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Abstract
The purpose of this study was to develop a personalized three-dimensional (3-D) radiographic reconstruction and modelling method of human vertebral facet joints. Visibility of facet anatomical landmarks and areas of interest (AOI) was evaluated from conventional postero-anterior (PA), 20$\sp\circ$ angled down PA and lateral (LAT) digital X-rays of 20 idiopathic scoliotic adolescents. Thoracic facet joints were described as planar elliptic surfaces while lumbar posterior articulations were modelled by cylindrical surfaces. 3-D facet joint geometry of a complete (T1 to L5) dry spine specimen have been computed with this new approach and have been compared with their corresponding serial tomographic reconstructed models. Differences in the order of 2 mm in 3-D position and dimensions and 3,5$\sp\circ$ in orientations were observed between both representations of facet joints. This new in-vivo radiographic method will allow us to study the clinical significance of facet joint asymmetry and tropism involved in idiopathic scoliosis. Furthermore, personalized geometrical data drawn from this reconstruction method will be used to develop accurate finite element models of the spine and facet joint behavior for adequate biomechanical simulations of scoliosis orthopaedic treatments. (Abstract shortened by UMI.)
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Le but de cette étude était de développer une méthode personnalisée de reconstruction radiographique tridimensionnelle (3-D) et de modélisation des articulations des facettes vertébrales humaines. La visibilité des repères anatomiques des facettes et des zones d'intérêt (AOI) a été évaluée à partir de radiographies postéro-antérieures (PA) conventionnelles, de 20$\sp\circ$ inclinées vers le bas et de radiographies numériques latérales (LAT) de 20 adolescents scoliotiques idiopathiques. Les articulations des facettes thoraciques ont été décrites comme des surfaces elliptiques planes tandis que les articulations postérieures lombaires ont été modélisées par des surfaces cylindriques. La géométrie des articulations à facettes en 3D d'un spécimen complet de colonne vertébrale sèche (T1 à L5) a été calculée avec cette nouvelle approche et a été comparée à leurs modèles reconstruits tomographiques en série correspondants. Des différences de l'ordre de 2 mm dans la position et les dimensions 3D et de 3,5$\sp\circ$ dans les orientations ont été observées entre les deux représentations des facettes articulaires. Cette nouvelle méthode radiographique in vivo nous permettra d'étudier la signification clinique de l'asymétrie et du tropisme facettaires impliqués dans la scoliose idiopathique. De plus, des données géométriques personnalisées tirées de cette méthode de reconstruction seront utilisées pour développer des modèles d'éléments finis précis du comportement de la colonne vertébrale et des facettes articulaires pour des simulations biomécaniques adéquates des traitements orthopédiques de la scoliose. (Résumé abrégé par UMI.)
