移动式C型臂X射线机图像拼接在骨科手术中的应用

背景:在脊柱和长骨骨折等骨科手术治疗中,获取骨折部位的完整骨结构图像对于监控和评价骨科术中效果具有十分重要的临床意义。目的:探讨移动式C型臂X射线机图像拼接技术在临床骨科手术中的应用效果。方法:对骨科手术部位的脊柱和长骨进行C型臂X射线机透视并采集2-4幅图像,经过图像拼接软件将图像多区域重叠,进行图像拼接技术处理后得到脊柱和长骨骨折内固定手术部位的1张全景图像。结果与结论:移动式C型臂X射线机图像拼接技术处理后能在1张照片上获得脊柱和长骨骨折内固定手术部位全景图像,能较清晰、完整地显示脊柱和长骨的全景,并有助于术者在术中及时地了解和评估骨折部位的对位、对线情况,且能进行长度和角度测量,为进一步提高手术质量提供强有力的支持。

CT三维重建分析不同体位下股骨侧弓对下肢力线测量的影响

背景:下肢力线的测量结果经常受到多种因素的影响而出现偏差,不同体位下股骨侧弓角可影响下肢力线的测量。目的:通过CT扫描数据重建下肢骨骼模型,模拟下肢全长X射线检查,测量该模型在不同的旋转角度下的股骨侧弓角及股骨外翻角等数值,并探讨股骨侧弓对下肢力线测量的影响规律。方法:纳入进行下肢动脉CT血管造影的患者20例,Mimics 13.0软件对各病例CT扫描数据重建出该肢体骨骼的三维立体模型,确认其标准正位股骨侧弓角,分为4组:股骨侧弓角>2°组,股骨侧弓角大于0°,<2°组,股骨侧弓角>-2°小于0°组,股骨侧弓角<-2°组,每组5例。利用软件功能使其沿下肢纵轴以2°步幅精确旋转出自内旋20°至外旋20°的21个图像,由所得图像测量不同体位下的股骨侧弓角及股骨外翻角,以模拟下肢全长X射线检查下肢伴有旋转的情况。结果与结论:(1)股骨侧弓角的变化规律显示,下肢内旋使股骨侧弓角呈减小趋势,下肢外旋使股骨侧弓角加大趋势;(2)股骨外翻角随肢体外旋有逐渐增大的趋势,而随肢体内旋有逐渐减小的趋势;(3)各组不同体位下的股骨侧弓与股骨外翻角均呈显著正相关(P<0.01);(4)结果显示:采用CT扫描数据重建下肢骨骼模型模拟下肢全长X射线检查可见,股骨侧弓角测量结果会随肢体旋转发生变化,且会对股骨外翻角的测量结果产生影响,侧弓程度越大,由此产生的影响越大,所以拍摄下肢正位全长X射线片时应采用标准正位为投照体位,尤其对于股骨侧弓较大的病例。

Micro-CT月骨矢状面有限元模型建立及应力分析（英文）

背景:腕关节生物力学机制复杂,过去的研究多着眼于腕骨间应力的传导,但对腕骨内部骨小梁的应力分布及形变特点研究极少。目的:建立人月骨矢状面的二维有限元模型,并探讨在月骨矢状面上施加轴向应力时应力的分布规律及形变特点。方法:运用Micro-CT扫描离体的正常人月骨标本,将处理后的矢状面图像导入有限元分析软件,建立起月骨矢状面的二维有限元模型。在二维有限元模型上均匀地选取9个兴趣区,计算每个兴趣区的第一主应力、第三主应力及节点等效应力、平面剪切力及纵向位移,比较其大小和方向,并生成月骨矢状面二维有限元模型的形变图、各应力及位移云图。结果与结论:①人月骨矢状面的二维有限元模型分析:月骨矢状面近端兴趣区所受的应力大于远端兴趣区所受的应力;月骨矢状面掌侧兴趣区所受的应力大于背侧兴趣区所受的应力;月骨矢状面近端和远端的掌、背侧兴趣区所受的应力分别大于对应的月骨中间兴趣区所受的应力;月骨矢状面远端兴趣区被压向近端,近端中间区域的兴趣区被压向远端,而近端掌侧和背侧兴趣区的纵向位移方向随着腕关节姿势的不同而不同;屈腕位和背伸位时各兴趣区的应力和位移明显增加。此外,实验还发现应力集中区域是平面剪切力方向发生变化及轴向位移方向发生变化的主要区域。②结果证实:月骨矢状面在施加轴向应力时,其应力分布具有一定的规律,在月骨矢状面近端的掌、背侧及远端的掌、背侧形成4个应力集中区。而且,腕关节的姿势可以明显地影响月骨矢状面上所受的应力大小和分布。

MRI DWI序列显示健康志愿者骶髂关节成像的最佳b值

背景:MRI DWI序列是一种简单易行、特异性较强、敏感度较高且能早期诊断活动性骶髂关节炎、监测其活动性的检查方法之一,但DWI序列对骶髂关节显示的最佳b值尚无统一标准。目的:通过比较10-20岁健康志愿者骶髂关节MRI不同b值时DWI及表观弥散系数差异,寻找MRI DWI序列显示骶髂关节的最佳b值。方法:随机选择21名10-20岁无骶髂关节疾病的健康志愿者作为研究对象,行骶髂关节轴位T1WI、STIR及DWI扫描(b值为0,300,600,900s/mm2),观察不同b值对骶髂关节的显示情况,对图像进行评价;同时,分别测量双侧骶髂关节的骶侧、髂侧关节旁骨髓的表观弥散系数,对不同b值双侧骶髂关节旁骨髓表观弥散系数进行统计学分析。结果与结论:21名健康志愿者42个骶髂关节在b值为300,600s/mm2时,图像显示清晰,对比度好,能清晰显示骶髂关节关节。b值为900s/mm2时,图像伪影较大,图像质量模糊,对比度差,无法完成表观弥散系数值的测量。b值为600s/mm2时,双侧骶髂关节旁骨髓所测得的表观弥散系数值变化范围小,而b值为300s/mm2时,表观弥散系数值差异性较大。结果显示600s/mm2是MRIDWI序列显示骶髂关节的最适宜b值,不仅能清晰显示双侧骶髂关节,而且所测得关节旁骨髓的表观弥散系数值精确度较高。

亚洲型防旋股骨近端髓内钉微创修复股骨转子间骨折:可为高龄患者首选

背景:当前已知多种髓内固定物适用于股骨转子间骨折,PFNA-Ⅱ作为新型髓内固定物的代表,治疗各型转子间骨折具有其独特优势。目的:探讨亚洲型防旋股骨近端髓内钉治疗股骨转子间骨折的内固定质量。方法:回顾性分析亚洲型防旋股骨近端髓内钉治疗39例股骨转子间骨折患者,按AO分型为A1型(n=11)、A2型(n=20),A3型(n=8),分析不同类型骨折内固定持续时间、内固定过程中出血量及近端刀口长度等,髋关节Harries功能评分评价其临床疗效。结果与结论:39例患者均获随访,随访时间12-24个月,平均16.5个月。手术时间51-120 min,平均77.1 min;术中出血量39-185 mL,平均85.41 mL。其中A1、A2型患者各项指标好于A3型(P<0.05),差异有显著性意义,但两组间比较差异无显著性意义。内固定后9个月髋关节Harries功能评分61-95分,优16例,良16例,中6例,差1例,优良率82.1%,其中A1型优良率最好、A2型次之,A3型最差,3组间比较差异有显著性意义(P<0.05)。结果证明亚洲型防旋股骨近端髓内钉适用于全部类型的股骨转子间骨折,对伴有骨质疏松的高龄患者,可作为首选。对于类型复杂的骨折,术中应注意恢复内侧结构的完整性,并联合移动式C型臂X光机拼接技术实时评价复位效果,有助于提高内固定质量。

虚拟现实技术应用于髋部骨折手术仿真的建立

背景:髋部骨折的病情较复杂,临床医师选择适当治疗方案和手术入路的主要依据来源于影像学检查,常难以准确判断空间立体关系。目的:探讨基于64排螺旋CT扫描数据对髋部骨折进行虚拟手术设计的可行性和临床应用价值。方法:将髋部骨折患者.dicom格式CT数据导入Mimics软件,进行图像分割,建立骨折三维模型并进行虚拟复位,将.stl格式复位模型导入Imageware 12.0,根据钢板放置位置选择合适长度钢板,螺钉固定。并快速成型形成实体与导航模板。结果与结论:重建三维可视模型可准确反映出骨折特点、骨折移位方向和程度,并可进行任意旋转观察,实现了内固定手术模拟。可见术前应用计算机辅助虚拟现实手术设计可以制定合理的个体化手术方案,有很好的临床应用价值。

光辅助X射线体表定位在骨科植入物内固定中的应用

背景:以往骨科内固定常使用C臂机进行体表定位,但固定中的反复透视会加大对人体的损伤及延长固定时间。目的:探寻一种简便实用、更有利于骨科内固定的光辅助X射线体表定位技术。方法:使用自制的简易装置将雷达状的红色激光投射在体表来辅助C臂机进行体表定位。使用SD大鼠和新西兰大白兔设计动物实验,模拟软组织内异物定位、骨折髓内钉远端锁钉置入、脊柱椎弓根螺钉进针点定位3种骨科内固定方法。分别使用传统C臂机和光辅助X射线体表定位技术各进行30次定位。分析2种方法对操作的影响,并分析深度和活体因素对光辅助X射线体表定位技术的影响。结果与结论:与传统C臂机定位相比,光辅助X射线体表定位技术在实验过程中能够更快的进行体表定位(P<0.05),但定位的深度和活体因素会影响光辅助X射线体表定位技术的准确度(P<0.05)。说明光辅助X射线体表定位技术具有简便、快速、动态化的优点,可方便骨科内固定的进行,但在固定过程中需考虑各种因素对定位准确性的影响,减小或消除这些影响因素将更好的发挥光辅助X射线体表定位技术的优势。

中国人Wiltse椎旁肌间隙入路的观察与测量

背景:应用Wiltse椎旁肌间隙入路可减少手术对椎旁肌的损伤,但目前对于最长肌与多裂肌间隙解剖位置的确定仍无精确的标准。目的:通过对国人尸体解剖和腰椎MRI影像的观察测量,熟悉椎旁肌间隙入路的局部结构特点,确定腰椎不同节段椎旁肌间隙的具体位置,为此入路的临床应用提供经验和参考。方法:采用10具经防腐处理的成人尸体标本进行解剖观察,寻找并钝性分离双侧最长肌与多裂肌间隙,测量L2和L4棘突水平最长肌与多裂肌间隙距后正中线距离。采用400例患者腰椎MRI的影像资料进行观察,测量L2/L3-L5/S1各椎间盘水平双侧最长肌与多裂肌间隙至后正中线距离,分析其与性别、年龄的关系。结果与结论:10具尸体最长肌与多裂肌间隙表面均未见重要血管、神经分布,间隙底部可见上关节突及横突根部,L2棘突水平最长肌与多裂肌间隙距后正中线距离为(2.3±0.3)cm,L4棘突水平最长肌与多裂肌间隙距后正中线距离为(3.4±0.6)cm。400例患者腰椎MRI影像资料中,L2/L3-L5/S1椎间盘水平最长肌与多裂肌间隙至后正中线距离依次为(19.71±1.93)mm、(23.49±2.49)mm、(27.49±2.84)mm和(31.36±3.15)mm,与患者性别、年龄无显著相关性。实验为Wiltse椎旁肌间隙入路的临床应用提供了有价值的参考,建议在进行椎旁肌间隙入路手术之前常规进行MRI测量,减少医源性损伤。

正常女性静息及最大用力下盆底结构改变的MRI表现

背景:MRI 因其具有无放射性、良好的软组织对比及多层面多轴向扫描成像等特点,可对盆底的整体结构进行精确的评估。目的:利用 MRI 观察无症状女性静息状态及最大盆腔用力时盆底解剖结构的变化,为进一步评价盆底功能障碍性疾病建立正常标准。方法:对 23 例无盆底功能障碍及其他盆腔疾患的女性行动态、静态盆腔 MRI 检查,常规观察盆腔器官及盆底结构,在正中矢状位上分别测量不同状态下膀胱颈、子宫颈、肛直肠连接与耻尾线的距离及 HMO分度系统中分别测量肛直肠连接到耻尾线的距离(M 线)、肛直肠连接与耻骨联合下缘连线(H 线);经肛管中部的冠状位上测量肛提肌板的角度的变化,在经耻骨联合下缘的横断位图像上测量盆隔裂孔的面积的变化。结果与结论:盆腔用力时膀胱颈、子宫颈及肛直肠连接较静息状态下均有不同程度的下降;盆腔用力时肛提肌板的角度及盆膈裂孔面积轻度增大;盆腔用力时 H 线及 M 线均有轻度的增大;与静息状态比较,动态时膀胱颈、子宫颈、肛直肠连接的下降、肛提肌板角度的增大及盆膈裂孔面积的增大、H 线及 M 线的增大差异均有显著性意义(P < 0.05)。提示无症状女性静息时及盆腔用力时盆腔器官的位置会有所改变,在耻尾线系统测量和 HMO 系统上测量,盆腔器官的下降程度均未超过正常范围。盆腔用力时肛提肌板的角度及盆膈裂孔面积均可见轻度的增大。

髋臼位相与开口形态学参数及其相互关系多层螺旋CT的评价

背景:全髋关节置换髋臼杯的位相、大小型号选择不当可导致髋臼假体固定失败。目的:运用多层螺旋CT分析髋臼位相与开口形态学参数的关系。方法:选择髋关节正常者63例126髋,在CT三维重组VR图像上去除股骨头观察髋臼前后壁的形态,在MPR标准冠状位和横轴位上测量髋臼中心层面髋臼前后壁高度差、前后径、前倾角、上下径、横径、外展角,比较左右侧、男女性别及相同性别不同年龄参数的差异,通过相关和回归分析得出髋臼位相与开口形态学参数的关系。结果与结论:髋臼前唇形态分为曲线型(54/126,44.44%)、平直型(30/126,23.80%)、不规则型(22/129,17.46%)及成角型(18/126,14.28%)。不同侧别和不同年龄髋臼位相及开口形态学参数差异无显著性意义(P>0.05)。男性的髋臼上下径、前后径明显大于女性(P<0.01),但前倾角和外展角在不同性别间差异无显著性意义(P>0.05)。男女性前倾角与髋臼前后壁高度差、上下径与前后径均呈显著正相关,外展角与横径呈明显负相关。前倾角与前后壁高度差高度相关,与前后径呈明显低相关,数值上前倾角≈前后壁高度差;男性前后径与上下径、横径呈明显正相关,女性外展角与前后径呈明显正相关。其余参数相关不明显。髋臼位相与开口形态学参数有一定相关性,两者的相互匹配,对髋臼假体的设计及全髋关节置换计划的制定具有指导意义。

下肢步进摄影获取下肢全长片的精确与可靠性(英文)

背景:精确和可靠的下肢全长片在胫骨高位截骨和膝关节置换前准备和置换后评估中都非常重要。目的:通过下肢步进摄影一次性曝光成像方法获取下肢全长片,并对其进行测量分析。方法:对 13 例膝骨性关节炎伴膝内翻患者进行站立位和平卧位的下肢步进摄影获取下肢全长片,由骨科医师在 X 射线底片上用量角器测量下肢力线角,由放射科医师在计算机屏幕上进行下肢力线角的测量。对所得数据进行差异对比和相关系数研究。结果与结论:应用下肢步进摄影法一次曝光所得的 X 射线下肢全长片具有较高的精确性和可靠性,手工测量和计算机辅助测量有很好的相关性 (r=0.638-0.975)。说明下肢步进摄影获取下肢全长片是一种快捷,简便而有效的检查方法。

一种基于二维云模型理论心电信号ST段的检测方法

背景:目前对于异常 ST 段的形态特征的评价体系,尚无精确数学化模型分类及识别标准,这阻碍了对某些心血管疾病进行计算机自动识别程序算法的进展。目的:找到一种符合医学诊断逻辑思维的心电信号 ST 段分析方法,为心电图 ST 段变化的实时分析提供新的思路。方法:针对采集的心电数据模糊性和随机性较大的特点,提出了一种基于两维云模型的心电信号 ST 段的检测方法,其对二维正态云发生器隶属度进行判断,并进行心电信号 ST 段的形态判定。结果与结论:利用 Matlab 对本算法进行仿真,并通过标准心电数据库(欧共体 CSE 数据库)中数据进行算法准确性验证,统计结果表明该算法 ST 段的识别率较高,对于大数据量的心电信号处理快捷有效,为 ST 段的准确分析提供了新的方法。

脊柱胸腰段结构变化断层切片与CT三维重建测量比较

背景:单纯CT三维重建数据难以完全保证手术过程安全,火棉胶包埋断层切片已广泛用于头颅、眼眶和膝等多部位解剖研究,国内外至今少有脊柱经改良火棉胶包埋后断层切片报道。目的:探讨断层切片和CT扫描后三维重建对胸腰段脊髓及脊神经走行过程中各结构的诊断价值。方法:40例胸腰段脊柱标本行螺旋CT薄扫后重建,用e-film软件观测相关解剖参数,同时经改良火棉胶包埋法行冠状、矢状和水平位薄层切片,用Amira4.1软件重建并测算对应指标。结果与结论:断层切片较CT二维图像更能详细直观观测胸腰段椎管、椎间管内伴行结构关系;断层切片和CT薄扫后重建在测量椎间管高度、宽度、椎管斜径及硬膜囊直径时差异有显著性意义,在测算椎弓根纵径、横径及椎间管长度时差异无显著性意义。说明:①由于CT软组织窗或骨窗窗宽、窗位和分辨率的影响,其二维图像在一定程度上难以精确辨认软组织结构,而断层切片却可直观观察脊髓、脊神经根及伴行血管或椎间管韧带分布。②断层切片重建对骨性及非骨性结构皆可清晰识别,更利于观测实际上有软组织贴附的椎管及椎间管各结构参数,而CT薄扫重建一般仅能准确观测骨性结构指标,但两法在观测骨性结构数据时基本一致。③CT和断层切片重建在观测靶结构随脊椎序数变化的演变过程时一致。

CT相对密度值评估胸腰椎骨折椎体内植骨密度与骨愈合的关系

针对CT测量相对密度值进而对腰椎骨折区域密度变化情况进行详细评估,进一步对椎体内植骨效果进行统计分析,最终为临床研究分析提供可行的方案。选取胸腰椎骨折32例患者,对椎体骨折部位进行撑开复位并植骨成固定修复。固定后对植骨区域进行CT检查,观察固定后1周,6个月的椎前后植骨区域的CT相对密度值、伤椎前后缘压缩率、伤椎Cobb角变化。研究表明,高、低密度胸腰椎骨折患者,固定后一个月伤椎前后缘压缩率和Cobb值与术前相比大幅度下降,且具有统计学意义,但是较6个月后的最终回访值略高,但无统计学意义,说明患者在术后病症恢复,但在恢复期无明显改变,也未产生二次伤害。此外,这两组的伤椎前后缘压缩率和Cobb值变化基本一致,说明疗效一致。高、低密度组患者最后随访的植骨区域的CT相对密度值明显高于术后一周的,说明植骨区域密度逐渐增大,成骨量逐渐增加。低密度组骨折植骨区域密度在术后一周以及最后随访时均高于高密度组,但是最后随访时的高低密度组的CT相对密度值无显著性差异,其值较为接近。因此,可根据患者手术前后的CT相对密度值来评估其骨折愈合情况,为胸腰椎骨折患者提供临床指导依据。