数字技术在人工全髋关节置换术中的应用解剖学研究

摘要

目的:
　　探索把数字技术应用于临床人工全髋关节置换术,为临床选择更适配的人工全髋关节假体提供新的方法。
　　材料与方法:
　　1.数字模型和全髋关节假体数据库的建立:13例正常成人(不分种族、性别,排除畸形和有骨盆外伤史者)的骨盆(扫描自髂嵴至股骨小转子下至少2cm)及膝关节和42-56号的髋臼假体和01-4号钛合金股骨柄(矩形,HA微孔)假体连续CT扫描,扫描条件:16排螺旋CT,骨组织窗,电压120kv,电流300mA,层距1mm,扫描数据以dicom3.0标准直接存储。将CT扫描数据输入电脑,Mimics软件直接读取dicom格式的CT断层图像,经定位图像,组织图片,二次内插值处理,界定骨组织阈值,软件自动形成各层面骨组织轮廓曲线,每层图像经边缘分割、选择性编辑及补洞处理,区域增长分割出近端股骨与骨盆、全髋关节假体,去除冗余数据,经3D计算建立骨盆、近端股骨、膝关节和全髋关节假体的数字模型并以STL格式导出。
　　2.髋关节形态参数的数字模型研究:将骨盆、近端股骨及膝关节数字模型以STL格式导入UG Imagewre12.0,应用软件功能,提取髋臼内表面轮廓,用软件功能拟合半球,截取半球底面的点云,拟合简单曲线圆,得到圆的直径即为髋臼的横径R;将半球的点云投影到底面,选取底面的中心点与中心点对应的半球点,两点建立直线即为髋臼的高度H;建立骨盆的正中矢状面和冠状面,以半球的球心和半球的最高点的连线确定髋臼轴,髋臼轴与矢状面的角度为外展角;髋臼轴与冠状面的角度为前倾角;提取股骨颈点云建立拟合圆柱的中心轴线即股骨颈中心轴,股骨颈中心轴与髁轴(内外髁中点的连线)的夹角为股骨颈前倾角;以股骨大转子的顶点与髁轴的中点作股骨长轴,股骨长轴与股骨颈中心轴之间的角度为颈干角;在小转子中点上20mm截取股骨的横断面点云,建立拟合椭圆,椭圆的长轴为股骨横断面的长轴,长轴与小转子中点下20mm处横截面中心建立股骨近端髓腔的长轴面,测量长轴方向上的髓腔内径T;计算干骺端髓腔开大指数MCFI(T20/T-20)。
　　3.将数据输入SPSS17.0进行统计学分析。
　　4.建立需行人工全髋关节置换手术的患者骨盆数字模型,测量患侧的髋臼大小选择对应的髋臼假体,对比小转子上10mm近端股骨和股骨柄横断面选择合适的假体。
　　5.根据术前选择的假体施行手术,术后6个月根据harris评分进行评价,并与同期行传统人工全髋关节置换术患者的harris评分进行统计学比较。
　　结果:
　　1.13例骨盆三维模型数据测量结果分析:髋臼前倾角、外展角与身高、性别、年龄、侧别因素无显著性差异;股骨颈前倾角及颈干角与侧别、年龄、性别及身高因素无显著性差异;髋臼高度及髋臼横径与侧别和年龄无显著性差异,而与身高、性别因素有显著性差异,P<0.05,髋臼高度与身高因素的相关系数r=0.858,n=13,P<0.05,经检验有显著相关性。髋臼横径与身高因素的相关系数r=0.974,n=13,P<0.05,经检验有显著相关性;T20与 T-20与性别、年龄、身高因素有显著性差异,但无显著相关性;MCFI与身高、年龄、性别、侧别等因素无显著性差异。
　　2.根据术前模拟实行的手术和传统手术后6个月患者harris评分,t=3.76,P=0.004。
　　结论:
　　1.数字技术为髋关节解剖相关参数的测量提供了一种新的方法。
　　2.利用数字技术可以选择与患者更匹配的全髋关节假体,提高人工全髋关节置换术的近期效果,为临床术前选择全髋关节假体提供一种新的方法。

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前言

第一部分 髋关节数字模型的建立与三维解剖学测量

1.1材料与方法

1.2 结果

1.3 讨论

1.4 结论

第二部分 数字技术在选择全髋关节假体中的临床应用研究

2.1 材料与方法

2.2 结果

2.3 讨论

2.4 结论

参考文献

[文献综述]

三维重建技术在椎弓根螺钉内固定中的应用

主要英文缩略语索引

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