基于股骨三维多线外形计算颈干角的方法

A Method of Calculating the Neck-Shaft Angle Based on 3D Multiline Shape of Femur

股骨颈干角是股骨颈轴与干轴形成的内倾角,是髋关节疾患的重要诊断和治疗指标,其提取方法大多是通过二维测量。在建立股骨三维模型的基础上,试图通过先确定股骨颈干轴的方法确定颈干角。首先通过球面拟合确定股骨头中心,再通过圆拟合和直线拟合确定股骨干轴线。然后构造垂直于假定颈轴的平面与股骨体相交,得到横截面;最后构造优化模型迭代搜索,使得横截面面积最小,以确定颈轴线。同时,颈轴和干轴的夹角即为所求颈干角。20例股骨多线外形数据测量的结果表明:股骨头拟合误差仅为0.434 0 mm,股骨颈干角的测量平均值为126.325 9°,与前人对颈干角的测量平均值相符。该方法为描述股骨复杂的3D结构特征提供参考,同时为制造医学假肢和医学手术提供准备。