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正常国人股骨近端三维几何形态测量及相关研究

汪伟  
【摘要】: 研究背景:髋关节是人体的重要关节。据统计,每年全世界约有二百万患者进行全髋关节置换手术,美国每年仅进行骨水泥型全髋关节置换手术的病人就有十万余人。然而,中国每年进行全髋关节置换手术的患者约为三万六千人。这并不是说在我国髋部疾病的发病率低,主要是1、许多国内患者对疾病认识不足,未能及时就诊;2、传统观念的影响,对置换关节心有余悸;3、进口关节价格高,许多国人不能承受高昂的医疗费用。尽管国产关节价格较低,但假体与股骨不能很好的匹配,使得术后出现髋部疼痛、假体微动,导致假体过早的松动。生物固定型假体与股骨良好的匹配有利于假体的骨长入,减少其微动,延长人工关节的寿命。由于欧美髋关节假体是按照白种人股骨参数进行设计的,而国人股骨参数与白种人存在着明显差异(11),因此,进口的欧美髋关节假体有可能会出现与国内病人髋部不匹配的情况。为了设计出符合国人的髋关节假体,建立正常国人股骨参数的数据库十分必要。股骨近端参数的测量,主要是通过尸体骨的直接测量和医学影像技术(包括X拍片、CT扫描、螺旋CT三维重建等)进行间接测量。随着计算机技术的发展,计算机辅助设计(Computer-aided design CAD)逐渐被应用于假体设计领域。 方法:本研究是对160例正常国人股骨近端大体形态进行测量。通过CT对正常国人股骨近端进行数据的采集、测量,在此基础上,将所采集的CT数据通过计算机辅助设计进行股骨的重建,建立起国人股骨近端三维实体模型,并对其进行二维及三维空间的测量、分析、比较,了解国人股骨形态的特点。为了校正CAD测量的误差,通过对尸体骨进行CT扫描后进行切割,用游标卡尺进行手工测量,并与CAD重建的股骨的相应部位测量参数进行比较。 结果:CT扫描显示在小粗隆区域,均可见到自后内侧骨距部突出的皮质骨样棘;与白种人相比,四人股骨头中心位置、offset、颈干角等参数 ( 硕士论文:正常国人股骨近端三维几何形态测量及相关研究 解放军军医进修学院 与其存在明显差异中功刀1人 截骨平面股骨内径与股骨近端及峡部内径 有很强的相关性;年龄与皮质厚度有强的相关性(,0石601<0刀1),随着 年龄增长,髓腔内径会增大;通过股骨的三维重建进行相关参数测量,发 -现股骨髓外测量值与标准X片测量值无明显差异;随着股骨近端向远端 移行,股骨髓内长径与股骨颈平面的夹角逐渐增加,说明股骨近端髓腔在 三维立体空间上存在旋转;股骨干轴线通过股骨近端的梨状窝附近。手工 游标卡尺测量的各个断层前后径及内外径与CAD重建后测量的相应截段 的平均误差为1.2495毫米,近端各个断层前后径及内外径与CAD重建后 测量尺寸平均误差为1.394毫米,远端为0905毫米。 结论:1、国人股骨近端几何参数与白种人存在差异。CT扫描结果表 明:在小粗隆区后内侧自股骨距突出一骨性棘,对于防止假体微动有着重 要作用;通过我们的测量发现国人的髓腔闪烁系数(Canal Flare Index CFI) 与白种人无明显差异。由于小粗隆区域尺寸变化很大,无法通过一种假体 来满足所有股骨形态的要求,因此,对于国人假体设计仍需多种型号的假 体相匹配。2、计算机辅助设计进行CCT的重建,可包含更多的信息,较 CT准确度要高。并且可以对重建的股骨进行任意切割,更加便于对股骨 的大体形体学的研究以及参数的测量。在国内我们首先使用此项技术对股 骨近端大体形态进行了研究测量,发现股骨髓腔存在扭转角,影响假体的 安放及假体的设计;小粗隆中点上方20毫米横断面上长径与股骨颈前倾 ·角间存在的夹角,医生安放股骨假体时需要考虑此夹角,以便恢复正常的 前倾角,同时能够保证假体柄与股骨髓腔的匹配。对于股骨近端大体形态: 我们通过髓腔的前方闪烁系数(nerior flare index AFI)及内侧闪烁系数 (Media lare index MFI)将其分成五中类型,便于对股骨进行描述分类。尸 体骨与CAD重建的股骨相比较,手工测量及CAD测量均存在着误差, 但是误差范围是可以接受的。


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