人体膝关节股骨后髁角度的MRI测量

背景：全膝关节置换过程中股骨假体旋转力线良好非常重要,研究显示后髁角度是确定力线的重要依据,后髁角度为股骨后髁轴与股骨手术髁上轴之间角度,MRI测量可清晰显示后髁软骨、外上髁突起及内上髁凹陷,从而保证测量数据的准确。 目的：测量保定北部地区人群中膝关节后髁角度,为临床实施全膝关节置换过程中确定股骨假体旋转力线提供影像学依据。 方法：应用核磁共振机对入选中青年人群膝关节进行扫描,取膝关节伸直中立位,扫描平面垂直于膝关节机械轴,选择T1像上最佳膝关节轴位平面,由两名观察者独自分析图像,通过Bravo viewer 6.0影像软件观察股骨内上髁存在率,画出股骨髁上轴线及后髁线并测量两条轴线之间角度,即股骨后髁角度。 结果与结论：入选人群男性股骨后髁角度为(2.73±1.28)°,女性股骨后髁角度为(2.35±1.37)°,不同性别间差异无显著性意义。提示MRI测量股骨后髁角具有较大优越性,人工全膝关节置换过程中髁上轴线变异性较小,可参照后髁角度定位安装股骨假体,避免膝关节置换后并发症发生。中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程全文链接：     

胫骨近端的形态学测量与膝关节置换

背景：胫骨近端为膝关节假体构成的下半部分,胫骨近端是膝关节假体放置的底部位。 目的：评价胫骨近端的形态测量在临床上膝关节置换中的重要性。 方法：以 “膝关节;假体;置换”为中文关键词,以“Knee; Prosthesis; replacement” 为英文关键词。采用计算机检索1995-01/2011-10有关磁共振图像测量在临床上膝关节置换中假体旋转对线中应用的文章。 结果与结论：胫骨近端的形态测量即胫骨近端的三维有限元模型、相关参数及角度、生物力学研究与膝关节假体选择及设计有着重要相关性。胫骨近端的形态测量有二维和三维测量,以三维测量法精确,测量胫骨平台宽和倾斜角度、胫骨内外侧平台前后径,所测量的数据在临床上均有应用意义。胫骨近端是膝关节假体放置的底位置,而胫骨近端的三维模型与假体模型底部行模拟对接,提高手术的成功。     

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。     

国人经股骨上髁轴的磁共振测量

目的 在MRI上研究股骨远端上髁解剖,为全膝置换术中定位外科经股骨上髁轴(STEA)及股骨假体大小设计提供可靠依据。 方法 对78侧正常成人膝关节行磁共振扫描,测量STEA宽度、STEA的骨性标志与膝关节后侧及远端关节线的距离,股骨远端内外上髁的前后径大小及股骨后髁角。 结果 STEA宽度在男性中为(79.55±4.90)mm,在女性中为(71.18±4.22)mm,股骨内上髁沟最低点、外上髁最凸点与膝关节后方关节线及远端关节线的距离与STEA宽度具相关性,股骨远端内外上髁的前后径大小与STEA宽度也具相关性,股骨后髁角为(4.22±2.07)°。 结论 国人股骨远端上髁解剖大小明显小于欧美国家人群,股骨远端内外上髁的前后径与STEA宽度成一定比例,STEA的骨性标志与膝关节后侧及远端关节线的距离可为定位STEA提供一定帮助,通过术中触摸或PCL定位STEA的可靠性差。     

三维螺旋CT重建股骨远端旋转力线的测量

目的通过三维螺旋CT重建正常成人膝关节,测量股骨远端旋转力线,为全膝关节置换术股骨假体旋转力线的定位提供理论依据.方法80侧正常成人膝关节,男性、女性各40侧,年龄18～72岁.行三维螺旋CT扫描,在GE Advantage workstation工作站上进行0.625mm层厚重建,测量股骨外科上髁轴线与股骨后髁轴线之间的夹角(股骨后髁角,PCA)及前后轴线的垂线与股骨后髁轴线的夹角(APA).比较男、女性股骨旋转力线的差异.结果PCA男性3.21°±1.35°(1.15°～5.92°),女性3.60°±1.40°(0.84°～5.76°);APA男性3.17°±1.62°(0.87°～5.73°),女性3.66°±1.58°(1.34°～6.05°).PCA与APA的差异无统计学意义,但性别间PCA及APA差异均有统计学意义,同时PCA和APA均有较大的个体差异.结论男女性及不同个体之间股骨后髁角值存在一定差别,统一参照股骨后髁轴截骨将导致假体安放不准确,应采用多种定位方法确定股骨侧截骨,术前三维螺旋CT扫描重建股骨远端.测量后髁角,有利于术中重建准确的旋转力线.     

膝外翻畸形全膝关节置换的假体匹配:三维模型数字化测量与分析

背景:膝外翻畸形常需人工全膝关节置换来矫形,人工全膝关节置换选用假体与膝关节相匹配程度明显影响置换后长期效果。目前国内使用率较高的仍然是依据西方人数据设计的假体系统,应用于国人往往达不到最好匹配。目的:探讨股骨髁及胫骨平台的解剖形态学异常,为膝外翻畸形的全膝关节置换提供解剖学数据。方法:对41例(53膝)成人膝外翻畸形进行CT扫描,图像导入Mimics 10.01软件建立数字化三维模型,测量相关解剖参数,分析其分布规律与相关关系。将膝关节相关参数与单膝畸形患者的健侧正常膝(对照组29膝)进行比较。结果与结论:膝外翻畸形X射线片显示股胫角为(15.4±5.1)°,冠状面上测量股骨解剖轴与股骨远端关节面的外侧夹角(76.6±1.2)°减小,胫骨解剖轴与胫骨近端关节面的内侧夹角(95.8±0.5)°增大。CT显示通髁线与股骨髁远端关节面切线的夹角(6.5±1.3)°增大、通髁线与股骨髁后方关节面切线的夹角通髁线与股骨髁后方关节面切线的夹角(5.2±1.2)°增大。以上测量指标与对照组比较,差异有显著性意义(P0.05)。提示在膝外翻畸形全膝关节置换中,应注意股骨髁和胫骨平台的解剖学异常。     

滑车线与股骨远端假体旋转轴线关系及其稳定性的影像学研究

目的 探讨滑车线在全膝关节置换手术中作为股骨远端假体旋转对线标志物的可靠性,为临床提供指导。方法 从2013年10月—2014年5月在同济大学附属第十人民医院行膝关节CT检查的患者中,选取符合纳入标准的膝关节影像学资料,共75例75侧进行回顾性分析。其中男36名,女39名;年龄23～60岁,平均(44.7±11.5)岁。在CT图像上定位外科经股骨上髁轴、前后轴、后髁轴、滑车线,以外科经股骨上髁轴为参照,测量前后轴、后髁轴、滑车线相对于该轴线的旋转角度,分别表示为APSA、PCA、ATSA,比较APSA、PCA、ATSA在不同性别间的差异,并比较三条轴线相对于外科经股骨上髁轴旋转角度的稳定性。结果 75例75侧膝关节中,APSA为86.38°±2.40°,男性86.73°±2.51°、女性86.06°±2.26°;PCA为3.89°±1.67°,男性3.62°±1.72°、女性4.13°±1.45°;ATSA为8.17°±2.01°,男性8.42°±1.89°,女性7.94°±2.08°。不同性别间ATSA、PCA、APSA比较,差异均无统计学意义(P值均＞0.05)。F检验提示,分别与前后轴、后髁轴相比较,滑车线相对于外科经股骨上髁轴的角度的稳定性差异均无统计学意义(P值均>0.05)。结论 通过对正常膝关节的影像学测量分析,滑车线作为全膝置换术中股骨远端假体旋转对位参考线的稳定性较好,可以为临床手术提供参考。     

膝关节形态学测量在人工膝关节置换领域的价值及意义

背景：对人工膝关节假体形态尺寸进行观察及测量,并对相关测量统计数据进行人工膝关节形态设计,有利于促进膝关节假体植入后的稳定性和组织相容性。 目的：结合文献探讨形态学测量在临床上膝关节置换中的重要性。 方法：以 “膝关节;假体;测量;设计;置换”为中文关键词,以“artificial knee joint; prosthesis;measure;design;replacement” 为英文关键词。采用计算机检索1998-01/2011-12有关人工膝关节假体设计、测量及膝关节假体植入后相容性的文章。 结果与结论：膝关节的形态学测量即膝关节的三维有限元模型、相关参数及角度、生物力学研究与膝关节假体选择及设计有着重要相关性。膝关节的形态测量有二维和三维测量,以三维测量法精确。膝关节线性尺寸之间、身高与线性尺寸之间均有很好的相关性,所测量的数据在临床上均有应用意义。典型的膝关节三维解剖模型,能为膝关节参数的测量提供一种可靠的方法,提高手术的成功。     

股骨远端解剖数据测量及其与膝关节假体径线的匹配性探讨

目的　将股骨远端解剖结构相关数据与国内常用的膝关节假体参数进行对比,评估假体吻合度,为设计符合解剖结构的假体提供参考。 方法　①选100例无明显骨质缺损的华南地区成人股骨标本 (左51,右49), 拍数字化照片;②校正放大率后测量：机械轴长度、机械轴/解剖轴夹角、髁横径、髁间截骨面横径、外髁前后径、内髁前后径;③测量Zimmer NexGen LPS、Stryker Scrorpio NRG Knee-Flexed、United-U1、威高 GKPS假体的髁内外径宽、假体前髁高度及后髁高度。 结果　(1)股骨远端横径为(7.60±0.60) cm,股骨远端外侧髁高度为(5.90±0.76) cm,内侧髁高度为(5.73±0.74) cm,其间无明显相关性;(2) 4品牌假体的截骨长度均可适应股骨远端骨结构,但前髁截骨高度与4种品牌假体前髁高度对比,在设定容差范围内的涵盖率为24%~55%,股骨后髁高度与假体的后髁高度对比,涵盖率仅14%~21%。 结论　股骨远端解剖形态数据分布较为弥散,在关节置换过程中需个体化处理。假体径线与华南地区国人股骨远端形态存在一定差异。     

中国人膝关节解剖标志点和关节线距离的测量及特性分析

背景：在膝关节置换或者翻修中,正确的维持关节线的高度对于手术效果乃至手术的成功与否是至关重要的。国外学者曾经对膝关节各标志点至关节线距离的线性参数进行了研究和报道,但国内尚缺乏针对于国人的相关数据。 目的：通过对膝关节解剖标志点到关节线距离的测量分析,为严重骨缺损的初次全膝关节置换以及翻修提供临床数据参考。 方法：随机选择409例(746膝)中国北方及西南地区健康成年志愿者,平均年龄37.7岁,男214例,女195例。应用CT扫描,重建膝关节三维模型,通过Mimics软件依次测量各解剖标志点到关节线间的距离。 结果与结论：测得股骨内上髁的凹点中心到关节线的距离平均为(25.72±2.52) mm,股骨外上髁的凸点中心到关节线的距离平均为(26.30±2.65) mm,股骨内收肌结节到关节线的距离平均为(44.60±4.32) mm,胫骨结节最高点到关节线的距离平均为(21.50±3.57) mm,所得数据均为男性大于女性(P < 0.05)。结果证实,相应数据为膝关节置换或翻修中恢复关节线高度提供了重要的解剖依据;股骨内上髁的凹点中心、外上髁的凸点中心和内收肌结节到关节线的距离变异性较小,作为正常关节线的标志点更具参考价值。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程     

股骨内髁参数对单髁置换中截骨及假体设计的参考意义

BACKGROUND: Knee-parameter measurements play an important role in the designing of the knee prosthesis. Currently, we have more and more research of the total knee replacement, while uni-condylar knee replacement study is few.  OBJECTIVE: To obtain the parameters of the normal femoral condyles and explore its correlation with osteotomy and prosthesis design of the knee joint during uni-condylar knee replacement. METHODS: Normal knee joints of 60 cases (60 knees) were selected. We measured the parameters by using thin-section CT scan and post-processing techniques, including arc diameter of the lowest point of the femoral condyle on the coronal plane, arc diameter of the distal point of the posterior condyle of the femur on the transverse plane, arc diameter of the distal point of the posterior condyle of the femur on the sagittal plane, and arc diameter of the lowest point of the femoral condyle on the sagittal plane, and analyzed the correlation with sex and height.  RESULTS AND CONCLUSION: The diameter of the arc that passes through the lowest point of femoral medial condyle in the coronal plane was (42.685±1.389) mm. The diameter of the arc that passes through the farthest point of posterior of femoral medial condyle in the cross-section was (42.732±1.440) mm. The diameter of the arc that passes through the lowest point of femoral medial condyle on the sagittal plane was (45.473±1.332) mm. The diameter of the arc that passes through the farthest point of posterior of femoral medial condyle on the sagittal plane was (42.587±1.446) mm. The results illustrate that knee condyle related parameters were positively correlated with height. Parameters in males were significantly greater than in females. The diameter of the arc that passes through the lowest point of femoral medial condyle on the sagittal plane was significantly larger than that of the farthest point of femoral posterior medial condyle on the sagittal plane (P < 0.001). There was no significant difference among the diameter of the arc that passes through the lowest point of femoral medial condyle on the coronal plane, the diameter of the arc that passes through the farthest point of posterior of femoral medial condyle on the cross-section and that of the farthest point of femoral posterior medial condyle on the sagittal plane.       

基于3D打印个性化手术导航模板辅助下的人工全膝关节置换

背景：膝关节的解剖形态个体差异显著,而传统膝关节置换手术定位力线方法复杂,不能准确预测术中患者的力线位置、假体大小及截骨量。 目的：探讨基于医学图像三维重建、计算机辅助设计技术以及3D打印制造的个性化手术导航模板辅助下全膝关节置换的临床效果。 方法：采用CT或者磁共振扫描设备对患者进行扫描,获取患者医学图像数据;采用二维医学图像处理技术进行骨骼的三维重构;利用计算机辅助设计技术进行导航模板的设计;采用3D打印技术制造个性化手术导航模板,并进行临床全膝关节置换;置换后采用影像学评估术后效果。 结果与结论：Arigin 3D Pro(昕健医疗技术有限公司)能够准确重构出患者下肢骨骼三维模型,自主研发的三维设计软件Arigin Surgical Templating(昕健医疗)能够精确定位包括下肢力线、股骨旋转轴等在内的下肢相关轴线及截骨参考点。该组研究设计和制作的个性化膝关节手术导航模板,术中和股骨髁与胫骨平台骨性解剖结构贴合紧密,无明显移动;全膝关节置换后患者下肢力线偏差小于3°。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程     

CT三维重建在全膝关节置换中的应用

背景：下肢X射线测量及CT三维重建的应用,以及计算机辅助技术都有助于人工全膝关节置换术者更精确地安放假体。 目的：探讨全膝关节置换前CT三维重建确定股骨髓内定位杆置入点对置换后关节功能的影响。 方法：32例全膝关节置换患者,其中置换前进行CT三维重建确定股骨髓内定位杆置入点的18个病例(CT三维重建组),其余病例术前未进行CT三维重建(对照组),在置换后3个月、1年、2年定期随访。 结果与结论：置换后3个月、1年、2年随访与对照组比较,CT三维重建组膝关节功能评分总体功能和单纯膝关节功能评分显著增高(P均 < 0.05)。提示全膝关节置换前行膝关节CT三维重建确定股骨髓内定位杆进入点有助于在置换中正确插入股骨髓内定位杆,更准确地进行股骨端的截骨以及膝关节假体的安放,能够更好地恢复下肢力线和膝关节的功能。     

Cartilage assessment using preoperative planning MRI for femoral component rotational alignment

BackgroundSurgical planning of posterior referencing total knee arthroplasty (TKA) using computed tomography (CT) might lead to over-rotation of the femoral component because CT could not detect cartilage thickness of the posterior femoral condyle. The purpose of this study was to examine the rotational alignment difference of the femoral component between magnetic resonance imaging (MRI) and CT.MethodsFor elderly varus osteoarthritic patients, 66 varus osteoarthritic knee patients that underwent primary TKA were selected. Twenty-seven young patients who underwent primary anterior cruciate ligament reconstruction were selected as control. After the transepicondylar axis (CEA), the surgical epicondylar axis (SEA) and the posterior femoral condylar line (PCL) were drawn on CT and on MRI at the same angles as CT. Then, the practical PCL was drawn on MRI considering the cartilage thickness (the cartilage PCL). The angle between the SEA and the cartilage PCL (the cartilage posterior condylar angle (PCA)) was measured as preoperative planning. To investigate the accuracy of preoperative MRI measurement, the cartilage thickness on posterior femoral condyles was directly measured during TKA.ResultsThe cartilage PCA for varus osteoarthritic patients averaged 1.3 ± 1.3°. The cartilage PCA was 1.8 ± 1.0° significantly smaller than the bone PCA (the PCA measured on CT). Meanwhile, the cartilage PCA was 0.2 ± 0.4° significantly larger than the bone PCA in young people. The preoperative angle measurement on MRI strongly correlated with the direct measurement of cartilage thickness during TKA.ConclusionThere was 1.8° of divergence between MRI and CT in varus osteoarthritic patients due to cartilage degeneration of the medial femoral condyle. Cartilage assessment using MRI was useful for femoral component rotational alignment.     

全膝关节置换过程中的假体旋转对位

背景：在全膝关节置换过程中对假体旋转对位争论的焦点目前仍集中在旋转对位的参照地标如何设定。 目的：综述全膝关节置换手术中假体旋转对位的相关临床和基础研究进展。 方法：广泛查阅全膝关节置换手术中假体旋转对位的解剖定位标志、定位方法、旋转对位的匹配、手术精确度等临床上遇到的相关文献。 结果与结论：许多研究表明,旋转对位不良,会导致膝前痛,胫股骨和髌股关节间的稳定性失衡,髌骨的运动轨迹失调,步态异常,胫骨侧聚乙烯平台的磨损加速,假体过早松动,出现关节半脱位和脱位,甚至需进一步手术翻修等问题。术中胫股骨侧假体的旋转对位时要综合利用所获得的各种信息,个别校正,必要时结合置换前的CT扫描来进行,以改善全膝关节置换疗效和远期生存率。     

膝关节置换中以ROM技术定位胫骨假体的旋转力线

文题释义：ROM技术：其原理是先固定股骨假体,然后安放胫骨假体试模而不固定,使胫骨假体试件在股骨假体的引导下进行旋转位置的自我调整,达到胫骨平台自然的与股骨假体结合并处于最合适位置的目的,该技术是目前临床上定位胫骨假体旋转力线较为常用的方法,但据文献报道,该技术确定的胫骨假体旋转力线可能存在误差。 膝关节置换：经历了150年的演变史,目前已经成为晚期骨性关节炎患者的主要治疗措施｡根据膝关节置换部位可分为单间室置换(单髁置换)､双间室置换(膝关节内外间室)､髌股关节置换及三间室置换(内外间室及髌股间室)。国内运用最多的为膝关节双间室置换,常用的术式包括后交叉韧带替代型和后交叉韧带保留型双间室置换,多数文献认为选择哪一种手术方式对患者的长期疗效无显著差异。 背景：ROM技术是膝关节置换过程中确定胫骨假体旋转力线的常用方法,但该技术的准确性仍存在争议,目前ROM技术可能的影响因素尚未见报道。 目的：探讨膝关节置换过程中运用ROM技术确定胫骨假体旋转力线的影响因素。 方法：纳入61例初次接受单侧膝关节置换的患者,男18例,女43例,年龄55-78岁,术前均诊断为膝关节骨性关节炎,所有手术均采用后稳定型膝关节假体。所有患者对治疗方案均知情同意,且得到医院伦理委员会批准。根据ROM技术确定闭合与未闭合内侧支持带时胫骨假体旋转轴线,同时定位后交叉韧带止点中点与髌韧带内侧缘连线(Akagi线)作为参考线,测量2种情况下ROM技术确定的胫骨假体旋转轴线与Akagi线的相对位置关系,术中判断髌骨轨迹分型,从而确定髌骨轨迹分型及闭合内侧支持带与否是否为ROM技术的影响因素。 结果与结论：①术中出现Ⅰ,Ⅱ及Ⅲ型髌骨轨迹时,未闭合内侧支持带时ROM技术确定的胫骨假体旋转轴线与Akagi线之间的夹角分别为(0.5±2.5)°,(-0.9±2.6)°及(-3.9±3.4)°;闭合内侧支持带时夹角分别为(0.6±2.3)°,(-0.3±2.2)°及(-1.5±2.9)°;② Ⅲ型髌骨轨迹可导致ROM技术确定的胫骨旋转轴线与Akagi线之间的夹角明显偏内(P < 0.05);③对于Ⅰ,Ⅱ型髌骨轨迹,是否闭合内侧支持带对ROM技术确定的胫骨假体轴线无明显影响(P > 0.05);对于Ⅲ型髌骨轨迹,闭合内侧支持带可明显减小ROM技术确定的胫骨假体旋转轴线与Akagi线之间的差异(P < 0.05);④结果提示,ROM技术对Ⅰ,Ⅱ型髌骨轨迹的全膝关节置换能够较准确地定位胫骨假体的旋转轴线,无需闭合内侧支持带;出现Ⅲ型髌骨轨迹时,无论是否闭合内侧支持带都可能造成胫骨假体过度内旋。 ORCID: 0000-0002-7360-1881(李叶天) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程