Odtworzenie geometrii kręgosłupa z wykorzystaniem tomografii komputerowej i optycznego skanera współrzędnościowego
Reconstruction of spine geometry using computed tomography and optical 3D scanner
Mechanik nr 12/2015 - Wersje autorskie artykułów z I Krajowej Konferencji Naukowej "Szybkie prototypowanie Modelowanie – Wytwarzanie – Pomiary" zamieszczone na płycie CD
STRESZCZENIE: Ideą badań prowadzonych w temacie zastosowania tomografii komputerowej medycznej jest odtworzenie geometrii kręgosłupa porównanie wyników pomiarów z pomiarami na optycznym skanerze współrzędnościowym. Modelem badań jest odcinek piersiowy kręgosłupa pochodzący od „świni”. W artykule przedstawiono metodykę i analizę dokładności odwzorowania charakterystycznych elementów geometrycznych kręgosłupa. Osiągnięte wyniki z dokładnością na poziomie ± 0,5 mm są satysfakcjonujące dla lekarzy identyfikujących anomalie i stany patologiczne tkanek miękkich, układów pokarmowego, krwionośnego oraz narządów wewnętrznych. Dla złamań z przemieszczeniem dokładność pomiarów ± 0,5 mm jest wystarczająca dla poprawnej identyfikacji urazu. Dalsze prace badawcze prowadzone są w kierunku możliwości identyfikacji mikropęknięć z zastosowaniem najnowszych metod pomiarowych i algorytmów obliczeniowych.
SŁOWA KLUCZOWE: Optyczna współrzędnościowa technika pomiarow, tomografia komputerowa, badania geometrii kręgosłupa.
ABSTRACT: The idea of research in the subject of use computed tomography from medical application is to reconstruct the geometry of spine and comparison results with those from measurements on optical 3D scanner. The model is thoracic spine derived from the "pig". The paper presents research methodology and analysis of accuracy of the reconstruction characteristic geometric elements of the spine. Achieved results with an accuracy of ± 0.5 mm is satisfactory for physicians who identify anomalies and pathological conditions of soft tissues, alimentary system, circulatory system and inner organs. For fractures with a displacement the accuracy of ± 0.5 mm is sufficient for correct identification of injury. Further research concerns on ability to identify micro-cracks using the latest measurement methods and algorithms.
KEYWORDS: Optical Coordinate Measuring System, Computer Tomgraphy, geometrical measuring of spine.
BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:
- Bucher L. J. (editor): “The Metrology Handbook, Second Edition”, ASQ 2012, ISBN 978-0-8738-6.
- Christopg R., Neumann H.J.: “X-ray Tomography in Industrial Metrology, Precise, Economical and Universal”. Verlag Moderne Industrie 2011, ISBN 978-3-86236-020-8.
- Ratajczyk E.: „Tomografia komputerowa CT w zastosowaniach przemysłowych, Cz. I. Idea pomiarów, główne zespoły i ich funkcje”. Mechanik nr 2, 2011, 112-117.
- Popesko P., „ATLAS anatomii topograficznej zwierząt domowych”, Warszawa, Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, 1983.
- Ratajczak R., „Tomografia komputerowa, Budowa urządzeń CT, Algorytmy rekonstrukcyjne”, Warszawa, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, 2005.
- Grzelka M., Trafarski A., „Metrologiczna analiza dokładności odtworzenia kształtu badanego elementu nieinwazyjną metodą tomografii komputerowej z wykorzystaniem współrzędnościowych pomiarów optycznych”, IX Sympozjum „Modelowanie i Pomiary w Medycynie” MPM’2009, Krynica 10-14 maja 2009r
- Kruth J-P., Bartscher M., Carmignato S., Schmitt R., De Chiffre L., Weckenmann A.: “Computed tomography for dimensional metrology, keynote paper”. CIRP Annals 61/2, 2011.
- Gapinski B., Wieczorowski M., Marciniak-Podsadna L., Dybala B., Ziolkowski G.: “Comparison of Different Method of Measurement Geometry using CMM, Optical Scanner and Computed Tomography 3D”. Procedia Engineering 69, 2014, 255 – 262.
- Gapinski B., Zachwiej I., Kołodziej A. “Comparison of different coordinate measuring devices for part geometry control”. Digital Industrial Radiology and Computed Tomography 22-25 June 2015, Belgium, Ghent - www.ndt.net/app.DIR2015.
