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Enregistrement W2527237775

HIP JOINT CENTER LOCATION WITH KALMAN FILTER

2012· article· en· W2527237775 sur OpenAlexaboutno aff
Elisa Beretta, Marta Valenti, Elena De Momi, Giancarlo Ferrigno

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueTotal Knee Arthroplasty Outcomes
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésKinematicsPelvisKalman filterComputer scienceFemurComputer visionArtificial intelligenceAnatomyMedicineSurgeryPhysics
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The location of the hip joint center (HJC) allows correct prosthesis aligning and positioning in Computer-Assisted Orthopaedic Surgery (CAOS) applications. For the kinematic HJC localisation, the femur is moved around the pelvis with ad hoc motion trials (“pivoting”). The “Pivoting algorithm” [Siston et al., J Biomech 39 (2006) 125–130] is the functional state-of-the-art method for the hip center localisation. A source of systematic error in HJC localisation algorithms is represented by the pelvis motion during the pivoting. In computer assisted total knee arthroplasty applications, the pelvis pose is not acquired during passive movements. In motion capture applications, Kalman Filter (KF) methodology was used to estimate the pose of hidden segment for rigid body pose estimation. The purpose of this study was to validate the accuracy and robustness of a Kalman Filter algorithm, applied to a state space formulation based on two links model of the hip joint, to track the HJC position during passive movements of the articulation in CAOS procedure. The state space model describes femur and pelvis kinematics under the hypothesis of non-laxity of the articulation (ideal spherical joint). The first link models the femoral bone, while the second link models the pelvis. The femur is tracked with a Dynamic Reference Frame (DRF) attached to the distal end, composed by four active markers, while the pelvis is tracked attaching a marker to it. The kinematic relations between the state vector and the observations are non linear function. The state space has been implemented with II order linear dynamics. The position of HJC in the Femur Reference Frame is modeled with non-dynamic state variables. In order to validate the proposed algorithm, a physical model of the hip joint (femur and pelvis) was realised using SawBones models. An active optical localisation system (Certus, NDI, Ontario, Canada) was used in order to track the coordinates of two DRF rigidly connected on each segment and the coordinates of a marker attached to the pelvis segment (on the Anterior Superior Iliac Spine ASIS). The pelvis phantom is locked on a Mass-Spring-Damper platform with 2 DoFs, which mimics soft tissues behaviour. During the pivoting motion, the poses of the femur DRF and the positions of the ASIS marker of the pelvis DRF were collected. The acquired data were the observable outputs to the KF algorithm, which computes an estimation of the state parameters. The accuracy is evaluated as the Euclidean distance between respectively the estimated and Gold Standard HJC positions in FRF. The KF method performances were compared with the “Pivoting” algorithm. The localisation errors computed for both the methodologies were evaluated with respect to the HJC translation, to the Range Of pivoting Motion (ROM) and to the velocity of femur DRF trajectory (Pearson correlation analysis). The positive correlation coefficients between HJC translation and the localization errors result statistically significant (p The new method KF proved to be applicable in current CAOS systems. The substantial improvement of KF method is the possibility of reducing the systematical error, caused by pelvis motion during passive movement of the femur, to compute HJC position. On the other hand, tracking the HJC trajectory in real time is a nontrivial task and requires a very accurate filter parameters tuning. Further tests must be made to estimate the in-vivo range of HJC translation during passive pivoting movements and evaluate the performances of KF method with respect to others state-of-the-art methods.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,020
Score d'incertitude au seuil0,040

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0040,002

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,024
Tête enseignante GPT0,252
Écart entre enseignants0,228 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2012
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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