Three-dimensional reconstruction of the rib cage from biplanar radiography

ObjectiveFew authors propose in vivo tools for 3D geometrical description of the rib cage for clinical or biomechanical applications. The purpose of this study is to present a method providing a personalized 3D geometry of the rib cage from biplanar X-rays, and to evaluate its intra- and interobserver reproducibility. A morphometric study of asymptomatic rib cages is also presented.Materials and methodsBoth frontal and lateral radiographs were taken on 15 asymptomatic volunteers. For each set of stereoradiographs the rib cage was reconstructed six times. Then, shape and morphometric comparisons were performed between the reconstructions realised by the same observer and by different observers.ResultsThe extensive reproducibility evaluation performed demonstrated a good intra-observer reproducibility for local and global morphometric parameters, and a good interobserver reproducibility for global parameters (twice the standard deviation [2S.D.] < 5%). Acceptable interobserver variations for angles (2S.D. < 5°) and local shape parameters (2S.D. < 10%) were also found. The interobserver variability in term of point-to-surface distances was equal to 5.1 mm (mean: 1.9 mm).DiscussionThe present study evaluated the intra- and interobserver reproducibility of a 3D reconstruction method of the rib cage whose accuracy was previously evaluated. Reproducibility results could not be compared to previous studies because the evaluation procedures were different. However, the morphometric data provided by the present stereoradiographic method could be compared and were found globally consistent with the previous published data.ConclusionThe present study completes the evaluation of a stereoradiographic 3D reconstruction method of the rib cage. In addition, the morphometric data acquired will have an important clinical significance for researchers evaluating chest cage morphometry and development.

RésuméObjectifPeu d’études présentent des outils de mesure in vivo de la géométrie 3D de la cage thoracique. Le but de cette étude est de présenter une méthode fournissant la géométrie 3D personnalisée de la cage thoracique à partir de clichés stéréoradiographiques, et d’évaluer sa reproductibilité intra- et interopérateur.Matériel et méthodesQuinze paires de radiographies frontales et latérales ont été prises sur 15 volontaires asymptomatiques. Pour chaque stéréoradiographie la cage thoracique a été reconstruite six fois. Ensuite, des comparaisons de forme et morphométriques ont été réalisées entre les différentes reconstructions effectuées par le même ou par différents opérateurs.RésultatsL’évaluation effectuée a mis en évidence une bonne reproductibilité intra pour les paramètres morphométriques locaux et globaux, et une bonne reproductibilité inter pour les paramètres globaux (2 × écart-type [2ET] < 5 %). Les variations interopérateur pour les angles (2ET < 5°) et les paramètres de forme locaux (2ET < 10 %) étaient acceptables. La variabilité interopérateur en terme de distances point-surface était égale à 5,1 mm (moyenne : 1,9 mm).DiscussionCette étude a évalué la reproductibilité intra et inter d’une méthode stéréoradiographique de reconstruction 3D de la cage thoracique dont la précision a été évaluée précédemment. La reproductibilité obtenue n’a pu être comparée directement avec les études précédentes car les procédures d’évaluation différaient. Cependant, les données morphométriques ont pu être comparées et sont globalement cohérentes avec celles précédemment publiées.ConclusionCette étude complète l’évaluation d’une méthode de reconstruction stéréoradiographique 3D de la cage thoracique. De plus, les données morphométriques acquises auront une utilité clinique toute particulière notamment pour les chercheurs développant des modèles tridimensionnels de la cage thoracique.