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《吉林大学》 2008年
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数字化国人膝关节形态学测量在人工膝关节领域的应用研究

刘俊利  
【摘要】: 目的:随着中国人口的不断老龄化以及老年人膝关节的退行性改变,使得国人人工膝关节置换手术变得越来越普遍,因此人工膝关节置换术后的成功率和人工膝关节假体的使用寿命也就成为了人们关注的重点。人工膝关节置换手术是一项精确的手术,在人工膝关节置换手术中,精确的截骨量、截骨角度以及假体的形态学匹配度是影响人工膝关节置换手术成功的关键。本研究通过对正常国人膝关节CT扫描,扫描图像的三维重建,以及重建膝关节模拟人工膝关节置换手术进行胫骨近端和股骨远端的截骨、形态学测量和统计分析,比较国人膝关节形态学大小与国内外目前使用的膝关节形态尺寸之间的差异,同时进行国人人工膝关节形态的大小设计,为指导适合国人人工膝关节的生产提供形态学依据。 方法:通过CT扫描收集120个正常国人—志愿者膝关节的CT扫描图像,应用三维重建软件进行国人膝关节扫描图像的三维重建,建立数字化国人膝关节模型,对重建膝关节三维模型模拟人工膝关节置换手术,在内侧胫骨平台下方6mm保持7度后倾角进行膝关节胫骨近端截骨,在股骨远端内侧髁最低点上方9mm保持6度外翻角进行股骨远端截骨,测量截骨断面的前后径(AP)、左右径(ML)及其它主要的相关参数,对测量结果进行统计分析,并与国内外使用的部分人工关节假体形态尺寸进行比较,观察假体形态与国人膝关节形态的差距。根据相关测量统计数据进行国人人工膝关节的形态设计,在形态学上为国人人工膝关节的设计提供理论依据。 结果:通过CT扫描收集到正常国人膝关节CT图像120套,扫描范围为膝关节的关节线以上20cm,关节线以下20cm。重建出120例正常国人的膝关节三维模型。模拟人工膝关节置换手术并进行了胫骨近端和股骨远端的截骨,在截骨断面进行了形态学测量,国人胫骨近端形态学测量结果:男性胫骨左右径(tML)为75.9±2.9mm,胫骨前后径(tAP)为52±2.2mm,两者的相关系数为0.50;女性胫骨左右径(tML)为69.9±2.7mm,前后径(tAP)为46.5±2.1mm,两者的相关系数为0.57;总体胫骨左右径(tML)为72.9±4.5mm,胫骨前后径(tAP)为49.6±3.5mm,两者的相关系数为0.82。 120例国人股骨远端截骨断面形态学测量结果:男性股骨左右径为(fML)为74.9±2.9mm,股骨前后径(fAP)为66.6±2.4mm,两者的相关系数为0.52;女性股骨左右径(fML)为67.1±3.2mm,股骨前后径(fAP)为61.6±2.9mm,两者的相关系数为0.63;总体股骨左右径为(fML)为71.5±4.9mm,股骨前后径(fAP)为64.3±3.7mm,两者的相关系数为0.80。 结论:国人膝关节胫骨近端tML和tAP具有较强的相关性,其中总体相关性要强于男性和女性个体相关性(男性为0.50,女性为0.57,总体为0.82)。其形态大小与国内使用的部分人工关节假体相比,结果发现假体种类中Scopio,PFC Sigma与国人膝关节形态匹配度较好,其他假体尺寸与国人膝关节的形态学存在着一定的差距。股骨远端fML和fAP具有较强的相关性,其中总体相关性要强于男性和女性个体相关性(男性为0.52,女性为0.63,总体为0.80)。其形态大小与国内使用的部分人工关节假体相比,结果发现在五种人工膝关节假体中只有NexGen与国人膝关节形态匹配度较好,其余人工膝关节假体与国人膝关节形态存在一定差距。 因总体相关性强于个体,因此在人工关节的设计中应将整个国人作为总体,同时结合国人膝关节形态大小的数据及形态学相关性,才能设计出更适合国人骨骼形态的人工关节假体。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:R322;R687.4

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