Evaluation de la précision du landmarking sur CT-scans 3D segmentés de membres inférieurs complets arthrosiques et de son impact sur la morphométrie 3D
Ysé Roch  1, 2  , Nolwenn Fougeron  3@  , Antoine Perrier  1, 2, 4@  , Yohan Payan  1  , Clément Horteur  1, 5  , Benoît Gaulin  1, 5@  , Marek Bucki  2  , Estelle Palluel  1  
1 : Biomécanique des Tissus Vivants et des Matériaux, Motricité (TIMC-Bioméca-Mot)
Univ. Grenoble Alpes, CNRS, UMR 5525, VetAgro Sup, Grenoble INP, TIMC, 38000 Grenoble, France
2 : TwInsight
TwInsight
3 : Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Univ Rennes, CNRS, Inria, IRISA - UMR 6074
4 : Departement of Orthopedics and Traumatology
Service de Chirurgie Orthopédique et Traumatologique du Groupe Hospitalier Diaconesses Croix Saint-Simon
5 : Department of Orthopedics and Sport Surgery
CHU Grenoble-Alpes

Objectifs : En analyse du mouvement et planification préopératoire pour l'arthrose des membres inférieurs, le placement précis de repères anatomiques est essentiel. Des techniques de landmarking ont été développées pour mesurer automatiquement des métriques morphométriques et chirurgicales (angles et distances) des membres inférieurs 1,2. Toutefois, le manque de méthodes d'évaluation robustes limite leur application clinique 3,4. Cette étude vise à développer une méthode d'évaluation pour le landmarking automatique et son impact sur la morphométrie. 

Question de recherche : Quelle est la précision d'un algorithme de landmarking automatique sur des membres inférieurs arthrosiques, et comment affecte-t-elle les métriques chirurgicales ? 

Méthode : Cette étude quantitative reposait sur 30 CT-scans de patients avec arthrose segmentés pour isoler les structures osseuses. Deux chirurgiens ont annoté 87 landmarks à plusieurs reprises pour étudier la répétabilité et la reproductibilité des annotations manuelles, utilisées comme référence. Le landmarking automatique a été comparé aux annotations manuelles. A partir de ces landmarks, 22 métriques d'angles et 8 de distances ont été calculées. Les tests statistiques (Wilcoxon ou Student) ont évalué la significativité des écarts intra- et inter-opérateur ainsi qu'avec la méthode automatique. Les graphiques de Bland-Altman ont été utilisés pour évaluer l'accord entre les deux méthodes et une analyse de sensibilité a évalué l'impact de la précision des landmarks sur les métriques.

Résultats : L'erreur moyenne du landmarking automatique est de 2.05 mm (0.00-16.53 mm). La répétabilité et la reproductibilité moyenne des métriques étaient de 1.76° et 1.85° (angles) et 1.43 et 1.61 mm (distances). Les erreurs entre les métriques automatiques et manuelles est de 1.95 ° pour les angles et de 2.44 mm pour les distances.

Conclusion : La précision du landmarking automatique influence significativement les métriques chirurgicales soulignant l'importance de méthode rigoureuse pour son évaluation et son intégration clinique.


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