A study on computer aided diagnosis of posterior cruciate ligaments is presented in this paper. The diagnosis relies on T1-weighted magnetic resonance imaging. During the image analysis stage, the ligament region is automatically detected, localized, and extracted using fuzzy segmentation methods. Eight geometric features are defined for the ligament object. With a clinical reference database containing 107 cases of both healthy and pathological cases, a Fisher linear discriminant is used to select 4 most distinctive features. At the classification stage we employ five different soft computing classifiers to evaluate the feature vector suitability for the computerized ligament diagnosis. Among the classifiers we introduce and specify the particle swarm optimization based Sugeno-type fuzzy inference system and compare its performance to other established classification systems. The classification accuracy metrics: sensitivity, specificity, and Dice index all exceed 90% for each classifier under consideration, indicating high level of the proposed feature vector relevance in the computer aided ligaments diagnosis.
Aim: The purpose of the study was to improve the ultrasonographic assessment of the anterior cruciate ligament by an inclusion of a dynamic element. The proposed functional modification aims to restore normal posterior cruciate ligament tension, which is associated with a visible change in the ligament shape. This method reduces the risk of an error resulting from subjectively assessing the shape of the posterior cruciate ligament. It should be also emphasized that the method combined with other ultrasound anterior cruciate ligament assessment techniques helps increase diagnostic accuracy. Methods: Ultrasonography is used as an adjunctive technique in the diagnosis of anterior cruciate ligament injury. The paper presents a sonographic technique for the assessment of suspected anterior cruciate ligament insufficiency supplemented by the use of a dynamic examination. This technique can be recommended as an additional procedure in routine ultrasound diagnostics of anterior cruciate ligament injuries. Results: Supplementing routine ultrasonography with the dynamic assessment of posterior cruciate ligament shape changes in patients with suspected anterior cruciate ligament injury reduces the risk of subjective errors and increases diagnostic accuracy. This is important especially in cases of minor anterior knee instability and bilateral anterior knee instability. Conclusions: An assessment of changes in posterior cruciate ligament using a dynamic ultrasound examination effectively complements routine sonographic diagnostic techniques for anterior cruciate ligament insufficiency.
PL
Cel pracy: Celem pracy jest ocena możliwości poprawienia ultrasonograficznej oceny niewydolności więzadła krzyżowego przedniego poprzez wprowadzenie elementu badania dynamicznego. Modyfikacja czynnościowa ma na celu przywrócenie prawidłowego napięcia więzadła krzyżowego tylnego, czemu towarzyszy widoczna zmiana jego kształtu. Opisywana metoda zmniejsza ryzyko popełnienia błędu wynikającego z subiektywnej oceny kształtu więzadła krzyżowego tylnego i – co należy podkreślić – w połączeniu z innymi sposobami ultrasonograficznej oceny więzadła krzyżowego przedniego pozwala zwiększyć trafność diagnozy. Metoda: Jako metodę wspomagającą w diagnostyce uszkodzeń więzadła krzyżowego przedniego wykorzystuje się ultrasonografię. W pracy przedstawiono technikę badania i oceny ultrasonograficznej wydolności więzadła rozszerzoną o badanie dynamiczne. Technika ta może być rekomendowana jako dodatkowa procedura w diagnostyce ultrasonograficznej uszkodzeń więzadła krzyżowego przedniego. Rezultaty: Podczas ultrasonograficznego badania pacjentów z podejrzeniem uszkodzenia więzadła krzyżowego przedniego uzupełnionego metodą dynamicznej oceny zmiany kształtu więzadła krzyżowego tylnego zmniejsza się ryzyko popełnienia subiektywnego błędu przy ocenie i zapewnia większą trafność diagnozy. Ma to znaczenie zwłaszcza u osób z niewielką niestabilnością przednią stawu kolanowego, jak również z niestabilnością przednią występującą jednocześnie w obu stawach kolanowych. Wnioski: Ocena zmiany przebiegu więzadła krzyżowego tylnego w badaniu dynamicznym USG skutecznie uzupełnia dotychczasowe sposoby diagnozowania niewydolności więzadła krzyżowego przedniego.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
A multi-step methodology resulting in a three-dimensional visualization and construction of feature vector of posterior cruciate ligament is presented. In the first step the location of the posterior cruciate ligament is established using the fuzzy image concept. The fuzzy image concept is based on the entropy measure of fuzziness extended to two dimensions. In order to reduce the area of analysis, the region of interest including the ligament structures is detected. In this case, the fuzzy C-means algorithm with median modification helping to reduce blurred edges was implemented. After finding the region of interest, the fuzzy connectedness procedure was performed. This procedure permitted to extract the ligament structures. On the basis of the extracted posterior cruciate ligament structures, the three-dimensional visualization of this ligament was built and, with the support of experts' knowledge, an appropriate feature vector was constructed and its values assigned for normal and pathological cases. Correct results were obtained for over 88% of 97 cases.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.