CT三维重建在成人髋关节发育不良髋臼形态研究中的进展

目的 对CT三维重建（3DR）在成人髋关节发育不良（DDH）髋臼形态研究的优势、测量参数、髋臼分型进行综述。方法 近年DDH髋臼形态研究中以“髋臼形态”、“成人DDH”、“THR”及“CT3D重建”为关键词,在PuMed和中国知网数据库中检索近年发表的相关文献,对CT3DR的应用优势、测量参数、髋臼分型进行分析总结。结果 髋关节是一个复杂的3D立体结构,DDH髋臼形态可发生严重的病理改变。术前应用CT3DR技术可以全面认识DDH髋臼形态,从而可优化术前设计,提高手术精确度,降低术后并发症。结论 CT3DR能全面显示髋关节的立体形态和各部位解剖结构的空间关系,对于DDH的诊断、分型,术前全面认识髋臼形态,提高髋关节置换准确度及减少术后并发症都发挥着重要的作用。     

髋关节发育不良髋臼骨囊性变的特征

目的观察髋关节发育不良（DDH）继发骨性关节炎时髋臼骨囊性变的位置和大小,为全髋关节置换术（THR）中髋臼重建提供参考。方法回顾性分析2007年6月—2008年11月我院行THR的DDH患者的临床资料,共38例（45髋）;以同期行THR的38例（45髋）原发性髋关节骨性关节炎作为对照组,在髋关节正位x线片和螺旋CT扫描片上观察髋臼骨囊性变的位置,测量骨囊性变的大小。结果DDH组髋关节正位片发现16侧髋臼存在骨囊性变,螺旋CT扫描片发现21侧髋臼存在骨囊性变,髋臼冠状面测定囊变面积为（4．7±5．1）mm2。对照组髋关节正位片发现6侧髋臼存在骨囊性变,螺旋CT片发现10侧髋臼存在骨囊性变,囊变区面积为（1．3±2．4）mm2,两组间骨囊性变的发生率和面积差异均有统计学意义（P值均〈0．05）。结论DDH继发骨性关节炎的髋臼存在高发的骨囊性变。在THR髋臼重建过程中应对其进行刮除植骨,否则可能影响到髋臼假体的稳定性。     

CT三维重建测量发育性髋关节脱位髋臼股骨头的平均覆盖率

背景：利用多排螺旋CT容积再现技术进行三维重建可清晰显示髋臼及股骨头的空间立体结构,为测量患儿髋臼股骨头的平均覆盖率及观察异常髋臼发育变化提供帮助。 目的：利用多排螺旋CT三维重建技术连续4年测量发育性髋关节脱位患儿髋臼股骨头的平均覆盖率的变化特点。 方法：回顾性分析发育性髋关节脱位行手法闭合复位外固定的患儿53例,分别于整复前、整复后24 h内、整复后12,24,36,48个月时,行多排螺旋CT髋臼轴位平扫及利用图像处理系统对患儿髋臼股骨头的平均覆盖面积进行重建和测量。 结果与结论：闭合复位后患儿髋臼股骨头覆盖率均显著高于治疗前(P < 0.01)。随访4年内,闭合复位后患儿髋臼股骨头覆盖面积逐渐增加,第1年内增加面积最大,第4年时接近正常。说明多排螺旋CT三维重建技术能清晰显示两者之间的立体位置关系,为发育性髋关节脱位患儿髋臼与股骨头位置关系的研究提供了新的手段;三维重建后测量闭合复位后患儿髋臼股骨头覆盖率,其测量值高于治疗前。     

螺旋CT三维重建测量闭合复位后发育性髋关节脱位患儿髋臼股骨头的平均覆盖率:3年随访分析

背景:目前国内外学者已经运用螺旋CT三维重建技术,对发育性髋关节脱位患儿髋臼股骨头覆盖率进行观察,但报道多为某一时间点的观察研究,缺乏3年或更长期的连续跟踪随访及综合分析,作者的研究填补了这一空白。目的:螺旋CT三维重建下,连续跟踪观察发育性髋关节脱位患儿经保守治疗后3年内髋臼股骨头覆盖率的变化特点。方法:选择73例行手法闭合复位铝支架固定的单侧发育性髋关节脱位患儿,整复前1d和整复后12,24,36个月分别行髋关节螺旋CT三维重建扫描,测量髋臼股骨头平均覆盖率动态变化。以患儿正常侧髋关节为对照进行对比观察。结果及结论:随访时间为3年6个月～4年5个月,65例患儿进入结果分析。闭合复位后患髋髋臼股骨头覆盖率均显著高于治疗前(P0.01),随访3年内逐渐接近正常,其中治疗后1年内是髋臼发育塑性的关键时期。     

臼杯边缘与髋臼骨性边缘位置关系影像解剖学研究

目的　利用影像资料构建骨盆三维模型,探究臼杯边缘与髋臼骨性边缘的解剖位置关系,辅助全髋关节置换术中徒手臼杯定位。 方法　选取正常髋臼及Crowe Ⅱ/Ⅲ型DDH患者髋臼的CT断层图像,使用三维规划软件BOHOLO模拟全髋关节置换术植入目标臼杯（方位：前倾角20 °,外展角40 °,骨床-臼杯覆盖率＞75%）,在右侧髋臼的1、4、7、10点钟4个方向,测量臼杯外露长度即臼杯边缘与髋臼骨性边缘的距离,并作统计分析。 结果　对于正常髋臼及Crowe Ⅱ/Ⅲ型DDH髋臼,臼杯目标方位的垂直高度分别为（16.26±0.93）mm,（22.09±4.10）mm;各方向髋臼边缘外露长度,髋臼正常组与DDH组有统计学差异（P＜0.05）,正常髋臼后下壁（右髋7点钟,左髋5点钟）的外露长度为（9.71±1.68）mm,变异度较小,不同性别、年龄无明显差异。 结论　髋臼后下壁的外露长度可作为正常臼杯定位相对恒定的解剖学参照,据此原位重建臼杯可获得满意的骨床-臼杯覆盖率,而对于Crowe Ⅱ/Ⅲ型患者,各向髋臼骨缘外露长度的变异较大。     

3DCT技术在成人髋臼发育不良全髋关节置换术中的应用

目的探讨CT三维重建（3DCT）技术在成人髋臼发育不良人工全髋关节置换术（THA）中的应用价值。方法选择单侧髋臼发育不良Crowe分型为Ⅲ、Ⅳ型的患者25例进行THA,其中男性5例5髋,女性20例20髋;年龄21～63岁,平均年龄47.9岁。所有患者术前行骨盆正位数字X射线摄影（DR）及3DCT,依据髋臼三维重建数据指导手术,术后行骨盆正位DR,并对比手术前、后患侧与健侧股骨头中心距理想旋转中心的水平距离和垂直距离来评价患侧髋关节旋转中心的恢复程度。结果CT显示髋臼前后径变小,髋臼后壁增厚,髋臼深径较浅。以上测量指标与正常侧比较,差异均有统计学意义（P〈0.05）。术中测量髋臼前后径为（32.98±1.02）mm,髋臼深径为（14.21±0.56）mm,与术前影像测量值比较,差异无统计学意义（P〉0.05）。术前股骨头中心距理想旋转中心的水平距离为16～38 mm,平均水平距离为20.15 mm。术后股骨头中心距理想旋转中心水平距离为-2.0～9.3 mm,平均水平距离为2.95 mm,理想旋转中心外侧为正值,手术前后比较差异有显著统计学意义（t=6.74,P〈0.01）。术前股骨头中心距理想旋转中心的垂直距离为18～42 mm,平均垂直距离23.58 mm。术后股骨头中心距理想旋转中心的垂直距离为-6.0～13.4 mm,平均垂直距离为3.25 mm,理想旋转中心上方为正值,手术前后比较差异有显著统计学意义（t=4.53,P〈0.01）。结论成人髋臼发育不良行THA,3DCT技术可以量化指导如何选择合适的髋臼假体、髋臼骨移植重建部位、髋臼假体安放角度等;对于恢复头臼假体同心复位,恢复髋关节解剖结构,重建关节功能具有重要作用。     

Mimics软件在个体化全髋关节假体翻修中的应用**

背景：人工髋关节翻修中髋臼骨质缺损常常是难以定位及定量的,因而利用计算机辅助设计与计算机辅助加工技术进行置换前准备可减少髋臼重建的难度及风险。 目的：探讨Mimics软件在个体化全髋关节假体翻修中的应用及意义。 方法：将全髋关节翻修患者髋关节CT扫描图像数据导入Mimics软件,重建髋关节三维模型。测量髋关节假体前倾角、外翻角、颈干角、股骨头直径、髋臼壁厚度/直径以及假体松动破碎情况,对髋臼骨质缺损范围进行定位以及定量,同时通过模拟翻修,设计植骨范围,拟植入全髋关节假体规格。 结果与结论：通过Mimics三维窗口,精确定位该破碎假体,碎片最大纵径预测33.68 mm,距离股骨头假体距离48.93 mm,距离髋臼假体20.14 mm。髋臼选取130.47 mm2可视区域平均阈值339.98,骨质缺损区130.47 mm2可视区域平均阈值-481.25,缺损面积21.41 mm×21.38 mm,根据三维模型评估骨质缺损并分类：AAOS分类ⅠB型,Gross分类ⅡA型,Engh分类Ⅰ型。结果证实,在髋关节翻修中借助Mimics软件可优化置换方案及方式,减少并发症,降低置换风险。 关键词：髋关节翻修;Mimics;三维重建;人工假体;数字化骨科技术 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.13.006     

基于CT数据的3D打印技术在儿童发育性髋关节脱位手术中的应用

目的探讨基于髋关节CT影像数据的3D打印技术在儿童发育性髋关节脱位(DDH)手术中的应用价值。方法选取行手术治疗的DDH患儿62例,根据制定的手术方案分为3D打印组(30例)和常规手术组(32例)。3D打印组术前根据患儿髋关节CT扫描数据进行3D模型打印,并制定手术方案、模拟手术操作,根据3D模型行Pemberton髋臼截骨联合股骨截骨术;常规手术组根据术前三维CT图像制定的手术方案进行Pemberton髋臼截骨联合股骨截骨术。记录并比较2组患者手术时间、髋臼指数矫正、沈通氏线是否连续、术中出血量等。结果 2组手术时间、术中出血量比较,差异均有统计学意义(P 0.05)。2组髋关节髋臼指数矫正、术后沈通氏线连续比较,差异无统计学意义(P 0.05)。结论基于髋关节CT影像数据的3D打印技术辅助行DDH手术能显著缩短手术时间,减少术中出血量,提高手术成功率,改善预后,为患儿提供了更精准、个体化的诊疗方案。     

CT三维重建髋臼位相参数和形态参数的测量

目的：通过三维重建髋臼,对髋臼位相参数和形态参数进行定量研究,为设计符合国人特征的髋臼假体提供数据。方法：收集278例髋关节CT图像,利用自主设计软件对髋臼进行识别处理,拟合出髋臼骨形态,测量髋臼位相和形态参数。结果：髋臼前倾角（AVA）男性（14．76±5．86）°、女性（14．04±5．62）°,外展角（ABA）男性（43．27±4．52）°、女性（43．81±4．79）°,两组数据性别间比较差异均无统计学意义（P〉0．05）。髋臼拟合半径（R）为（25．582±2．537）mm,拟合深度（H）为（21．960±2．584）mm,R值与H值有相关性（P〈0．001）。结论：髋臼前倾角和外展角测量值无性别差异,髋臼拟合半径（R）与拟合深度（H）之间有明显的相关性,对于国人髋关节假体的设计制造和术中放置有重要的指导意义。     

全髋关节置换术治疗成人髋臼发育不良髋臼重建与术式选择

目的探讨全髋关节置换术治疗髋臼发育不良（DDH）的髋臼重建与术式选择。方法对25例（28髋）因DDH致髋关节骨性关节炎患者行全髋关节置换术。根据Crowe分期,Ⅰ期4髋,Ⅱ期12髋,III期9髋,IV期3髋。术前Harris评分20～55分,平均46分。结果 25例均获随访,时间6个月～6年,平均随访时间4年。术后Harris评分为82～95,平均90分。结论全髋置换术解除患者症状,改善关节功能,提高生活质量,是一种行之有效的治疗方法。手术成功的关键在于髋臼的重建与假体的选择。     

髋臼发育不良髋关节置换前髋臼侧的三维测量

背景：成人髋臼发育不良髋臼小而浅,臼内有大量骨痂和瘢痕组织等都为人工髋关节置换术中真臼的辨认、臼杯的准确安装带来极大困难,关节置换前对髋臼的全面认识是选择合适的髋臼假体和制定个性化髋臼重建方案的前提。 目的：评估三维影像重建技术在成人髋关节发育不良全髋关节置换前臼杯型号选择中的应用价值。 方法：对11例准备进行全髋关节置换的髋臼发育不良患者行螺旋CT扫描,多平面重建髋臼,并进行数字化臼杯模板置入拟定术中假体型号,并与置换中实际作吻合度评估。 结果与结论：螺旋CT扫描可清晰显示髋臼形态,基于此所进行三维关节置换前计划,拟定的臼杯大小数据中71.4%与置换中实际一致,其组内相关系数为0.888,明显较基于X射线平片所作二维置换前计划准确。髋臼发育不良病例髋臼变浅变小,髋臼外上方普遍存在不同程度的骨缺损,为达到骨床对臼杯良好的包容,可借助三维多平面重建能有效评估髋臼形态,其对成人髋关节发育不良术前假体的选择具有较高的参考价值。     

髋关节置换髋臼骨缺损的评估与重建选择

髋臼骨缺损的发病率逐年升高,病因多种多样,最常见于人工全髋关节置换术后。其治疗手段虽然在不断变化、更新,但成人髋臼骨缺损导致髋关节局部解剖变异及生物力学和继发性骨性关节炎的异常使手术难度增高,其手术处理一直是临床骨科医师面临的重大挑战。成人髋臼骨缺损修复重建成功的关键在于术前对缺损髋臼进行精准评估、选择合适的手术方式和正确的缺损重建假体。本文就髋臼骨缺损的病因、术前准备和计划、分型及重建手术方式进行综述。     

步态周期中髋关节软骨应力分布对弧形髋臼周围截骨手术的影响

目的 研究在完整步态周期受力环境下髋关节周围软骨的应力分布情况,探求弧形髋臼周围截骨术（curved periacetabular osteotomy, CPO）术中所截骨块的最佳矫正角度,为临床手术提供理论依据。方法 利用CT扫描获取1名髋关节发育不良（development dysplasia of hip, DDH）患者和1名健康志愿者骨盆及股骨近端DICOM数据,构建三维有限元模型。采用划分蒙罩的方法区分皮质骨和松质骨,并为有限元模型赋予材料属性。对DDH模型模拟CPO,调整外侧中心边缘角（lateral center edge angle, LCEA）和前方中心边缘角（anterior center edge angle, ACEA）,共得到100个不同的术后模型。根据完整步态周期中的髋关节受力情况为模型分别施加载荷,分析对比术前、术后和正常髋臼软骨的受力变化。结果 DDH模型模拟术后髋臼软骨在完整步态周期中脚跟落地相、开始单腿支撑相、单腿支撑中期相、单腿支撑结束相、双腿支撑相的最小接触应力峰值分别为5.273、6.128、7.463、6.347、6.582 MPa,分别比术前减少了2.159、2.724、2.249、2.164、2.119 MPa;术后头臼接触面积较术前明显增加,但仍小于正常志愿者。结论 利用有限元方法可以得到LCEA和ACEA的最佳矫正角度,对不同患者模拟CPO手术对提高手术精准度和手术效率具有重要意义。     

计算机模拟全髋关节置换术后假体位置对关节活动的影响

目的　通过计算机模拟全髋关节置换术,研究假体位置对关节活动度及稳定性的影响。 方法　以CT数据为基础,利用计算机三维重建及虚拟手术技术建立全髋关节置换术后三维模型,在不同假体位置模拟关节运动并测量关节发生撞击前的最大活动范围。 结果　(1)髋臼外展角增大可导致屈、伸、屈曲90°内旋活动范围增大,对外旋影响小;髋臼及股骨前倾角增大均可导致屈及屈90°内旋活动范围增大,而伸及外旋均减小。(2)为满足日常活动需要,取较大髋臼外展角时,髋臼前倾角宜适当减小;取较小髋臼前倾角时,股骨前倾角宜适当增大,反之亦然;而髋臼外展角与股骨前倾角的相对位置取决于髋臼前倾角。 结论　在全髋关节置换术中,把握好假体的相对位置可改善关节活动范围,增加关节稳定性。此外,本结果对髋关节假体翻修术中假体安放及术后脱位患者日常活动范围具有重要的指导意义。