可视化虚拟手术在全髋关节表面置换中的应用

目的通过探索虚拟现实技术来寻找一种实行全髋关节表面置换可视化虚拟手术的方法,发掘可视化虚拟手术对金属对金属全髋表面置换(metal on metal hip resurfacing arthroplasty,MOM-HRA)的临床指导作用。方法根据Zi mmer公司提供Durom全髋表面置换假体,通过激光扫面在Geomegic软件中建立假体库,采集髋关节64排螺旋CT的原始扫描数据,并在mi mics进行三维重建,重建的3 d模型进行分割,并在3 ds max软件系统上进行虚拟手术,明确假体选择的大小及假体放置的最佳位置。结果采用激光扫描及Geomegic软件能建立与实体匹配的假体库,mi mics医学图像处理软件对髋关节CT扫描的Di-com格式数据进行三维重建图像,结构清晰,可真实再现髋臼和股骨近端的结构。利用3 ds max软件系统可以有助于术前进行模拟全髋关节表面置换的可视化仿真手术。结论可利用计算机虚拟现实技术制定出最佳的手术方案,对全髋关节表面置换的术前病变结构区域评估、术中股骨颈中心定位、优化假体放置及临床教学等方面都有很大的应用价值。

基于逆向工程/正向设计的三维重建金属对金属全髋表面置换假体

背景:全髋关节表面置换在进行假体装配中,需要与实体绝对匹配的3D模型。目的:通过逆向工程/逆向设计技术三维重建金属对金属全髋表面置换假体。方法:基于三维激光扫描仪所得假体的点云文件,Geomagic软件和3dsmax软件再分别进行点云拼接、3D还原、特征提取从而得到全髋表面置换假体的三维可视化结构。结果与结论:逆向工程/正向设计技术能还原假体的三维形态,可真实再现髋臼假体和股骨假体的结构。提示根据逆向工程/正向设计软件系统能准确重建金属对金属全髋表面置换假体。

儿童脊柱椎弓根测量及其意义

目的测量儿童脊柱椎弓根解剖学数据,为儿童脊柱侧凸内固定器械的研发提供解剖学数据。方法12例儿童脊柱标本进行CT扫描后分离成单个椎骨,测量各节段椎体椎弓根横径、高度、椎弓根与水平面、矢状面的夹角及椎弓根长度,并采用单因素方差分析和SNK方法对颈椎、胸椎及腰椎的上述数据进行统计学分析。结果颈椎、胸椎及腰椎的椎弓根的椎弓根横径、高度、水平面夹角、矢状面夹角及椎弓根长度均存在显著性差异(P<0.05),与文献中报道的成人脊柱椎弓根形态存在很大的差异。结论此研究可为儿童新型脊柱侧内固定器械的定型提供基本的解剖学数据。

脊柱在体三维运动检测系统的建立

目的利用2D/3D图像配准技术建立脊柱在体三维运动检测系统。方法采集成人腰椎CT影像,并采集两个不同位置时脊柱互成直角的X线平片,进行腰椎L3、L4三维重建,并在软件中建立虚拟X线摄像场景进行腰椎投影,再现互成直角的虚拟X线影像,采用2D/3D图像配准方法与真实X线影像相配准,还原摄平片时L3、L4的位置,将配准结果导入图像处理软件后计算两种位置之间L3的相对位移及角度变化。结果利用2D/3D图像配准方法实现了膝关节的三维模型和二维影像之间的配准,计算出两种位置之间的相对位移及角度变化,与位置一相比,位置二的L3后伸5.86°,左侧弯1.85°,右旋2.96°。结论利用2D/3D图像配准技术可实现脊柱在体三维运动检测,但其配准效率及精度尚需进一步研究。