Μοντελοποίηση Ακτινογραφικού Συστήματος C-arm Για Την Υποβοήθηση Σε Εγχειρήσεις Κλειστών Ενδομυελικών Ηλώσεων

Abstract

Σκοπός της Διπλωματικής Εργασίας είναι η ανάπτυξη μεθόδων μοντελοποίησης ακτινογραφικών συστημάτων C-arm για την υποβοήθηση της τοποθέτησης ασφαλιζόμενων ενδομυελικών ήλων σε ορθοπεδικές χειρουργικές επεμβάσεις. Η μέθοδος αυτή εφαρμόζεται για την εύρεση θέσης μακρινών οπών ενδομυελικών ήλων με χρήση ακτινογραφικών μηχανημάτων C-arm, διαδικασία εξαιρετικά δύσκολη, χρονοβόρα και πιθανόν επικίνδυνη για τον ασθενή λόγω της παρατεταμένης έκθεσης σε ακτινοβολία X. Η ανάπτυξη του μοντέλου βασίζεται στην εικονική αναπαράσταση της διάταξης του C-arm και του ενδομυελικού ήλου. Δημιουργείται βάση εικονικών στιγμιοτύπων του συστήματος, προκειμένου να παρέχονται κατάλληλες κατευθύνσεις στον χειρουργό ιατρό προς διευκόλυνση της εγχειρητικής διαδικασίας.Για τον σκοπό αυτό, έγινε αναλυτική μελέτη των γεωμετρικών ιδιοτήτων των σύγχρονων ακτινογραφικών μηχανημάτων C-arm. Επίσης, μελετήθηκαν και ενσωματώθηκαν στο αναπτυχθέν μοντέλο οι τυπικές μετακινήσεις και περιστροφές που μπορούν να εκτελέσουν τα C-arm. Ως μοντέλο εκπομπής ακτίνων X του ακτινογραφικού συστήματος χρησιμοποιήθηκε το μοντέλο κωνικής εκπομπής, σύμφωνα με το οποίο οι ακτίνες έχουν κοινό σημείο φυγής (κωνική ακτινοβολία). Παράλληλα, αναπτύχθηκε βελτιωμένη τριδιάστατη μοντελοποίηση του ενδομυελικού ήλου με χρήση δύο οπών.Η μέθοδος αυτή μπορεί να γίνει οδηγός για χειρουργούς ιατρούς, καθώς παρέχονται κατευθύνσεις για την εφαρμογή κατάλληλων διαδοχικών μετακινήσεων και περιστροφών του C-arm, προκειμένου να εντοπιστεί η επιθυμητή γωνία θέασης του ενδομυελικού ήλου. Μπορεί επίσης να αποτελέσει βάση για μελλοντική έρευνα και βελτίωση του υπάρχοντος μοντέλου, αφού μελετήθηκαν σύγχρονες τάσεις μοντελοποίησης φωτισμού καθώς επίσης και κατασκευαστικές ιδιαιτερότητες των C-arm.