髋臼几何参数的CT测量

背景：近年来尽管对髋臼形态特征的研究已经取得了一些成果,但由于髋臼结构和位置的特殊性,有关髋臼表面形态的定量描述至今尚未统一,这势必会影响髋关节病变诊断和治疗的准确性。 目的：探讨髋臼几何参数的CT测量方法。 方法：选取70例髋关节CT受检者,其中正常成人50例(两侧共100个髋关节),单侧先天性髋关节脱位患儿20例。对所有受检者髋关节CT图像进行冠状面重建和三维重建,比较正常成人髋臼上外倾角冠状位和三维测值,比较先天性髋关节脱位组患侧与正常侧髋臼上外倾角。选择配伍组设计方差分析,分别比较扫描床面为参照面和以身体冠状面为参照面测量左右侧髋臼后外展角、前髋臼指数及后髋臼指数。 结果与结论：髋臼上外倾角在冠状位测值为(39.99±6.1)°,在三维图像上测值为(40.13±5.80)°,2者比较,差异无显著性意义(P > 0.05)。先天性髋关节脱位患儿双侧上外倾角在冠状面的测量值,正常侧为(48.95±3.80)°,脱位侧为(63.56±6.35)°,二者之间差异有非常显著性意义(P < 0.01)。以扫描床面为参照面测量正常髋臼后倾角、前髋臼指数、后髋臼指数左右侧比较,差异有非常显著性意义(P < 0.01);以身体冠状面为参照面测量髋臼后倾角、前髋臼指数、后髋臼指数左右侧比较,差异无显著性意义(P > 0.05)。提示以冠状面为参照平面测量双侧后外展角和前、后髋臼指数准确可靠,可客观反映髋臼情况,为髋关节区病变的诊断和治疗提供确切的量化指标。     

ICUS图像序列中冠状动脉的三维重建和形态测量

针对冠状动脉内超声(ICUS)图像序列中血管的三维重建问题,提出一种从连续回撒超声导管获取的、覆盖多个心动周期的ICUS序列中准确重建冠脉血管、并定量测量其形态结构参数的方法.首先利用在导管回撤路径起点采集的两幅近似垂直的X射线冠脉造影(CAG)图像之间的交叉信息,重建出导管的回撤路径,然后从各帧ICUS图像中提取出血管壁的内外轮廓;在对ICUS序列中由心脏运动所致的运动伪影进行补偿之后,选择出在各心动周期的同一时相处采集的ICUS帧,并将其沿三维导管路径顺序排列;最后采用NURBS曲面拟合技术,完成血管的三维重建.根据该三维血管模型,对临床重要的血管形态参数进行测量,采用临床图像数据进行验证.实验结果证明,较之仅采用CAG图像或ICUS序列重建出的血管模型的测量结果,该方法更为精确.     

髋臼位相参数概念分析

髋臼位相参数包括前倾角和外展角对于人工髋关节置换术前规划、术中引导、术后评估具有重要临床意义。臼杯假体在术中放置不恰当是影响术后髋臼假体寿命的一个重要因素。目前髋臼前倾角和外展角有多种定义,即使对于同一种定义,也有多种不同的表达方式。如对这些定义不加选择地使用或者使用时不进行明确说明,会给临床工作带来诸多困惑。     

髋臼开口形态特征的计算机三维结构分析

目的:利用髋臼骨的CT三维结构重建图像,研究髋臼开口的形态学特征。方法:选取40例正常成人髋臼CT二维图像,通过计算机软件重建髋臼骨三维结构,并对不同横断面的髋臼缘开口宽度(L)、不同横断面髋臼前倾角(AcAVA)进行定量测量。结果:横断面髋臼开口缘最大宽度主要集中在髋臼中下层面处(70%层面),横断面髋臼开口缘最大宽度的平均值为(63.06±3.75)mm,不同横断面髋臼开口缘宽度的变化并不呈现等比例关系;不同横断面髋臼前倾角(AcAVA)为11.91°±7.36°,前倾角由上至下出现前倾增加趋势,平均增值为1.92°±1.88°,其中,髋臼上半部最大增值可至6.02°,而髋臼下半部前倾角增加幅度较小。结论:骨性髋臼开口缘不仅不是正圆形结构,而且还存在着前倾扭转的趋势,扭转变化在髋臼开口上中1/3交界处最为显著。     

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。     

髋臼骨关节面形态特征的研究

髋臼骨关节面生物形态特征的研究将有助于通过建立更为精确的髋臼三维模型来分析髋关节的生物力学性能 ,具有重要的临床意义。但在以往的研究中 ,髋臼骨关节面大多被简单认定为一球面。本研究通过三维激光扫描获取髋臼的三维形态数据 -点云数据 ,运用反球工程技术结合优化拟合算法 ,分别用球面和旋转椭球面逐步逼近原始的髋臼骨关节面 ,获得最佳的髋臼骨关节面匹配模型 ,分析比较此二项匹配模型间的匹配误差。对 15例髋骨的统计测量结果表明 ,旋转椭球面的匹配误差显著小于球面的匹配误差 ,其中拟合球半径平均值为 2 4 .37±2 .2 2 mm,拟合旋转椭球面长轴 (髋臼左右方向 )平均值为 2 6 .0 2± 2 .76 mm,短轴 (髋臼前后方向 )平均值为 2 4 .17± 2 .16 mm。该项研究首次对髋臼骨关节面形态作了定量的分析 ,有助于我们对髋臼骨形态的重新认识 ,进而为一系列以其为基础的相关研究及应用提供重要的参考     

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。     

三维重建模拟经皮拉力螺钉固定髋臼前柱骨折的解剖学研究

目的测量髋臼前柱的解剖参数,评估术前拉力螺钉固定髋臼前柱的风险。方法收集155例成人骨盆CT扫描数据,其中男91例,女64例,重建骨盆三维模型。应用MIMICS软件在髋臼前柱置入虚拟螺钉,测量虚拟螺钉的最大直径、长度、进钉点,并计算虚拟螺钉方向。垂直髋臼前表面虚拟截骨,测量每个截骨面的内外径、上下径。计算髋臼前柱在真骨盆缘MN段的弧度。结果髋臼前柱允许置入虚拟螺钉的最大直径和长度在男性为(7.95±0.98)mm和(124.84±6.79)mm,女性为(6.42±1.15)mm和(120.00±7.52)mm;虚拟螺钉与水平面和矢状面的夹角在男性为(21.55±2.67)°、(42.15±2.54)°,女性为(21.85±5.10)°、(41.51±5.23)°;前柱MN段的弧度在男性为(38.29±3.28)°,女性为(43.41±3.50)°。以上数据除进钉方向外男女间均有显著差异。螺钉直径与性别、前柱弧度线性相关,相关系数分别为-0.468、-0.164。女性髋臼前柱置入直径为6.50 mm、7.00 mm螺钉的风险分别是男性的9.081倍、13.316倍。结论对于中国人,建议使用直径为6.50 mm的拉力螺钉固定髋臼前柱骨折,当女性髋臼前柱弧度大于(44.49±2.47)°时,宜行钢板内固定。     

3D手术模拟测量Crowe Ⅳ型发育性髋关节发育不良的真实髋臼形态

文题释义：发育性髋关节发育不良：由于髋臼发育异常造成髋臼与股骨头匹配不佳,长期的生物力学异常导致髋臼、股骨近端骨质结构发育畸形,关节周围软组织挛缩、功能减退,终末期形成严重骨关节炎的一种疾病。 3D手术模拟技术：利用病患的CT原始数据进行高仿真的数字化三维重建,在此基础上编辑、配准,应用仿真手术功能预估截骨的位置、标志及置入假体的型号,能精确对比术前、术后髋关节解剖结构变化,并能进行解剖学的测量。背景：Crowe Ⅳ型发育性髋关节发育不良患者的髋关节解剖畸形程度比较大,3D图像在反映真实髋臼(真臼)形态特征和评估髋臼参数方面有独特优势,因此有必要对Crowe Ⅳ型发育性髋关节发育不良的真臼进行定性定量的3D形态分析。 目的：基于3D手术模拟技术探讨Crowe Ⅳ型发育性髋关节发育不良患者的真臼形态特征。方法：将Crowe Ⅳ型发育性髋关节发育不良患者20例(22髋)和正常对照组22例(22髋)纳入研究。将CT原始数据导入Mimics软件中,建立髋臼三维数字化可视模型,利用3D手术模拟技术实现真臼重建,确定真臼旋转中心,描述髋臼形态的特点。在3-matic软件中测量髋臼前倾角、髋臼外展角,对Crowe Ⅳ型发育性髋关节发育不良的真臼定性定量地进行3D形态分析。结果与结论：①Crowe Ⅳ型发育性髋关节发育不良组的真臼形态呈上窄下宽的三角形,模拟臼杯放置的理想中心大致位于后部骨壁的上方;②Crowe Ⅳ型发育性髋关节发育不良组患者的髋臼前倾角(35.07±3.09)°显著大于对照组髋臼前倾角(15.89±3.14)°,差异有显著性意义(P < 0.05);③Crowe Ⅳ型发育性髋关节发育不良组患者的髋臼外展角(46.87±2.73)°显著大于对照组髋臼外展角(43.88±2.60)°,差异有显著性意义(P < 0.05);④通过使用3D手术模拟技术可使发育性髋关节发育不良患者真臼的形态特征得到全面评估,发育性髋关节发育不良患者在进行全髋关节置换前必须谨慎地进行个体化术前计划。ORCID: 0000-0003-4786-2022(康朋) 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。     

剪切力环境下内皮细胞力学研究的形态学指标

剪切力对内皮细胞的形态结构、生长和功能都有重要影响。形态上的变化是内皮细胞对力学环境的最直观的反应，它是细胞功能变化的外在表现。我们讨论了剪切力环境下内皮细胞形态学的研究中常用的形态学指标，探讨了内皮细胞形态学分析的难点和今后的发展方向。     

基于CT断层影像的颅骨解剖结构三维重建

目的:基于CT颅脑断面连续影像,利用Mimics 8.01软件对颅骨进行三维重建,为解剖学教学和研究提供模型.方法:利用Mimics软件对CT颅脑影像中的骨组织进行自动阈值分割后,对重建出的颅骨进行自动分割,分割出舌骨结构.对于其他颅骨结构,在Mimics软件中的三个方位CT图像中,利用定位线结合解剖学中的颅骨毗邻关系,找出区分毗邻颅骨之间的定位点.然后,根据事先规划的不同结构的分割颜色,人工描出相应的颅骨所在区域.随后,对分割出的各个颜色区域进行三维重建,重建出主要的脑颅骨和面颅骨结构,并分别在计算机上对上述结构进行观察.结果:成功对颅骨的结构分别以不同颜色进行分割,并分别重建出额骨、颞骨、枕骨、顶骨、蝶骨、筛骨、鼻骨、泪骨、上颌骨、下颌骨、腭骨、舌骨结构,在计算机中进行任意角度和单独观察.结论:基于CT颅脑断面影像可以对颅骨进行三维重建,为数字化颅骨解剖教学及颅脑手术导航奠定基础.     

国人正常胫骨近端线性参数测量及特性分析

目的获取国人正常胫骨近端不同截面各线性参数正常参考值,为国产人工膝关节假体设计以及全膝关节置换术临床操作提供参考依据。方法选取61例(100膝,男65膝,女35膝)国人正常膝关节,年龄1781岁,平均47.2岁;分别按照性别、年龄和侧别进行分组;利用原始CT扫描图像资料重建膝关节,并在工作平台上对胫骨进行旋转、切割,测量不同截面的相关线性参数。结果测得截面前后径为(48.9±3.1)mm,横径为(75.2±4.5)mm,前后径与横径的比值为0.650±0.034;经过横轴距离内外侧平台边缘10%、20%、30%点的前后距离平均值分别为36.1、46.6、51.2、37.1、44.1和47.6mm;分析得出胫骨截面前后径、横径与前后径的比值在不同截骨高度和不同性别中的差异均有统计学意义。结论国人胫骨近端的几何形态与解剖特点同西方人有明显的区别;应用西方人设计的胫骨平台假体要考虑到国人的特点和性别差异;设计国人膝关节假体以及进行全膝关节置换手术时应该注意到性别的差异。     

国人正常膝关节几何学参数测量及临床意义

目的：从几何学角度对国人正常膝关节的参数进行测量,探讨其与某些膝关节疾病的关系.方法：选取国人无明显损坏的干燥股骨标本和胫骨标本各83例,测量股骨长度（G）,股骨内、外侧髁宽度（G1、G2）,股骨髁间窝宽度（G3）及深度（G4）,股骨内、外侧髁倾斜角（GD1、GD2）,胫骨近端平台内、外侧后倾角（JD1、JD2）,胫骨近端内、外侧平台的前后经（J1、J3）、左右径（J2、J4）,胫骨近端平台髁间隆起的宽度（J5）及高度（J6）.测量后对有关参数进行统计学分析.结果：除J2对J4外,其余膝关节几何参数测量值之间配对检验其差异存在统计学意义（P＜0.05）.线性参数之间呈正相关关系（P＜0.05）,而线性参数与角度参数之间无相关关系（P＞0.05）.结论：根据所测得的结果,建立了国人正常膝关节几何参数的数据库,为某些膝关节疾病的病程分型与治疗提供参考.     

Effects of Measurement Error and Sampling Resolution on Estimates of Atrial Tissue Recovery Parameters

We studied the effect of sampling resolution and measurement error on estimates of tissue recovery parameters using experimental and simulated data. Action potential duration (APD) was estimated from monophasic action potentials recorded at 250 sites (x=3.5 mm) on the endocardium of the canine right atrium (n=8) during control and acetylcholine perfusion. APD distributions were also simulated using a random number generator, then scaled and filtered to physiological values. The following parameters were estimated at increasing APD sampling interval and measurement error: mean APD, standard deviation of APD, mean APD gradient, standard deviation of APD gradient, APD wavelength, and APD correlation length. We found that large errors can result from APDs collected at inadequate sampling intervals and adequate sampling intervals may be 3–6 times less than the Nyquist interval. Large parameter errors also resulted from data with relatively low levels of measurement error. The effect of measurement error was dependent upon the standard deviation of APD, sampling resolution, and APD wavelength. Inadequate sampling resolution was the largest source of error in experimental parameter estimates. Estimates of mean and standard deviation of APD gradient decreased with spacing as estimates of correlation length and wavelength increased. Careful selection of spacing interval, taking into account the spatial complexity of recovery, as well as considerably low measurement errors will produce accurate estimates of gradients, correlation length, and wavelength. © 2000 Biomedical Engineering Society. PAC00: 8719Nn, 8719Hh, 0620Dk     

64排CT三维重建技术在膝关节骨折诊疗中的应用价值

目的分析64排螺旋CT三维重建技术应用于膝关节骨折诊疗中的价值。方法选择50例膝关节骨折患者,按照检查手段分为对照组25例行X线检查;观察组25例,行64排螺旋CT检查,分析比较两组的诊断结果。结果两组均检出腓骨小头骨折、胫骨上段骨折、股骨下段骨折、髌骨骨折等骨折情况,观察组检出率为100%,对照组为76%,结果提示64排CT三维重建技术诊断检出率高于对照组,且更全面清晰显示出膝关节骨折的碎骨数量、位置、走形方向、脱位、骨折片移位等情况,更具诊断价值。两组比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论64排螺旋CT三维重建技术用于膝关节骨折的诊断中,能全方位清晰显示骨折情况,骨折定位准确性高,为临床诊治提供有利的影像学依据,具有很高的诊断价值。     

三维立体定位CT引导下125I粒子植入治疗原发性肝癌的疗效及安全性

目的 分析三维立体定位下125I粒子植入治疗原发性肝癌的可行性及安全性.方法 收集2012年1月至2014年6月唐山人民院收治原发性肝癌患者56例,随机将其分为A组和B组,所有患者均先进行肝动脉化疗栓塞TACE治疗,于治疗后3 ～ 14d内,A组28例患者在三维立体定位CT引导下进行125I粒子植入治疗,B组28例患者仅在CT引导下进行125I粒子植入治疗,治疗后随访2 ～18个月,对两组患者的疗效及安全性进行分析评价.结果 治疗后2～18个月随访显示,A组31个病灶完全缓解(CR)8个,部分缓解(PR)16个,稳定(SD)6个,进展(PD)1个,有效率为77.4％.B组32个病灶完全缓解(CR)4个,部分缓解(PR) 10个,稳定(SD)8个,进展(PD) 10个有效率为43.7％.结论 在TACE治疗的基础上,应用三维立体定位技术在CT引导下125I粒子植入比单独CT下引导125I粒子植入治疗原发性肝癌能够取得更好的临床疗效,并提高了治疗的精准性及术后生存率.     

细胞电参数对内外膜跨膜电位影响的仿真研究

基于球形单细胞多层介电模型,提出了细胞电参数对内外膜跨膜电位影响的计算方法。仿真分析了细胞膜、细胞质、核膜、细胞核质的电导率和介电常数对内外膜跨膜电位的影响。结果表明:细胞膜跨膜电位主要受细胞质电导率和细胞膜介电常数影响,细胞质电导率越大,细胞膜介电常数越小,细胞膜跨膜电位就越大;核膜跨膜电位主要受细胞质和核质电导率、核膜介电常数的影响,细胞质和核质电导率越大,核膜介电常数越小,核膜跨膜电位越大。仿真结果为确定细胞内电处理肿瘤疗法的适应症提供了一定的理论指导。     

下颈椎椎弓根置钉偏差的CT多平面及三维重建研究

目的：通过颈椎CT多平面和三维重建资料的观测，了解下颈椎椎弓根螺钉置入的可行性，评价置钉偏差后的风险。方法：对8例非颈椎椎弓根病患者进行颈椎CT多平面和三维重建观察，对C3椎弓根内外径、内倾角及四壁皮质厚度行数据测量。结果：组成横突孔的四界不在同一高度同时出现，形成内界的椎弓根明显高于外界。CT示部分椎弓根外壁及横突孔前壁存在滋养血管孔（10％和8．8％）。C3椎弓根内壁厚（1．8±0．3）mm，，外壁厚（0．9±0．3）mm，上壁厚（1．3±0．4）mm，下壁厚（1．4±0．4）mm，外径（5．3±0．6）mm，内径（2．6±0．7）mm，内倾角（45．9±4．4）°。结论：下颈椎椎弓根内径小，外壁薄，椎弓根螺钉置入时，外壁容易穿破；椎弓根主体高于横突孔外界，椎弓根螺钉穿破外壁时，椎动脉可向外逃逸，减少损伤。