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A novel interpolation approach for the generation of 3D-geometric digital bone models from image stacks

Mittag, Uwe und Kriechbaumer, Andreas und Rittweger, Jörn (2017) A novel interpolation approach for the generation of 3D-geometric digital bone models from image stacks. Journal of Musculoskeletal and Neuronal Interactions, 17 (2), Seiten 86-96. International Society of Musculoskeletal and Neuronal Interactions. ISSN 1108-7161.

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Kurzfassung

The authors propose a new 3D interpolation algorithm for the generation of digital geometric 3D-models of bones from existing image stacks obtained by peripheral Quantitative Computed Tomography (pQCT) or Magnetic Resonance Imaging (MRI). The technique is based on the interpolation of radial gray value profiles of the pQCT cross sections. The method has been validated by using an ex-vivo human tibia and by comparing interpolated pQCT images with images from scans taken at the same position. A diversity index of <0.4 (1 meaning maximal diversity) even for the structurally complex region of the epiphysis, along with the good agreement of mineral-density-weighted cross-sectional moment of inertia (CSMI), demonstrate the high quality of our interpolation approach. Thus the authors demonstrate that this interpolation scheme can substantially improve the generation of 3D models from sparse scan sets, not only with respect to the outer shape but also with respect to the internal gray-value derived material property distribution.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/113054/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:A novel interpolation approach for the generation of 3D-geometric digital bone models from image stacks
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Mittag, UweUwe.Mittag (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8580-3085NICHT SPEZIFIZIERT
Kriechbaumer, AndreasAndreas.Kriechbaumer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7481-6000NICHT SPEZIFIZIERT
Rittweger, JörnJoern.Rittweger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2223-8963NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:1 Juni 2017
Erschienen in:Journal of Musculoskeletal and Neuronal Interactions
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:17
Seitenbereich:Seiten 86-96
Verlag:International Society of Musculoskeletal and Neuronal Interactions
ISSN:1108-7161
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Peripheral Quantitative Computed Tomography, 3D Interpolation, 3D-models of Bone, Bone Reconstruction
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):Vorhaben Knocheneigenschaften (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Weltraumphysiologie
Hinterlegt von: Becker, Christine
Hinterlegt am:04 Jul 2017 12:34
Letzte Änderung:10 Jan 2019 15:51

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