股骨上端形态曲线的测量、参数化与统计分析

通过对84根完好的中国人成人股骨标本进行正位和侧位两个方向的X线摄影，得到股骨正、侧两方位的X光片。对X光片上股骨上端髓腔内侧形态进行描绘，将描绘好的图像输入计算机，由计算机进行图像预处理后提取其曲线形态数据，并将形态数据参数化，从而得到可比较的、能准确表现股骨形态的量化数据，为股骨形态的分类分析和系列型人工髋关节的参数设计打下基础。     

中国人种人工髋关节柄部形态曲线的参数设计

通过对８４根中国人成人股骨标本进行正侧位Ｘ光摄影，在Ｘ光片对股骨上端髓腔内侧形态描绘，将描绘好的图像输入计算机，由计算机进行图像处理后提了其曲线形态数据，并通过最小二乘曲线拟合方法将形态数据参数化。对参数化数据作统计分析，并按各参数的分布方式进行不等间隔分类，根据分类结果得到系列人工髋关节不同类别设计时所需的关键数据，柄部曲线形态。     

中国人股骨上段几何特征研究

目的研究股骨近端几何形态的统计规律,以改善现有的人工关节设计.方法成人尸体股骨480根,正侧位X光片摄片获得原始成像,用计算机数字图像技术结合测量21个参数,对股骨上段髓腔曲线进行拟合和统计.对股骨髓腔截面形态进行自动提取,并采用圆锥曲线拟合、二次曲线简化、形心曲线拟合等数学方法,将股骨髓腔截面形态简化为长短轴、形心轴线等几个参数.结果获得480例股骨上段参数的统计数据,150例股骨上段髓腔截面的长短轴以及截面形心的曲线拟合方程并对截面的长短轴和形心曲线方程进行了分类.讨论本研究对股骨髓腔21个参数做了大量统计分析,应用模式识别的方法将曲线形状参数以分类定为6种,并选出截面形心的曲线拟合方程,这些都为假体柄部的设计提供了科学的依据,为三维建模提供了基础,使得CAD优化设计成为可能.     

中国人股骨近端几何形态参数的测量和分类

为中国人股骨近段几何形态参数进行测量和分类，以改善现有的人工关节设计。我们采用成人尸体股骨480根。正侧位X光片摄片获得原始成像，用计算机数字图像技术结合测量21个参数，对股骨上段髓腔曲线进行拟合和统计。经模式识别分类后，得到10组型号设计数据。这种大样本的统计和分类对优化现有人工关节仍至于发展因人定制的人工关节都有重要的意义。     

股骨上端几何参数测量与动态分类

通过对84根完好的中国人成人股骨标本进行正位和侧位两个方向的X线摄影,得到股骨正、侧两方位的X光片。对每一股骨的X光片进行14个参数的测量。并以动态自组织方法将得到的各测量参数进行分类,从而得到股骨上端相应几何参数的分布规律,为中国人种的人工髋关节设计提供基本依据。     

中国人股骨头缺血性坏死股骨近端的形态研究

目的 研究股骨头缺血性坏死（AVN）股骨近端的形态,为选择、设计假体提供解剖学依据。方法 收集2004年1月至2008年8月因股骨头缺血性坏死行人工全髋关节置换术的病例186例（281髋）,拍摄股骨近端标准X线正侧位片,测量各节段数据,拟合内外前后四条曲线来描述髓腔形态,并依据年龄和性别分组分析各节段数据的差别。结果 排除由于皮质不清晰和塌陷严重的原因无法获得的完整资料病例59例外,共获得127例AVN患者的股骨近端数据,拟合了内外前后四条曲线,依据年龄分组在股骨内侧曲线远端上存在统计学差异（P<0.05）,依性别分组髓腔各曲线均无统计学差异,平均数据与以往国人正常人数据比较,在小转子及其以上节段存在较大差异。结论 获得了AVN股骨近端在标准X线正侧位片上的大宗数据,拟合了描述髓腔形态的内外前后四条曲线,推断AVN可能是影响股骨近端髓腔形态的独立因素。     

股骨上段髓腔的计算机测量方法

为研究股骨上段髓腔载面几何形态的统计规律，以计算机图像处理的方法和对股骨上段髓腔截面形态进行自动提取，并提出圆锥曲线拟合的参数化数学方法，分别用计算机方法和人工方法对10例股骨上段髓腔截面进行测量，从统计结果看，计算机测量结果与人工测量结果无显著型差异（P＞0．05），不仅减少了人为误差，且能以计算机自动完成，适合于大批量的形态计量。     

基于逆向工程技术的人体股骨近端形态参数误差分析

背景：准确描述股骨近端形态特征对髋关节假体设计和假体置入十分关键。 目的：基于逆向工程技术,对股骨近端形态参数描述股骨近端形态时产生的误差(简称股骨近端形态参数误差)进行有效分析。 方法：基于Mimics软件、Imageware软件,对1例25岁女性健侧髋关节的股骨近端形态参数进行测量、逆向建模,并利用Imageware中差异分析命令进行相关的曲线-点云及曲面-点云差异的计算与分析。 结果与结论：该例股骨基于股骨近端形态参数逆向建模后模型与人体股骨点云的整体差异为(1.29±0.99) mm,其中外壁的匹配误差占70.43%,髓腔占21.46%,股骨头占8.11%。股骨近端形态参数误差存在于以下方面：股骨头并不是标准球形;股骨干5个平面皮质骨内、外壁交线简单地认为是圆,或者认为是长短轴方向不变的椭圆;忽视小转子的几何特征的测量。提出以下改进意见：应在测量长短轴长度的同时,补充测量长短轴与正位片平面的夹角;增加小转子几何特征的测量。     

全膝关节置换术中股骨远端形态研究进展

文章阐述全膝关节置换术中股骨远端形态相关研究进展。股骨远端解剖形态复杂,存在个体变异。通过解剖、X射线、CT和计算机辅助软件等测量方法,发现中国人股骨远端形态与欧美人存在差异,不同性别间股骨远端形态亦存在差异。不同人种、不同性别间股骨远端形态的差异足以对全膝关节置换术的效果产生影响。应将这些差异体现在股骨侧假体的改进和设计中。     

基于X线片三维重建股骨近端髓腔

本文提出利用X线片三维重建患者股骨近端髓腔,为患者设计定制型股骨柄.并根据80根股骨样本CT图像,构建了一个中国人股骨近端平均截面数据库.数据库的构建使利用X线片重建患者股骨近端髓腔成为可能.基于X线片三维重建股骨近端髓腔的软件已被开发出来,其中包括提取患者股骨腔数据以及构建出患者股骨近端髓腔数据库等.利用这个软件重建患者股骨近端髓腔较为方便,费时较少,同时可解决一些临床上无法用CT片重建患者股骨近端髓腔的问题.     

年龄对正常人股骨颈局部血流灌注的影响

用＾１３３Ｘｅ清除法测量３９名正常人无股骨病听股骨颈区之局部血灌注，以研究年龄对人骨血流灌注的影响。结果表明，随着年龄的增长，人股骨颈局部血流灌注有所下降，二者的关系：Ｆ＝－０．０４２Ｙ＋９．０１（Ｆ为血流灌注，Ｙ为年龄），度认为骨血流灌注随年龄的增长而缓慢下降。     

股骨近段髓腔的CT测量及股骨假体设计

背景：人工关节大多根据西方人种设计,与国人股骨近段髓腔存在一定差异。 目的：通过CT测量股骨近段横断面的髓腔内径参数,为设计符合国人的髋关节假体提供数据。 方法：通过CT对61例初次行全髋关节置换成年人的健侧股骨近段进行扫描,连续扫描3层,层厚均2 mm,测量股骨颈平面、股骨小转子平面、股骨峡部平面的髓腔内径等参数。 结果与结论：股骨峡部平面的各径线之间、股骨颈平面的宽径与内侧径之间、股骨小转子平面的长径与内侧径之间都存在着显著相关性(P< 0.05)。股骨颈平面的长径、宽径、内侧径及股骨峡部平面的皮质厚度在男女之间差异具有显著性意义 (P < 0.05)。所测3个平面的径线可为该类型股骨假体的设计提供数据支持。     

The canal system in the diaphysial compacta of the femur in some mammals

The Haversian canal system in the diaphysial compacta of the femur in 4 mammalian species (dog, pig, bovine, horse) was studied on the decalcified bone using a method developed by the authors. In the microscopic studies we found that in all species the network aspects vary with the depth of the compacta layer. In all layers, there is a background of longitudinal canals with more or less regular trajectories describing large curves. The anastomoses linking them are main elements that define the variety of the network aspects both from layer to layer and from species to species. The canal densities vary between broad limits in the dog and horse, but less in the pig and bovine. The mean density decreases in the following order of species: dog, pig, horse and bovine femur. The Haversian canal diameter varies within narrow limits in the dog and pig. The limits are broader in the horse and bovine. The mean diameter diminishes in the following order of species: bovine, dog, horse, pig. We can conclude that the canal network differs from one species to another from all points of view: the canal system is homogeneous in none of these parameters.     

国人股骨远端形态测量在全膝关节置换与假体设计中的意义

背景：详细了解国人的膝关节形态,从而实现国人个性化、性别差异化全膝关节置换,并设计研究符合国人特征的膝关节假体,已越来越受到业界关注。 目的：通过CT断层扫描及三维重建测量正常成年国人股骨远端的解剖形态并比较其性别差异。 方法：对70名正常成年国人双侧膝关节行CT扫描,男、女各35名,年龄21-60岁,通过三维重建或使用Picasa 3.0图像处理软件对其进行拼贴及重叠曝光等处理。在经过处理的图像上分别测量股骨远端前髁角、后髁角、滑车沟角的大小,股骨远端横径与外侧髁高度及两者之间的比值。 结果与结论：①国人股骨远端后髁角女性大于男性(P < 0.05);国人股骨远端前髁角男性大于女性(P < 0.05);国人滑车沟角性别间无明显差异。②国人男性的股骨远端横径、股骨远端外侧髁高度及股骨面率(横径/外上髁高度)均大于女性(P < 0.05)。结果可见国人股骨远端的形态与西方人种不同,存在性别差异。在全膝关节置换中假体的选择及其放置、股骨远端假体在设计时应体现出这些差异,使之与国人的膝关节形态相匹配。     

股骨近端假体周围骨折锁定加压接骨板的设计

目的 探索适用于国人全髋关节置换术(THA)术后股骨近端假体周围骨折(PPFF)内固定的锁定加压接骨板(LCP)的设计。方法 (1)回顾性分析2012年9月—2013年12月南京中医药大学附属常州市中医医院骨科收治首次行THA治疗的90例患者的影像学资料。在90例患者术后髋关节侧位X线片上测量股骨假体近端1/2假体柄后边缘与股骨后方外皮质、远端1/2股骨假体柄前边缘与股骨前方外皮质的最小和最大垂直距离。(2)选取20具股骨标本,测量股骨标本长度和周径。将20具股骨标本植入股骨假体,建立股骨假体模型;对其中5具标本模型进行宝石能谱CT扫描和三维重建,测量股骨假体近端1/2假体柄后边缘与后方股骨外皮质、远端1/2假体柄前边缘与前方股骨外皮质间垂直距离,测量股骨假体近端1/2和远端1/2垂直距离＞6 mm的股骨长度,测量股骨中段侧方的弧度。(3)依据90例患者和5具股骨假体模型的测量数据设计并数字化定制LCP。采用定制LCP固定5具股骨假体模型,通过大体和影像学观察LCP近段锁定螺钉与假体的关系,调整可能与假体接触的锁定螺钉的角度;再采用调整后的LCP固定10具股骨假体模型,观察LCP近段锁定螺钉与假体的关系,确定LCP的设计方案。结果 (1)90例患者术后髋关节侧位X线片测量结果:股骨假体近端1/2假体柄后边缘与股骨后方外皮质的垂直距离,最小(11.26±3.58)mm,最大(17.97±6.94)mm;远端1/2假体柄前边缘与股骨前方外皮质之间的垂直距离,最小(9.18±2.32)mm,最大(14.22±3.10)mm。(2)20具股骨标本的股骨长度为(41.67±0.24)cm,周径为(9.19±0.74)cm。股骨假体模型CT测量结果:假体近端1/2假体柄后边缘与股骨后方外皮质的垂直距离为(12.36±3.24 )mm;假体远端1/2假体柄前边缘和股骨前方外皮质的垂直距离为(8.14±1.21)mm。假体近、远端1/2与股骨外皮质垂直距离＞6 mm的股骨长度分别为(69.20±4.53)mm 和(57.31±3.82)mm。(3)LCP设计方案:LCP与假体近端1/2对应的部分设计3枚向后内成一定角度的锁定螺钉,对应3个锁定孔,分布于LCP中轴线偏后,向后内方向;与假体远端1/2对应的部分设计3枚向前内成一定角度的锁定螺钉,对应的3个锁定孔,分布于LCP中轴线偏前,向前内方向。采用设计、定制LCP固定股骨假体模型,LCP与股骨侧方弧度一致,锁定螺钉在股骨假体的后方或前方均实现双层皮质固定,角度合适。结论 根据国人资料设计、定制LCP,在股骨假体模型上获得有效的固定空间,为THA后PPFF的处理提供可行方案,但临床应用效果有待进一步验证。     

从股骨横截面CT片获取股骨纵向剖面轮廓

本文提出一种利用股骨横截面CT片精确求取股骨纵截面轮廓的方法以及与之相应的算法程序。与利用X射线获得股骨纵截面X光片轮廓相比,本文提出的方法具有两个明显的优点。首先,该方法利用了CT片比X光片包含更多信息的特点,可在同一观察方向获得不同剖切深度位置的多个平行剖面轮廓图,突破了用X光片在一个观察方向只能得到一个轮廓视图的缺陷。另一方面,由于X光片受股骨结构投影关系的影响,用X光片反映的股骨纵截面很难区分在观察(投影)方向各局部轮廓的前后关系。因而,远没有用本文提供的方法从CT片求得的股骨纵截面轮廓准确。本文的方法可为人工关节假体与股骨髓腔在纵向的最优贴合提供结构设计参考。