个体化术前模拟截骨在全膝关节置换胫骨平台假体选择中的应用

背景:胫骨平台假体过大或者过小均会影响膝关节稳定性及置换后长期疗效,只有通过置换前分析提高胫骨平台假体骨质覆盖率才能进一步降低胫骨假体松动、下沉的发生率。目的:通过对初次全膝关节置换患者行CT三维重建及模拟截骨,从而选择相应的假体,最大化胫骨平台假体骨质覆盖率。方法:纳入76例(84膝)行初次全膝关节置换的患者,随机分为试验组38例41膝和对照组38例43膝。试验组所有患者置换前行CT平扫及三维重建,模拟胫骨平台截骨,通过对胫骨平台数据进行对比分析,选择相应的合适的假体,最大化胫骨平台假体骨质覆盖率;对照组患者未行CT三维重建。置换后对两组患者胫骨平台的骨质覆盖进行评估,并随访评价修复效果。结果与结论:75例患者得到随访,随访时间13-56个月,试验组1例患者因假体周围骨折退出研究。通过置换后随访分析,试验组与对照组之间平台假体覆盖率分别为(89.87±4.14)%,(83.15±5.21)%;置换后纽约特种外科医院(HSS)评分分别为(87.48±8.69)分和(82.37±10.14)分,两组差异有显著性意义(P<0.05)。而在关节活动度和置换后并发症方面,两组之间差异无显著性意义(P>0.05)。提示通过对行全膝关节置换患者行CT三维重建及模拟截骨,从而选择合适的假体类型,可以提高胫骨平台假体骨质覆盖率,有助于取得满意的修复效果。

先天性髋脱位骨刀模型的研究

目的 :在建立先天性髋脱位 (CDH)的计算机三维交互模型的基础上 ,建立三维骨刀模型 ,模拟截骨。方法 :利用螺旋体积CT获得患儿髋关节扫描数据 ,用B +树组织按marchingcubes方法完成骨刀模型的重建。通过对B +树的不完全遍历和回溯 ,定位表面模型间的交点并分割髋关节模型。结果 :重建的骨刀模型与CDH三维模型之间 ,可进行实时交互。初步实现了对骨性三维交互模型任意位置的平面切割、球面切割、拾取和拼合。结论 :此建模、切割方法可行有效 ,可用于计算机模拟骨性手术的研究。

基于正常成年人CT胫骨近端影像三维重建的解剖形态学参数测量研究

目的建立数字化三维解剖模型对胫骨近端骨性解剖结构进行测量,获取当地人群胫骨近端解剖学形态参数,为地区性的胫骨近端植入物设计和个体化治疗提供数据支持。方法选择132例连云港地区膝关节软组织损伤但骨关节正常的患者,其中男性68例,女性64例;年龄20~41岁,平均年龄34.7岁;身高158.3~182.1 cm,平均身高167.5 cm。行膝关节CT图像,获取正常胫骨近端骨性结构形态学影像,对每例通过Mimics软件进行胫骨三维重建并模拟截骨,测量胫骨平台的内外侧后倾角度反映胫骨截骨面形态的相关参数[胫骨平台宽(tML)、胫骨平台前侧宽(tAML)、胫骨平台后侧宽(tPML)、胫骨截骨面前后径(tAP)、胫骨内侧前后径(tMAP)和胫骨外侧前后径(t LAP)],并计算tML/tAP比值,比较各解剖形态参数差异并计算全膝关节置换术(TKA)切除面tMAP/t LAP比值。结果男性、女性胫骨平台内侧后倾角(MPTS)分别为(9.70±2.69)°和(8.74±2.52)°,胫骨外侧后倾角(LPTS)分别为(7.39±2.41)°和(7.33±2.45)°。男性、女性tML/tAP分别为1.56±0.07、1.56±0.08,tMAP/t LAP分别为1.09±0.01、1.10±0.02。男性、女性tML、tAML、tPML、tAP、tMAP和tLAP分别为(79.67±2.80) mm和(69.19±3.06) mm、(69.71±3.13) mm和(60.53±2.98) mm、(81.72±2.83) mm和(68.78±3.01) mm、(51.03±2.11) mm和(44.44±2.18) mm、(53.06±2.01) mm和(44.33±2.19) mm、(48.74±2.11) mm和(40.47±2.38) mm。胫骨近端模拟截骨中,男性截骨平面大于女性,tML/tAP比值差异无统计学意义(P> 0.05);女性胫骨内外侧平台不对称性大于男性,tMAP/tLAP比值差异有统计学意义(P <0.05);男性胫骨平台MPTS、LPTS高于女性(P <0.05)。结论数字化三维重建技术可以对胫骨近端进行精确的形态学测量和模拟截骨,能够为TKA及假体设计提供数据参考。

计算机辅助骨科导航技术面临的主要问题

计算机辅助骨科导航技术（Computer Assisted Orthopedic Surgery，CAOS）在骨科领域的应用最早是利用CT图像重建辅助椎弓根钉植入，后来进一步用于髋、膝关节置换。十多年来该技术发展极其迅速，现几乎在骨科所有领域均已开展临床实际应用，并取得初步成效。在髋关节置换方面，可使臼杯放置的角度达到十分理想化的程度，且能使手术过程更加微创。在全膝关节置换方面，不需进入髓腔，截骨更加准确，特别是在术中可随时模拟截骨状态测量和调节两侧软组织的平衡。在脊柱外科方面，可准确、安全地置入椎弓根钉，特别是在齿状突骨折的固定等方面。在关节镜外科，它大大改进了前交叉韧带修复术的准确性。在创伤外科，它大大改善了骨盆骨折的疗效，尤其是髋臼骨折、陈旧性骨折等。另外，在内固定物的放置方面，可提高锁钉的准确性、节约时间和减少X线照射时间。临床实践表明它可使骨科手术在精确和微创方面得到很大的提高和完善，从而进一步提高手术疗效，最终将促使骨科技术的发展呈现革命性飞跃。