search query: @keyword rapid prototyping / total: 20
reference: 11 / 20
« previous | next »
Author:Huotilainen, Eero
Title:Computed tomography based talocrural joint motion capture for patient-specific external fixator design
Nilkkanivelen tietokonetomografia-liikemallinnus potilaskohtaisen ulkoisen tuen suunnittelua varten
Publication type:Master's thesis
Publication year:2011
Pages:viii + 50 + [2]      Language:   eng
Department/School:Sähkötekniikan korkeakoulu
Main subject:Lääketieteellinen tekniikka   (Tfy-99)
Supervisor:Koskelainen, Ari
Instructor:Tuomi, Jukka
Electronic version URL: http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201207022710
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto  765   | Archive
Keywords:talocrural joint
ankle fracture
rapid prototyping
additive manufacturing
computed tomography (CT)
nilkkanivel
murtuma
pikavalmistus
ainetta lisäävä valmistus
tietokonetomografia (TT)
Abstract (eng): Pilon fracture is a severe ankle trauma, which demands instant orthopedic treatment.
After the trauma, the ankle needs to be shielded from load, but to maximize the flows of blood and nutrients, ankle should also be allowed to move in a controlled fashion, e.g. around one axis.
External, rotating fixators exist for this purpose.
Utilizing additive manufacturing techniques, a patient-specific fixator can be designed.
It aims to mimic the natural range of motion, and thus minimize the motion resistance.
Prior to the fixator fabrication, the location and orientation of the talocrural joint axis in different phases of the motion needs to be determined.

In this thesis, a computed tomography based measurement method was developed and piloted.
Two subjects were scanned with a cone-beam CT device: the first subject in three stances (full dorsiflexion, neutral, full plantarflexion), and the second one in five stances (aforementioned three, and in addition, half plantarflexion and half dorsiflexion).

After this, the tibia and talus bones were segmented.
The corresponding bones in two consecutive poses (full dorsiflexion-half dorsiflexion, half dorsiflexion-neutral, etc.) were registered in respect to each other.
These registrations produced two transform matrices, which were used to calculate the finite helical axis (location and orientation) of each phase of the motion.

The technique yielded sensible results, thus further development is recommended.
The actual accuracy remains unknown, and needs to be determined e.g. by larger patient pool.
This is complicated by the radiation burden involved with CT imaging.
Abstract (fin): Pilon-murtumat ovat vaikeita, välitöntä ortopedistä hoitoa vaativia nilkan traumoja.
Trauman jälkeen nilkka on tuettava, mutta ravintoaineiden ja veren virtauksen parantamiseksi nilkan olisi suotavaa saada liikkua kontrolloidusti, esimerkiksi yhden akselin ympäri.
Tätä varten on kehitetty kääntyviä, ulkoisia nilkkatukia.
Ainetta lisäävän valmistuksen keinoin on mahdollista luoda jokaiselle potilaalle yksilöllinen tuki, joka seuraa potilaan nilkan luonnollista liikerataa.
Tätä varten on selvitettävä potilaan ylemmän nilkkanivelen kääntöakselin paikka sekä suunta eri vaiheissa nilkan koukistusta ja ojennusta.

Tässä diplomityössä suunniteltiin ja toteutettiin tietokonetomografiaan perustuva mittausmenetelmä.
Koehenkilöitä oli kaksi: ensimmäisen nilkka kuvattiin kartiokeila-TT-laitteella kolmessa asennossa (äärikoukistus, neutraali, ääriojennus), ja toisen viidessä (edellä mainitut asennot, sekä puolittainen koukistus ja puolittainen ojennus).

Tämän jälkeen kuvista segmentoitiin sääriluu sekä telaluu.
Kahden peräkkäisen asennon (ääriojennus-puolittainen ojennus, puolittainen ojennus-neutraali, jne.) luut kohdennettiin toistensa suhteen.
Nämä kohdennukset tuottivat kaksi muunnosmatriisia, joiden avulla laskettiin liikkeen kunkin vaiheen kääntöakselin (finite helical axis, FHA) paikka sekä suunta.

Menetelmä tuotti järkeviä tuloksia, joten lisäkehitystä suositellaan.
Tekniikan oikea tarkkuus on selvitettävä esimerkiksi toistokokein, mutta näitä rajoittaa tietokonetomografiakuvaukseen liittyvä säderasitus.
ED:2011-09-29
INSSI record number: 42837
+ add basket
« previous | next »
INSSI