل ، وعلى الأقل للإطار الأول ، قبل إجراء التحسين. اضغط W لتحريك DRR في وضع الترجمة واضغط على E لتدوير DRR.
      ملاحظة: لا يكون تغيير موقع النقطة المحورية ضروريا عادة، ولكن من الممكن استخدام خيار Move Pivot في شريط الأدوات.
   3. الامثل. اضغط على C أو انقر فوق الزر Track Current من شريط الأدوات للعثور على أفضل تطابق بين DRR والصور الشعاعية. يستخدم الإجراء الافتراضي للبرنامج وظيفة تكلفة الارتباط المتبادل الطبيعي (NCC) وطريقة تحسين سرب الجسيمات وإجراءات الانحدار^{البسيط 26،27}. تسمى هذه العملية أيضا خطوة المطابقة أو التتبع. يمكن أيضا تنفيذ إجراء التحسين عبر مربع حوار التتبع. للقيام بذلك ، اضغط على خيار مربع حوار التتبع من شريط الأدوات. عند فتح النافذة الجديدة، قم بتغيير من الإطار وإلى الإطار إلى 0، واضغط على موافق.
      ملاحظة: NCC هي دالة تقيس التشابه بين الصور الشعاعية وDRRs ، وأظهرت قيمة NCC الأقرب إلى 0 تطابقا أفضل. ومع ذلك ، فإن تحقيق هذه القيمة يعتمد كليا على مرشحات الصور وجودة الالتقاط. يمكن ملاحظة قيمة NCC في "النافذة الطرفية".
   4. عملية المطابقة - التمريرة الأولى. بعد تحسين الإطار الأول تلقائيا ، افتح مربع الحوار التتبع ، وقم بتغيير من الإطار إلى 0 ، وقم بتغيير إلى الإطار إلى آخر رقم إطار (يمكن أن يكون موجودا في أسفل الأيمن). تستخدم عملية المطابقة الافتراضية للبرنامج الإطار الحالي كموضع أولي للحد من مخاطر الكوارث لعملية المطابقة. تستخدم عملية التحسين طريقة تحسين سرب الجسيمات (PSO) في منطقة 3 مم و 3 درجات من الموضع الأولي.
   5. عملية المطابقة - التمرير النهائي (الشكل 4 ج). نظرا لأن عملية المطابقة التلقائية قد تفشل بسبب ضعف التهيئة أو عوامل التصفية، تحقق من جميع الإطارات يدويا للتأكد من تنفيذ التحسين بشكل صحيح. إذا لم تتطابق DRR والصور الشعاعية بشكل صحيح، فكرر الخطوات الموضحة في القسم 2.3.2 و 2.3.3.
      ملاحظة: تم إجراء تتبع الرسغ لأول مرة باستخدام نموذج تضمن المشط الثاني والثالث (MC2-MC3) لتقليل آثار تداخل العظام وتحسين دقة المطابقة. بعد تحديد موقع DRR المشترك والدوران في الصور الشعاعية ، تم تحويل مواقع MC2-MC3 المتطابقة والمحسنة إلى حجم الصورة الجزئي MC3 ، وتم زرع المواضع الأولية ل MC3. باستخدام هذه المواضع المصنفة ، تم تتبع MC3. على غرار MC3 ، تم أيضا تتبع نصف القطر ، والزند ، والمكون الشعاعي ، والمكون الرسغي في الصور الشعاعية بالفيديو أثناء جميع المهام.

الشكل 4. أ) صورة شعاعية ملتقطة لمصدر الأشعة السينية مع الصور الشعاعية المعاد بناؤها رقميا (DRRs) للعظام. ب) التصوير الشعاعي المحسس (المصفى) وDRRs. ج) DRRs المتطابقة بعد عملية التحسين. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

6. تقليل البيانات. واستنادا إلى معدل الإطارات وجودة الصور الشعاعية، يمكن استخدام أساليب الترشيح مثل طريقة المتوسط المتحرك (بامتداد 5 إطارات). للقيام بذلك ، من قائمة شريط الأدوات ، حدد مربع حوار التتبع المتقدم ، وانقر فوق الزر Smooth . تم استخدام هذا النهج لجميع اللقطات في هذه الدراسة.
7. تصدير مواقف العظام / الزرع. بعد مطابقة كل عظم مع الصور الشعاعية ويتم تحسين جميع الإطارات ، قم بتصدير مصفوفات التحويل 4x4 لDRRs في عالم الأشعة السينية بالنقر فوق الزر حفظ التتبع وتحديد إخراج تنسيق المصفوفة. تحدد مصفوفة التحويل هذه دوران وترجمة حجم الصورة الجزئي للعظم / الغرسة في نظام إحداثيات العالم للأشعة السينية المعايرة ويمكن استخدامها للمعالجة الإضافية وحساب الحركة. يجب نقل نظام الإحداثيات لحجم الصورة الجزئي إلى نظام الإحداثيات التشريحية لإجراء تحليل ميكانيكي حيوي ذي مغزى.

3. تحليل البيانات

1. أنظمة الإحداثيات (الشكل 5). للإبلاغ عن الحركية ، قم ببناء أنظمة الإحداثيات (CS) للعظام ومكونات الزرع بناء على معالمها التشريحية والهندسية. بعد إنشاء CS هذه ، قم بتسجيل النماذج الموجودة في CS الجديد على النماذج السطحية التي تم إنشاؤها في القسم 2.1.4 باستخدام خوارزمية أقرب نقطة تكرارية. يحسب هذا التسجيل الفردي مصفوفة تحويل جديدة 4 × 4 سيتم استخدامها لحسابات الحركية.
   ملاحظة: في هذه الدراسة ، تم إنشاء CS لنصف القطر ، والزند ، والمشط الثالث ، والمكون الرسغي ، والمكون الشعاعي ، وغطاء البولي إيثيلين ، والرأس باستخدام الطرق التي تم وصفها سابقا^16،22،23.

الشكل 5. تنسيق أنظمة العظام ومكونات الزرع. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

2. الكينماتيكا. في هذه الدراسة ، حدد حركة المعصم على أنها حركة MC3 بالنسبة إلى نصف القطر ، وتم الإبلاغ عن البيانات الحركية بالنسبة لموضع المعصم المحايد.
   1. بالنسبة لتحليل DRUJ ، احسب معلمات محور الحركة الحلزوني (HAM)²⁸ لوصف الحركية على أنها الحركة النسبية لنصف القطر CS في الزندي CS ، فيما يتعلق بالوضع المحايد.
   2. استخدم تحليل HAM لتحديد مركز دوران الرسغ (COR) في الانثناء والتمديد والانحراف الزندي الشعاعي.
   3. لوصف التحول القريب البعيد أحادي البعد ل COR ، حدد COR المسقط للمعصمين السليمين كنقطة على المحور المركزي لعظم الرأس الذي كان له أقصر مسافة من المحور اللولبي للدوران¹⁶.
   4. قم بتحلل دوران HAM في نظام الإحداثيات الزندي باستخدام المحور اللولبي HAM ، واحسب الكب (الموجب) والاستلقاء (سالب) للساعد. تم تحديد الوضع المحايد عندما كان الاستلقاء على الكب (PS) صفرا.
   5. أخيرا ، حدد التباين الزندي (UV) على أنه المسافة بين النقرة الزندية والشق السيني في نصف القطر.
3. نمط التعبير
   1. احسب أنماط التلامس بين غطاء البولي إيثيلين والمكون الشعاعي باستخدام حركية المعصم وحقول المسافة الخاصة^{بالمكون 29}.
   2. احسب حقول المسافة لكل نموذج سطح ثلاثي الأبعاد كمصفوفة حجمية من المسافات الموقعة من السطح.
   3. احسب قيم تقارب حقول المسافة على سطح غطاء البولي إيثيلين والمكون الشعاعي لكل وضعية.
   4. للحصول على رقعة التلامس بين المكونات ، اضبط قيم القرب هذه على دقة نظام الاستحواذ (تم تحديد عتبة استبعاد المسافة على أنها 0.70 مم في هذه الدراسة).
4. التحليل الإحصائي
   1. استخدم تحليل Bland-Altman لتقييم الدقة من خلال إظهار التحيز (متوسط الفروق) وحد الاتفاق بنسبة 95٪ (التحيز ± 1.96SD) بين BVR و OMC^{14 ، 30}.
   2. استخدم النماذج الخطية المعممة (GLM) لوصف مركز سلوك الدوران للمعصم السليم ، ولإيجاد علاقة بين التغيير في الأشعة فوق البنفسجية و PS (الأشعة فوق البنفسجية = p₁×PS² + p₂×PS) ، حيث كانت p₁ و p₂ معاملات تم تحسينها باستخدام الانحدار الخطي. استخدم مقياس الجذر متوسط تربيع الخطأ (RMSE) لتقييم دقة النموذج.

يعتمد اختيار برنامج تسجيل الصور من 2D إلى 3D للتتبع المستند إلى النموذج جزئيا على الوصول إلى وحدة معالج الرسومات (GPU) وأنظمة الحوسبة عالية الأداء (HPC). هذه البرامج لها خطوط أنابيب مختلفة ، وحتى الآن ، لا توجد منهجية مشتركة بين البرامج. في هذه الدراسة ، نستخدم Autoscoper ، وهو برنامج مفتوح المصدر لتسجيل الصور من 2D إلى 3D تم تطويره في جامعة براون²⁵. يتيح اختيار المصدر المفتوح للمحققين تعديل وأتمتة خط الأنابيب الخاص بهم. في هذا البرنامج ، يتم تسمية الصور الشعاعية باسم "Rad Renderer" وتسمى الصور الشعاعية المعاد بناؤها رقميا "DRR Renderer". تم تحسين ميزات هذه الصور بأربعة أنواع من المرشحات ، وقام البرنامج بإجراء عملية المطابقة باستخدام خوارزميات تحسين 2 (سرب الجسيمات والمنحدر البسيط). كما تم تحديد مقياسين للتشابه (وظائف التكلفة) للارتباط المتقاطع الطبيعي (NCC) ومجموع الفرق المطلق (SAD) مسبقا في هذا البرنامج.

كان التحيز بين BVR و OMC دون ملليمتر ودرجة فرعية للمعصم والمعصم المستبدل (TWA) و DRUJ^{14 ، 15}. كانت حدود الاتفاق بين الطرقين بنسبة 95٪ من -1.5 درجة إلى 1.5 درجة في الدوران و -1.2 مم إلى 1.4 مم في الترجمة للمعصم (الجدول 1) ، -1.0 درجة إلى 0.8 درجة في الدوران و -0.8 مم إلى 0.9 مم في الترجمة ل TWA (الجدول 2) ، و -1.1 درجة إلى 0.9 درجة في الدوران و -1.0 مم إلى 1.4 مم في الترجمة لحركة DRUJ (الجدول 3). تم قياس التباين الزندي أيضا في جميع أنحاء الكب والاستلقاء بحدود اتفاق 95٪ من -0.5 مم إلى 0.7 مم و -0.4 مم إلى 0.7 مم ، على التوالي.

بالنسبة للمعصم ، تم تقييم المركز الديناميكي للدوران طوال جميع حركات المعصم ثم إسقاطه على الرأس (الشكل 6 أ) ⁸. كان COR للمعصم موجودا في القطب القريب من الرأس بمتوسط مسافة 21.5 مم و 20.8 مم من السطح البعيد للرأس في الانثناء والتمدد ، على التوالي. كان COR يقع في منتصف الرأس بمتوسط مسافة 13.9 مم من السطح البعيد للرأس لكل من نطاق حركة الانحراف الشعاعي والزندي.

لتحليلنا لتقويم مفصل الرسغ الكلي ، تم وصف نمط مفصل التلامس للمكونات بدقة 0.4 مم (الشكل 6 ب). في هذه التجربة ، تحرك مركز التلامس في مساحة 34.2 ± 13.1 مم² حول الجانب الظهري الشعاعي لغطاء البولي إيثيلين CS ، وتحرك في مساحة 21.9 ± 8.0 مم² على المكون الشعاعي.

بالنسبة ل DRUJ ، لوحظ أن التباين الزندي تغير ديناميكيا ، لكنه كان أكثر إيجابية في الكب الكامل (الشكل 6C). تم نمذجة التغيير الديناميكي للتباين الزندي على أنه كثيرة الحدود من الدرجة الثانية بمتوسط p₁ من 0.00033 ، و p₂ من 0.0276. كان للمعادلة المجهزة RMSE 0.60 مم ، وحققت نماذج كثيرة الحدود الخاصة بالموضوع تناسقا عاليا مع RMSEs التي كانت أقل من 0.59 مم.

الشكل 6. أ) مركز دوران المعصم (COR) على الرأس. ب) نمط التلامس لتقويم مفصل الرسغ الكلي أثناء الطواف. ج) التغيير في التباين الزندي. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الجدول 1. التحيز و 95٪ حدود الاتفاق (LOA) بين التصوير الشعاعي بالفيديو ثنائي المستوى والتقاط الحركة البصرية (المعيار الذهبي) في حساب حركة المعصم.

الجدول 2. التحيز و 95٪ حدود الاتفاق (LOA) بين التصوير الشعاعي بالفيديو ثنائي المستوى والتقاط الحركة البصرية (المعيار الذهبي) في حساب حركة المعصم المستبدلة (TWA).

الجدول 3. التحيز و 95٪ حدود الاتفاق (LOA) بين التصوير الشعاعي بالفيديو ثنائي المستوى والتقاط الحركة البصرية (المعيار الذهبي) في حساب حركة المفصل الزندي الإشعاعي البعيد (DRUJ).

التصوير الشعاعي بالفيديو ثنائي المستوى (BVR) هو طريقة قائمة على الصور يمكن استخدامها لقياس حركة العظام والزرع في المعصم والمفصل الزندي الإشعاعي البعيد بدقة دون المليمتر والدرجة الفرعية. في الدراسات التي وصفناها هنا ، تم استخدام BVR لتحديد نمط دقيق من COR المتوقع للمعصم السليم بالإضافة إلى أنماط تلامس TWA. قد تفيد هذه النتائج في تصميم الجيل التالي من استبدال المعصم الكلي ويمكن أن توفر بيانات في الجسم الحي للتحقق من صحة النماذج الحسابية. باستخدام BVR ، لوحظت أيضا العلاقة غير الخطية للتغيير في التباين الزندي مع ضخ الساعد ، والتي يمكن أن تكون مفيدة في تخطيط العلاج لأمراض DRUJ. نظرا لالتقاطها الديناميكي ودقتها العالية ، يمكن استخدام BVR لدراسة أمراض الرسغ و DRUJ في حركات مختلفة للتوصية باستراتيجيات للعلاج والتشخيص.

لضمان نتائج دقيقة ، هناك خطوات حاسمة تحتاج إلى عناية دقيقة من المجربين في كل من مرحلتي المعالجة المسبقة والمعالجة. طوال التجربة ، يحتاج الباحثون إلى توخي الحذر في معايرة مصادر الأشعة السينية لأن الناتج النهائي يعتمد على مصفوفات المعايرة. ستساعد معايرة مصادر الأشعة السينية ، عدة مرات ، قبل التجربة وبعدها ، الباحثين على ضمان دقة المعايرة. خلال المعالجة ، يمكن أن تؤثر طرق التحسين ووظائف التكلفة ، بالإضافة إلى المرشحات المستخدمة في الصور الشعاعية وDRR ، على النتيجة. وبالتالي ، من الأفضل الحفاظ على هذه المعلمات ثابتة في جميع أنحاء مشروع واحد. علاوة على ذلك ، يعد التتبع المستند إلى النموذج مهمة تستغرق وقتا طويلا على أجهزة الكمبيوتر الشخصية لأن هذه الأنظمة لا تحتوي عادة على وحدات معالجة رسومات قوية ولا يمكنها الاستفادة بشكل كامل من التوازي بين وحدات المعالجة المركزية ، والتي يمكن أن تقدمها أنظمة الحوسبة عالية الأداء. في هذه الدراسة ، اقترحنا استخدام Autoscoper ، لأنه برنامج مفتوح المصدر يمكنه استخدام وحدة معالجة الرسومات ويمكن تنفيذه على أنظمة الحوسبة عالية الأداء. حاليا ، يستخدم Autoscoper على نطاق واسع من قبل الباحثين في جميع أنحاء العالم³¹.

يعد BVR للتتبع المستند إلى النموذج منهجية قوية ودقيقة. ومع ذلك، قد تحتاج العديد من الخطوات في البروتوكول أثناء التجربة أو في مراحل ما بعد المعالجة إلى استكشاف أخطاء إضافية وإصلاحها. يمكن أن تكون مرحلة المعايرة شاقة وكثيفة العمالة إذا كانت النقاط المرجعية مفقودة في العرض الشعاعي. علاوة على ذلك ، هناك العديد من الطرق لوصف معلمات المعايرة ، وفي الوقت الحالي ، لا يوجد معيار بين العلماء الذين يعملون على برامج تسجيل الصور ثنائية الأبعاد إلى ثلاثية الأبعاد. في هذا البروتوكول ، تم استخدام معايير OpenCV ، والتي يتم تنفيذها بشكل شائع في مجال رؤية الكمبيوتر ، على أمل خلق توافق في الآراء بين الباحثين عبر المجالات³². في Autoscoper ، هذا المعيار عبارة عن ملف نصي يحتوي على حجم الصورة بالبكسل ، ومصفوفة كاميرا 3 × 3 ، ومصفوفة دوران 3 × 3 ، ومتجه ترجمة 3 × 1. (يصف الدوران والترجمة اتجاه مصدر الأشعة السينية وموقعه في الفضاء العالمي). بالإضافة إلى ذلك ، قد يبدو تحسين النتائج أثناء التتبع تافها ، ولكن الملاحظة الدؤوبة لقيمة NCC وكيفية تغير دالة التكلفة إطارا تلو الآخر مهمة في ضمان النتائج المثلى. أخيرا ، تستغرق مرحلة التهيئة وقتا طويلا وتتطلب من المستخدم أن يكون لديه فهم جيد للعرض المكاني ثلاثي الأبعاد للكائنات. للتغلب على هذا ، نقوم حاليا بتطوير طريقة لأتمتة أو أتمتة مرحلة التهيئة جزئيا لعظام اليدين.

هناك ثلاثة قيود رئيسية في استخدام BVR لدراسة الطرف العلوي. أولا ، من الصعب حاليا ، أو في بعض الأحيان من المستحيل ، تتبع عظام الرسغ الصغيرة المتداخلة في الرسغ (الشكل 7). من الصعب أيضا تتبع^{عظم مشط} القدم 3 أثناء المهام التي تتداخل فيها جميع مشط القدم ، مثل الانثناء الكامل أو التمديد الكامل. لذلك ، لا يمكن قياس حركية الرسغ ، ويلزم اتخاذ خطوة إضافية لتتبع^مشط القدم 3. ثانيا ، تستغرق طريقة BVR وقتا طويلا ومكلفة وتتطلب إشرافا مستمرا. ثالثا ، يزداد التعرض للإشعاع للمرضى إذا اضطروا إلى أداء العديد من المهام لفترة طويلة. يمكن اتباع استراتيجيات أمان إضافية للحد من التعرض عن طريق التحقق من التعريضات لكل إعداد واستخدام سترات الرصاص. عادة ، في إعدادنا التجريبي ، تعرض موضوعاتنا للإشعاع بحوالي 0.095 مللي SV في الثانية.

الشكل 7. مشكلة انسداد في تتبع عظام داربال والمشط الثالث. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

يعد تتبع الكائنات المستند إلى الصور أحدث ما توصلت إليه التكنولوجيا للقياس الكمي الدقيق لحركة الهيكل العظمي ثلاثية الأبعاد ، والتصوير الشعاعي بالفيديو ثنائي المستوى هو طريقة مهمة تمكن الباحثين من دراسة الرسغ وتقويم مفصل الرسغ الكلي والمفصل الزندي الإشعاعي البعيد في الجسم الحي. على الرغم من أنه لا يمكن تتبع عظام الرسغ على النحو الأمثل في BVR ، إلا أن طرقا مثل التصوير الشعاعي بالفيديو متعدد المستويات يمكن أن تحد من انسداد عظام الرسغ. يمكن استخدام طرق بديلة مثل التصوير بالرنين المغناطيسي والأشعة المقطعية إذا لم تكن هناك حاجة للدقة الزمنية العالية ، ولا توجد حاجة لدراسة الحركة لفترة طويلة. يمكن أيضا استخدام طرق أخرى مثل التقاط الحركة البصرية عندما يمكن للباحثين التخلص من القطع الأثرية للحركة ، والتي لا يمكن أن تحدث إلا في الدراسات الميكانيكية الحيوية في المختبر .

في هذه الدراسات ، أظهرنا استخدام BVR للمعصم وتقويم مفصل الرسغ الكلي والمفصل الزندي الإشعاعي البعيد. تم استخدام BVR أيضا لدراسة العمود الفقري^{33 ، 34} ، الكتف^{35،36،37،38،39} ، الكوع⁴⁰ ، الورك⁴¹ ، الركبة^42،43،44 ، والقدم والكاحل^{45،46،47،48}. في مجال الأطراف العلوية ، تشمل التطبيقات المحتملة ل BVR في بيئة البحث متابعة تطور المرض والتقاط حركة العظام والمفاصل ديناميكيا. يمكن أيضا استخدام هذه الطريقة لدراسة حركة الزرع الدقيقة على أمل العثور على الأسباب المحتملة لفشل الزرع أو تصميم غرسات أفضل.

ليس لدينا تضارب في المصالح للإعلان عنه.

يريد المؤلفون أن يشكروا جوزفين كالشوف ولورين بارولا على مراجعة البروتوكول. يريد المؤلفون أيضا أن يشكروا إريكا تافاريس وروهيت باديدا على مساعدتهم طوال عملية الحصول على البيانات ، وكالبيت شاه وأرنولد بيتر فايس وسكوت وولف لمساعدتهم في تفسير البيانات. كانت هذه الدراسة ممكنة بدعم من المعاهد الوطنية للصحة P30GM122732 (COBRE Bio-engineering Core) ومنحة من المؤسسة الأمريكية لجراحة اليد (AFSH).