Reconstruction tridimensionnelle de la main à partir de radiographies biplanes : évaluation de la précision et de la fiabilité

Abstract

Contexte

Les troubles fonctionnels de la main sont généralement investigués, en premier lieu, à l’aide de l’imagerie radiographique conventionnelle. Cependant, les radiographies (deux dimensions (2D)) fournissent des renseignements limités, et l’information peut être réduite par le chevauchement des os et les biais de projection. Ce travail présente une méthode de reconstruction de la main en trois dimensions (3D) à partir de radiographies biplanes. Méthode

Cette approche consiste en la déformation d’un modèle générique de main sur les radiographies biplanes par des processus manuels et automatiques. L’examen de référence étant la segmentation manuelle scanographique, la précision de la méthode a été évaluée par une comparaison entre les reconstructions à partir de radiographies biplanes et les reconstructions correspondantes à partir de scanner (0,3 mm d’épaisseur de coupe). Pour évaluer la reproductibilité de la méthode, 6 mains saines (6 sujets, 3 gauches, 3 hommes) ont été considérées. Deux opérateurs ont répété trois fois chaque reconstruction à partir de radiographies biplanes pour étudier la variabilité inter- et intra-opérateur. Trois paramètres anatomiques, qui pourraient être calculés automatiquement à partir des reconstructions, ont été considérés à partir des surfaces osseuses : la longueur du scaphoïde, la profondeur de l’extrémité distale du radius et la hauteur du trapèze. Résultats

Le double de l’erreur quadratique moyenne (2 Root Mean Square, 2RMS), au niveau de la différence point/surface entre les radiographies biplanes et les reconstructions tomodensitométriques, variait de 0,46 mm pour les phalanges distales à 1,55 mm pour les os de la deuxième rangée. La variabilité inter-/intra-observateur a montré une précision à 95 % de l’intervalle de confiance inférieure à 1,32 mm, pour les paramètres anatomiques, et à 2,12 mm pour les barycentres osseux. Discussion

La méthode actuelle permet d’obtenir une reconstruction 3D précise de la main et du poignet par rapport au scanner segmenté traditionnel. En améliorant l’automatisation de la méthode, cela nous permettrait d’obtenir rapidement des informations objectives sur la position des os dans l’espace. L’intérêt de cette méthode réside dans le diagnostic précoce de certaines pathologies ligamentaires (instabilité carpienne) et a également des implications dans la planification chirurgicale et la modélisation personnalisée par éléments finis.