Walking without pain in the toe has a significant impact on a person’s well-being. Human mobility will be impaired in osteoarthritis of the big toe, and pain will occur during walking. By replacing the cartilage or bone injury with an individualised implant, osteochondral injuries to the knee and ankle can be treated. One company that develops and produces these implants together with associated surgical instruments is called Episurf Medical AB. The company can evaluate a lesion and design the individual implant with its associated instrument based on magnetic resonance imaging or computed tomography images. Episurf currently has a production of implants with associated surgical instruments for the knee and ankle but wants to expand further to implants for the metatarsophalangeal joint (MTP joint), commonly named the big toe joint. In order to perform the work process and create the implant and the surgical instruments, Episurf needs qualitative images taken with MRI or CT. Episurf has specific protocols for CT and MRI for imaging the knee and ankle, but no protocol exists yet for the MTP. In this project, CT and MRI have been used to scan the MTP, where various parameters such as foot position, image plane, slice thickness, slice increment and FOV were tested. For CT, different tube currents and tube voltages and their effect on image quality was also tested. In MRI, different sorts of sequences to use when taking pictures of MTP were evaluated. In addition to CT, a scan was also performed with cone-beam computed tomography(CBCT) to see if it could be an additional imaging modality. When evaluating the images for all imaging modalities, Signal to Noise Ratio(SNR), spatial resolution and contrast were considered. For CT, the radiation was evaluated against image quality, and for MRI, the time aspect was evaluated. For images taken with a CT, the parameter setting for the slice thickness should be 0.5-0.8 mm, and the slice increment should be 50% of the slice thickness. As the foot is not a radiation-sensitive region, the radiation can be high. Since the radiation is recommended to be high and the only critical area to evaluate is the big toe, it is enough to include only the forefoot. Finally, the patient’s foot should be in the standing position to have the best possible evaluation opportunities. MRI needs additional tests to find the best relationship between time, SNR, slice increment and slice thickness. More tests also need to be performed for CBCT, where its technology is examined to create an acceptable segmented 3D model, as it was difficult in this project. / Att kunna gå utan smärta i tån har en stor påverkar för en människas välmående. Vid osteorarithis i stortån kommer människans rörlighet att försämras och smärta uppstår vid gången. För att behandla osteokondrala skador för knä och ankeln ersätts skador på brosket eller benet med ett individanpassat implantat. Ett företag som utvecklar och producerar dessa implantat ihop med tillhörande kirurgiska instrument heter Episurf Medical. Baserat på bilder tagna av en MRI eller en CT kan företaget utvärdera en skada och designa det individanpassande implantat med dess tillhörande instrument. Episurf har idag en produktion av implantat med tillhörande kirurgiska instrument för knät och ankeln men har nu velat expandera vidare till implantat för metatarsalphalangen-leden(MTP joint), stortåleden. För att kunna utföra arbetsprocessen och skapa implantatet och de kirurgiska instrumenten behöver Episurf kvalitativa bilder tagna med magnetiskresonanstomografi(MRI) eller datortomografi(CT). För knä och ankeln finns det specifika protokoll för de olika maskinerna skapade för avbildning av knä och ankel, men ännu existerar det inget för MTP. I detta projekt har CT och MRI använts vid skanningar av MTP, där olika parametrar som fotposition, bildplan, snittjockleken och snittöverlapp testas. För CT testades även olika rörström och rörspänning och deras påverkan på bild-kvalitén. Inom MRI utvärderas vilka typer av sekvenser som ska användas när bilder av MTP tas. Förutom CT gjordes även en skanning med kon-datortomografi(CBCT)för att se om den kunde vara en ytterligare avbildnings modalitet. Vid utvärdering avbilderna för alla avbildningsmodaliteter togs Signal to noise ratio, spatiell upplösning och kontrast i beaktande. För CT utvärderades strålningen gentemot bildkvalitet och för MRI utvärderades tidsaspekten. För bilder tagna med en CT bör parameter inställningen för snittjockleken vara 0.5-0.8 mm och snittöverlappet vara 50% av snittjockleken. Då foten inte är en strålkänslig region bör strålningen vara hög. Eftersom strålningen rekommenderas vara hög och det enda intressanta området att utvärdera är stortåbenet, räcker det med att endast inkludera framfoten. Slutligen bör patientens fot vara i stående position för att få så bra utvärderings möjligheter som möjligt. För MRI behöver ytterligare tester för att finna den bästa relationen mellan tid, SNR och snitt tjocklek. Fler tester behöver också utföras för CBCT där dess teknik undersöks, detta för att kunna skapa bra bilder att 3D-segmentera då det var svårt i detta projekt.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-309477 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Jacobsson, Johanna |
| Publisher | KTH, Fysik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2022:014 |
Page generated in 0.0027 seconds