二种骨性髋臼关节面三维几何形态模型的对照与分析

目的建立一种更接近人体骨性髋臼关节面的三维模型。方法通过三维激光扫描获取髋臼的点云数据，分别用球面和旋转椭球面逐步逼近骨性髋臼关节面，建立球面和旋转椭球面的二种参数化匹配模型，并对二种模型参数与匹配误差作统计学分析。结果旋转椭球面模型的匹配误差显著小于球面模型的匹配误差，旋转椭球面模型的长：短轴与球面模型的半径有较强的相关性。结论旋转椭球面模型较之传统的球面模型更接近人体骨性髋臼的几何形态。     

髋臼骨关节面的曲面形态分析

运用反求工程技术建立髋骨的三角网格曲面模型 ,在此基础上进行髋臼骨关节面的局部与全局形态分析。通过拟合最小二次曲面求解髋臼骨关节面上任意一点的曲率 ,由此确定曲面的局几何形态 ,进一步通过对髋臼骨关节面的全局形态分析确定该曲面的类型。对 5 3例髋骨的分析结果表明 :髋臼骨关节表面的曲面类型为椭球面 ,该椭球面在 X,Y,Z二个方向轴上的特征值 λ1 ,λ2 ,λ3之间存在如下关系 :λ1 最小 ,λ2 和 λ3接近。     

距骨滑车关节面的形态对踝关节稳定性的影响

目的：探讨距骨滑车关节面的形态对踝关节稳定性的影响。方法：用电子数显游标卡尺测量了９３副（男５１，女４２）距骨滑车上关节面前、后宽和内、外侧面长４项指标，数据用ＳＰＳＳ软件处理。结果：距骨滑车面上面前宽男２９．４±２．８ｍｍ、女２７．４±２．６ｍｍ；后宽男２２．６±２．４ｍｍ、女２０．６±２．７ｍｍ；内踝面长男３２．９±３．０ｍｍ、女３０．９±２．５ｍｍ；外踝面长男２９．２±２．５ｍｍ、女２７．２±２．４ｍｍ。距骨滑车上面的前宽与后宽、内踝面长与外踝面长均具有显著性差异。结论：当踝关节跖屈时，处于一种相对不稳定性状态，易损伤。     

髋臼软骨下骨的解剖形态学研究

目的:定量分析人体正常髋臼软骨下骨的曲面形态,探讨其解剖形态学特征。方法:采用非接触式的激光扫描,运用逆向工程技术,重建髋臼软骨下骨的三维曲面。依据数学的曲面理论,定量分析其曲面类型与曲率分布变化规律;运用计算机优化拟和算法,通过匹配误差分析,验证分析结果。结果:对53例髋臼软骨下骨曲面的测量与统计后发现,髋臼的软骨下骨曲面是一个旋转椭圆型曲面,其长轴平行于髋臼的冠状轴,长度为(27.22±0.31)mm;短轴平行于髋臼的矢状轴,长度为(24.74±0.24)mm;旋转轴位于左右股骨头旋转中心的连线上。该旋转椭圆面与髋臼软骨下骨的解剖匹配误差显著小于传统的球面(P<0.001)。结论:髋臼软骨下骨的曲率分布与变化有一定规律,髋臼软骨下骨曲面更近似于旋转椭圆曲面,而非传统所认为的简单球面。     

结构性植骨重建髋臼上外侧壁骨缺损的疗效

目的:探讨结构性植骨重建髋臼上外侧壁骨缺损的疗效。方法:患者共59例61髋,自体骨植骨43髋、异体骨植骨15髋、自体骨与异体骨混合植骨3髋。骨缺损最大62mm×33mm×26mm,最小31mm×19mm×18mm,平均41mm×23mm×21mm。全部采用非骨水泥髋臼假体。临床评价采用Harris评分,X线观察移植骨愈合和髋臼假体的稳定情况等。结果:平均随访时间为10.1a,本组Harris评分平均从61分提高到89分,所有病例髋臼假体稳定,移植骨愈合。X线片显示移植骨愈合时间平均为6.9个月,出现移植骨轻度和中度吸收18髋,对髋臼假体的覆盖和稳定性无明显影响。本组术后翻修6髋,其原因为骨溶解2髋,聚乙烯髋臼衬垫磨损和脱位4髋。结论:采用自体骨、异体骨或混合骨进行结构性植骨重建髋臼上外侧壁骨缺损,经过中长期随访,移植骨全部愈合良好,获得满意的疗效;32.8%病例出现轻、中度的骨吸收,但对髋臼假体的稳定性无明显影响。     

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。     

肋横突关节关节面的形态特点及其意义

目的　通过对成人肋横突关节骨性关节面的形态学测量,探讨其形态特征规律为临床诊疗、置钉设计及相关生物力学研究提供理论依据。 方法 选取40套（80侧）成人胸廓干骨标本,进行相关指标观测,并按不同节段统计分析。 结果　横突肋凹横槽形仅见于T1和T2,凹面形T1~4渐增,平面形T5~9渐增,T11、T12基本无肋凹;横突肋凹上位T4~8渐增,中位T1~4渐增,T5~9由63.7%渐减到11.3%,下位T1~7渐减;肋结节关节面平面型呈正态分布,凸面型除R7外,均占23.0%~50.0%,凹面型R1、R2分别为27.5%、33.8%,其余分布极少,R11、R12基本无关节面;肋结节关节面仅R1出现上位,占10.0%,中位R1占80.0%,R3~11占3.8%~26.3%,下位R2~10占60%~96.2%。 结论　椎骨横突肋凹由凹到平、位置逐渐上移;肋结节关节面由凸变平位置逐渐下移;临床应用应根据1~12肋的相关参数选取适合的治疗方案。     

经髋臼顶及耻骨上、下支骨盆三处截骨矫正髋臼发育不良的应用解剖

目的：探讨经髋臼顶、耻骨上、下支骨盆三处截骨术矫正髋臼发育不良的耻骨上支截骨角度和耻骨下支截骨长度,为临床截骨矫形,达到理想股骨头覆盖提供解剖学依据。方法：选取15具成人湿性骨盆标本（30侧髋关节）,随机分成A组、B组,每组15侧髋关节;再将其随机分为3个亚组,每组5侧髋关节。将髋臼CE角打磨成0。,制作髋臼发育不良模型,再按Salter截骨将髂骨截断。A、B两组分别在耻骨上支中点由内上向外下与矢状面成30。和45。截断,各亚组依次将耻骨下支在耻骨联合以远分别截去1．0cm、1．5cm、2．0cm骨块。截骨后将髋臼向前外及下方旋转,并用克氏针固定髂骨截骨端。测量A、B各亚组耻骨上支断端的接触面积,摄x线片,测量各亚组的cE角、Sharp角、臼头指数等几项数据。所得数据用SPSS13．0软件进行统计学处理。结果：A组各亚组耻骨上支的接触面积均小于B组,差异有统计学意义（P〈0．01）,A、B组内3个亚组间的cE角、Sharp角以及臼头指数值比较差异有统计学意义（P〈0．01）;A、B两组间的各亚组的cE角、Sharp角以及AHI值比较差异无统计学意义（P〉0．05）。结论：经髋臼顶及耻骨上、下支骨盆三处截骨术中,在耻骨上支中点由内上向外下与矢状面成45。截骨条件下,耻骨下支截除2．0cm骨块,能够达到最佳的耻骨上支断端接触面积和实现股骨头满意覆盖的CE角、Sharp角及臼头指数值。     

基于MRI图像的股骨远端关节面几何形态测量

目的　探讨定量描述股骨远端关节面几何形态的方法,为进一步开发股骨远端关节软骨表面固定器及软骨修复提供关节面形态数据支持。 方法　选取2010年1月至2014年6月在我院行膝关节核磁共振扫描检查并且报告无异常的MRI图像130例,采用Mimics等软件对MRI图像进行处理,分别在矢状位和冠状位图像上测量出股骨内外侧髁远端及后髁关节面的半径和弧度,根据这些几何参数来确定股骨远端关节面近似的几何形态。 结果　在矢状位及冠状位图像上,内、外侧髁关节面均可用若干个半径不等的圆弧拟合,股骨内、外侧滑车关节面可用两个半径不等的球体拟合。 结论　通过测量若干个简单的几何参数可以定量描述复杂的股骨远端关节面三维几何形态,获得的数据可能用于股骨远端关节软骨表面固定器的设计及软骨修复。     

髋臼区域皮质骨厚度分布特征的三维图像测量*☆

背景：课题组前期研究建立了采用正常人体的CT数据构筑三维模型研究皮质骨厚度的空间分布的方法。 目的：根据髋骨皮质骨三维厚度分布规律对髋臼区域的皮质骨厚度进行分区。 方法：使用Mimics对8名健康志愿者髋骨CT图像进行分割提取皮质骨并建立几何模型。以A平台提供的二次开发语言PCL编写皮质骨厚度测量的新算法。获得厚度数据后根据各厚度范围皮质骨分布面积的大小,采用聚类分析的方法对测得的厚度范围进行分组。 结果与结论：髋骨皮质骨厚度介于0.44~4.00 mm,采用聚类分析的方法发现可分为0.44~1.133 mm、1.133~1.826 mm及1.826~4.00 mm 3组,按照这3组厚度范围对髋骨模型进行渲染后发现整个髋骨的皮质骨的较厚部位可分为明显的三组皮质骨束,第1组沿弓状线延伸至耻骨联合,第2组从臼顶延伸到髂结节,第3组分布在坐骨大切迹上下。说明在髋臼区域皮质骨较厚的部位可大致分为3组,其部位与应力集中点点基本吻合。     

基于CAD软件的髋臼骨形态三维结构重建

目的利用髋臼轮廓的三维数据值重建髋臼骨形态,并能对其解剖结构进行定量测量。方法选取成人髋臼标本,通过CT扫描、图像边界处理和定标,利用CAD软件直接拟合出髋臼骨形态。结果重建的髋臼能客观反映髋臼真实解剖形态。结论以CT二维图像为依据,采用CAD软件,能准确地进行髋臼的重建,为髋臼的形态学研究提供了一种可行的方法。     

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。     

复杂的腹部创伤性假性动脉瘤和动静脉瘘形态学分析

目的分析腹部创伤性假性动脉瘤和动静脉瘘形态学特点。方法分析1例复杂的腹部创伤性假性动脉瘤和动静脉瘘临床资料,总结腹部创伤性假性动脉瘤和动静脉瘘形态学特点。结果患者在腹部刀刺伤术后,出现顽固性腹水、低蛋白血症、门静脉高压症;彩色多普勒、螺旋CT和数字减影血管造影(DSA)提示肝总动脉、腹主动脉瘤形成,肝动脉门静脉瘘和腹主动脉门静脉瘘。采用血管内介入方法,行腹主动脉和门静脉支架植入术,动脉瘤和动脉门静脉瘘栓塞术,门静脉高压症消失,患者康复出院。结论腹部创伤性假性动脉瘤和动静脉瘘解剖结构复杂,具有独特的形态学特点;给诊断治疗带来困难。     

一种髋关节计算机辅助建模新方法的研究

目前导致人工髋部假体失效的主要原因在于假体松动以及因松动而造成的移位、脱位和折断。因此 ,有效地提高假体与骨结合面的长期稳定性是提高髋部人工关节置换术远期效果的关键。在过去的有关研究中 ,较多偏重于股骨上段髓腔的研究 ,而对髋臼尚停留在假设髋臼窝关节面为正球形凹面 ,臼假体的外形也基本上是半球形。本研究利用反求工程技术 ,通过测量得到完整的人体髋骨表面点云数据。然后对髋臼表面进行拟合误差分析 ,确定选用旋转椭球面拟合 ,结合优化技术 ,建立髋臼表面 CAD模型。通过比较分别用球面和旋转椭球面拟合的误差 ,可以得出旋转椭球面的拟合误差显著小于球面的拟合误差 ,并能更好地描述髋臼表面的生物形态     

全髋置换术中髋臼过度扩锉对髋臼缘骨量和前倾角的影响

目的　通过髋臼的三维重建及基于此的解剖形态研究，就临床上假体安装前的髋臼同心扩锉准备方式时过度扩锉对臼窝前后壁骨量丧失和髋臼缘开口前倾角改变作一定量分析。方法　选取40例成人髋臼标本，通过CT扫描、图像边界处理和定标，利用Pro/Engineer软件拟合出髋臼三维结构，再将其导入Unigrapics软件中，运用其集成的工具条和球体表面逼贴技术，对二种过度髋臼同心扩锉，即扩锉至Harris窝底或扩锉至髋臼内侧壁时，髋臼横断面开口扭转角度变化及髋臼后壁与前壁骨量丧失量作定量分析。结果　(l)当髋臼同心扩大至Harris窝底时，髋臼横断面开口扭转角度在不同髋臼层面均发生变化，其中，髋臼上半部分最大前倾角度可增加483°；而髋臼下半部分开口前倾角度轻微减小。(2)髓臼同心扩大至Harris窝底时，髋臼后壁与前壁骨量丧失量平均为6.75 mm和6.11 mm、(3)当髋臼同心扩大至髋臼内侧壁时，髋臼横断面上半部分开口扭转角度进一步增大，最大前倾角度增加达8.55°；此时，髋臼后壁与前壁骨量丧失量也增加至平均9.54 mm和9.56 mm。结论　髋臼同心扩挫虽能保持髋臼活动中心点不变，但过度扩锉仍可造成较明显的髋臼前后壁骨量丧失与前倾角度变化，不利于髋杯假体与骨面的牢固固定和正确置放。髋臼扩锉达到或超过Harris窝底深度以上应尽可能在临床应用中避免。     

Strength and Electron Features of Irradiated Bone

Radiation applied for therapy and diagnostics damages molecular/atomic couples of biotissues, bones being among them. As a result, electron peculiarities and mechanical behavior of the latter are altered. Correlation between strength of the irradiated bone and its electron features explored due to photo- and exoelectron emission measurements is reviewed. © 2001 Biomedical Engineering Society. PAC01: 8719Rr, 8750Gi     

组织工程骨-假体界面微观结构与元素分析的意义

目的研究假体-组织工程骨界面的微观结构和钙磷元素及构成比动态变化及意义。方法取新西兰大白兔15只,将兔骨髓间充质干细胞培养、扩增及诱导后,与珊瑚羟基磷灰石复合构建组织工程骨;双侧股骨髁分别制作一0.5cm×1.2cm骨缺损,骨缺损中央植入0.2cmx1.0cm钛合金植入体,左侧植入体周围植入组织工程骨,右侧仅植入珊瑚羟基磷灰石为对照,于术后4周、8周和l2周分别行X线检查、扫描电镜及能谱分析观察植入体表面微观结构和钙磷元素百分含量及比值的变化。结果 X线检查示,实验组术后8-12周可见大量模糊的高密度骨痂影,缺损区与周围骨质间分界变模糊。对照组各时间点无明显变化;扫描电镜示,实验组术后8、12周植入体表面孔隙内有大量无定形物质,而对照组未见有无定形物质。能谱分析示,不同时间点实验组较对照组内钙、磷元素百分含量高,有显著性差异（〈0.05）,随着时间的变化实验组和对照组Ca、P百分含量都呈增高的趋势,但12周和8周相比无显著性差异（〉0.05）。实验组内钙磷比值随时间变化有逐渐增大趋势,8周时达峰值,8周后缓慢下降。结论假体-组织工程骨界面钙、磷元素及构成比的动态变化表明骨整合的形成,并随着时间的延长骨改建逐步增加。     

基于逆向工程的人工膝关节测量点云光顺建模研究

临床中实施人工膝关节假体置换手术时，大多使用国外进口的能很好地反映人体膝关节生物形态的标准型号。本研究基于逆向工程技术对国外同类产品实施反求，采用新的定位方法对表面实施数据采集，并提出三点夹角点云去噪算法和基于最小二乘法拟合平面的点云补点算法对测量点云进行光顺，然后生成准确度和光顺度较好的人工膝关节假体曲面，最后生成人工膝关节假体模型，这为人工膝关节的国产化奠定了基础。此种新算法主要适用于人工膝关节假体这一类型曲面和形状较规则及曲率变化平缓的自由曲面的测量点云光顺建模。