股骨近端相关影像解剖学测量研究

目的：目的通过CT三维重建测量正常国人老年股骨近端的相关形态参数,为设计股骨近端内固定系统提供解剖学依据。方法对60位老年国人的股骨近端进行CT扫描,利用自带的医学图像处理软件进行三维重建,标定相关解剖标志,测量指标包括股骨小转子、股骨颈干角、股骨头偏心距以及股骨髓腔等相关解剖参数。结果所有测量参数左、右侧均无统计学差异（P＞0.05）,其中小转子纵径为(26.80±2.53) mm,横径为(16.09±1.72) mm,小转子高度为(8.41±1.50) mm,小转子体积为(727.15±165.18) mm3,拟固定小转子最短螺钉长度为(46.77±2.70) mm,应用上倾角为（16.83±2.06）°,股骨颈干角为（131.42±8.03）°,股骨头偏心距为（37.85±7.02）mm。结论 CT三维重建图像可精确识别股骨相应的解剖标志并进行解剖学测量,测量数据对老年转子间骨折的治疗和新型解剖锁定钢板的设计有参考价值。     

双侧股骨近端对称性及解剖形态的三维重建研究

目的建立正常成人双侧股骨近端的三维模型,分析双侧股骨近端形态并测量解剖形态的相关参数,研究双侧股骨近端的对称性及解剖形态。方法选取50例正常成人双侧股骨近端CT扫描数据,其中男性27例,女性23例;年龄20～65岁,平均年龄44.52岁。扫描参数:扫描层厚0.625 mm,扫描电压120 kV,扫描电流100 mA。扫描范围:自双侧股骨头上10 mm至小转子中点平面下50 mm。将双侧股骨近端CT薄层扫描数据利用Mimics 10.01软件进行三维重建,将左侧股骨与右侧股骨镜像模型相配准,对配准后模型进行三维测量,并测量左右股骨近端的形态参数,使用SPSS 16.0软件对测量结果进行统计分析。结果股骨近端形态和髓腔内部结构有明显的个体差异性,双侧股骨近端形态及内部结构具有高度对称性。股骨头直径为(45.71±4.08)mm,股骨头高度为(53.61±5.43)mm,偏心距为(39.91±5.07)mm,股骨颈中央直径为(36.71±3.75)mm,颈干角为(127.88±6.28)°,股骨颈长度(46.61±4.74)mm,小粗隆中点所在平面的髓腔内径为(26.21±4.59)mm,其中偏心距、颈干角与白种人形态参数相比,差异有显著统计学意义(P<0.01);提供了一种验证双侧股骨对称性的新方法。结论正常成人双侧股骨内外部形态存在一定的对称性,变异较小,为股骨形态的测量提供理论依据;三维重建更利于对股骨近端形态参数的测量;新配准方法的提出对于临床中股骨近端骨折的诊治具有重大意义。     

股骨偏心距的测量及其临床意义

目的测量股骨偏心距的大小并探讨其临床意义。方法对100例正常双髋关节X线片进行影像学测量,测量参数包括股骨偏心距、颈干角、股骨头直径、外展肌力臂、体重力臂、小转子中点及其上下20mm的冠状径、峡部直径和髓腔闪烁指数等,SPSS10.0统计学软件分析股骨偏心距与外展肌力臂、体重力臂、股骨髓腔各解剖参数的相关关系及男女各参数间的差异,并将测量结果与国内外学者的测量参数进行比较。结果本组股骨偏心距大小为(36.64±5.31)mm;股骨偏心距与外展肌力臂呈明显的正相关(r=0.73,P0.01),与股骨颈干角呈负相关(r=-0.46,P0.01),与其它股骨近端解剖参数无明显相关性。男女两性间股骨偏心距、颈干角、股骨头直径、外展肌力臂有显著性差异(P0.05)。本组股骨偏心距、颈干角与白种人有显著性差异(P0.01)。结论股骨偏心距大小为(36.64±5.31)mm,重建股骨偏心距有利于恢复外展肌力臂,重建正常髋关节生物力学。     

应用CT断层图像重建股骨有限元模型

目的寻求一种基于CT断层图像快速且精确地建立全股骨三维有限元模型的方法，并应用有限元分析其力学特性以评价建模方法的优势。方法在Mimics中直接读取符合Dicom3．0标准的股骨原始CT数据，经阂值设定、区域增长及形态学操作等生成股骨初始3D模型，后期结合有限元软件ANSYS生成最终的三维有限元网格模型．然后在ANSYS中分别对应用Mimics得到的模型和统一弹性模量的模型加载200N的垂直载荷，比较两者应力分布的异同。结果获得的股骨有限元模型共含有143780个节点和99650个四面体单元，其弹性模量与CT值（密度）相关分布，取值范围在6．01～15．59GPa之间。与统一弹性模量的模型相比较，应用Mimics得到的模型其应力呈现离散性分布。结论应用Mimics可以建立更符合股骨机械结构和力学性质的三维有限元模型，同时缩短了建模时间，据此模型得到的股骨力学特性分析结果更为可信，以辅助指导临床应用。     

顺行交锁髓内钉治疗股骨远中段双骨折的解剖与临床

目的：研究股骨远中段双骨折的特殊解剖结构，探讨顺行交锁髓内钉内固定治疗此类骨折的适用范围和临床疗效。方法：在X线片和股骨标本上测量股骨髁间窝高度，估算髓内钉尖在股骨远端能到达的最远距离。采用顺行带锁髓内钉内固定股骨远中段双骨折11例，术后2～8周在支具保护下开始膝关节屈伸锻炼。结果：测量发现股骨髁间窝高约6～9mm，髓内钉尖端距内外髁远端水平面2cm为安全距离，不会损伤髌股关节面。11例骨折均达到解剖复位，愈合良好，愈合时间平均5．7个月，下肢功能恢复优4例、良5例、可2例，优良率81．8％。结论：顺行带锁髓内钉治疗股骨远中段双骨折具有固定范围广且可靠、骨折愈合时间短、关节功能恢复好等优点，但也有远端锁钉置入困难之缺点。     

成人股骨中下段的解剖学与扁弧形长针的设计应用

目的:通过对成人股骨远端解剖学参数测量及股骨骨髓腔观测,为扁弧形长针的设计及治疗股骨远端骨折提供形态学基础.方法:选用成人干燥股骨60根,平均分为2组,一组测量股骨长度、内外侧髁、内外上髁等有关数据,另一组测量股骨的密质厚度、髓腔内径及髓腔狭窄区、最远端断面皮质骨侧缘切线与中轴线所形成的夹角,并对测量结果进行统计分析.结果:股骨内侧髁宽度为(47.41±3.44)mm;股骨外侧髁宽度为(33.77±4.79)mm;股骨髁干角96.32°±2.30°;远端松质骨的长度为(50.00±7.90)mm;股骨干长度为(382±8.00)mm.成人股骨髓腔形态复杂,近远端呈漏斗状,而中间非松质骨部呈类柱体,中上段1/3部位最为狭窄,远端呈冠状面宽,而非松质骨部呈矢状面宽,且股骨髓腔具有一向前弧度.结论:股骨远端解剖学参数和股骨髓腔形态特点为扁弧形长针的设计研制和临床应用提供了解剖学依据;扁弧形长针其形态结构特点与髓腔顺应性好,可有效抗分离移位、抗旋转,操作简单,成本低廉,是治疗股骨远端骨折的有效内固定器械之一.     

基于股骨端假体稳定性的髓腔解剖参数测定及临床意义

目的 :测定中老年国人正常股骨近端形态解剖参数,为关节置换患者拟定术前计划和假体选择提供参考。方法:收集2017年2月～12月入住北京解放军总医院骨科医院,髋关节正常而膝关节退变行全膝置换病例共260人,用医学影像软件测定并记录股骨近端关键解剖数据,与其他测量结果比较其统计学差异,并探讨性别、年龄对股骨近端髓腔解剖结构的影响。结果 :中老年国人股骨近端解剖学参数除了股骨髓腔闪烁指数(CFI)值外,其他数据与西方人种差异均有统计学意义。在CFI分型中烟囱型髓腔比例较普通国人及西方人群高。年龄是CFI的影响因素,峡高比(峡部高度/股骨全长)均值为0.25。结论 :中老年国人和西方人群的股骨近端解剖参数存在明显差异,烟囱型髓腔比例较普通国人及西方人群高,假体选择时需要考虑年龄因素,股骨峡部多出现在股骨全长的近1/4处。     

股二头肌腱内侧半转位重建膝关节韧带的解剖学基础

目的：为临床重建膝关节韧带提供形志学依据。方法：30侧成人下肢标本对股二头肌腱性部分进行形态学测量;33根成人干燥股骨及胫骨标本测量有关数据;2恻下肢标本进行摹拟术式设计。结果：股二头肌腱长231±2．3cm;股骨外上髁距髁间窝外侧壁后部为3.0±0.3cm,股骨内上髁距髁间窝内侧壁前部3．2±0．2cm;胫骨粗隆上缘内侧距髁间前窝内缘2.9±0．3cm,胫骨腓关节面后缘距髁间后窝2．7±0.3cm。结论：股二头肌腱内侧半转位修复膝关节交叉韧带具有可行性,临床应用3例,效果可靠。     

髓腔延长顺行交锁髓内钉治疗股骨远端骨折基础与应用研究

目的探讨髓腔延长顺行交锁髓内钉治疗股骨远端骨折的临床疗效。方法：(1)107例成人股骨X线正、侧位片观测髓腔形态结构特点；(2)在X线片上测量估算髓内钉可达到股骨远端的最远距离，复位骨折，术中X线临测扩髓延长股骨远端髓腔至关节面上10～15mm，采用髓腔延长顺行交锁髓内钉治疗股骨远端骨折12例，2例不稳定骨折髓内钉同定后均加用小钢板单侧骨皮质螺钉同定。结果：12例骨折均达解剖复位或接近解剖复位，全部愈合。结论：髓腔延长顺行交锁髓内钉治疗股骨远端骨折具有创伤小，基本不损伤膝关节，术中出血少，稳定性好，膝关节功能恢复良好，骨折愈合率高等优点，值得临床推广和应用。     

采用体绘制方法建立人股骨三维有限元模型及其应力分析

背景：目前股骨三维有限元研究建模方法有多种,而采用体绘制分体建模方法还未曾报道过。 目的：采用体绘制方法建立股骨三维有限元实体模型,对所建实体模型模拟力学载荷得出股骨应力分布,并与既往股骨力学实验比较,评估体绘制方法的可行性。 方法：将CT扫描图像去噪等预处理后,采用体绘制技术,利用Mimics和Ansys软件建立人股骨有限元模型,并在Mimics软件中赋予股骨材质,并模拟人体正常站立位时股骨载荷情况。 结果与结论：采用体绘制方法建立的人股骨三维有限元模型,包括皮质骨、松质骨及髓腔解剖结构,网格化后共生成63 900个节点,43 552个实体单元;模拟载荷显示股骨压应力区域主要集中在股骨内侧、尤其是股骨距部位,张应力主要集中于股骨颈外侧、股骨干外侧。表明体绘制方法可以建立高仿真、接近股骨解剖结构股骨三维有限元模型实体模型,可以探索股骨的内部结构,展现其内部细节,模拟股骨生物力学分布。关键词：体绘制;股骨;实体模型;有限元;力学分布 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.17.003     

外斜位X线片显示股骨距影像特征及其临床意义

目的:研究外斜位X线片上股骨距的影像特征,探讨外斜位片显示股骨距的临床意义。方法:用成人干燥股骨标本143根,进行外斜45°拍片,对股骨距影像进行分析测量。结果:外斜位和正位显示股骨距阳性率分别为86.5%和29.0%。股骨颈主要抗压力骨小梁总宽度由上向下递减,与股骨距相交于Ward三角下角,此区骨小梁稀疏。次级抗压力骨小梁与股骨距相连为一体。结论:股骨距与主要抗压力骨小梁交界处相对薄弱,是股骨颈骨折的好发部位。次级抗压力骨小梁即股骨距松质骨影像。外斜位X线片可以为临床上显示股骨距特征提供参考。     

内斜位X线片显示股骨距影像特征及其临床意义

目的:研究内斜位X线片上股骨距的形态特征,探讨内斜位片显示股骨距的临床意义。方法:用成人干燥股骨标本143根,进行内斜位拍片,对股骨距影像进行测量分析,根据其特点进行分型。结果:在内斜45°X线片均观察到完整股骨距影像(100%),主要由线形的致密的皮质骨和密集的松质骨小梁组成。股骨距长度INL为(4.36±0.46、)cm。股骨距分为:弧线型,29.5％(42例);骨小梁型,21.6％(31例);断线型,27.3％(39例);融合型,21.6％(31例)。结论:内斜45°X线片显示股骨距影像清晰恒定。股骨距是股骨颈干交界后内侧重要的支撑结构,股骨上段疾病患者应常规加拍内斜位X线片,观察股骨距变化,决定诊疗方案。     

股骨粗隆间骨折应用多功能股骨板(MFFP)内固定的生物力学分析

目的：对我院设计的多功能股骨板（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｆｅｍｏｒａｌ Ｐｌａｔｅ,ＭＦＦＰ）应用于股骨粗隆间不稳定骨折进行生物力学分析,为临床应用提供科学依据。方法：按生物力学原理,在１２具新鲜尸体标本股骨上端内、外侧由有４枚应变片进行强刚度等分析。结果：实验研究表明：①多功能股骨板（ＭＦＦＰ）系统能降低股骨距上载荷并增加骨折断端的稳定必②加压滑动髁螺钉及ＤＨＳ却增加了载荷并降低了骨折的稳     

正常股骨近端CT测量及其临床意义

目的:通过CT测量正常国人股骨大体形态参数,为假体设计提供解剖学理论依据。方法:60例国人进行股骨近端CT扫描,利用医学图像处理软件对股骨头直径、offset、头位置、颈干角、皮质厚度及闪烁系数(canal flare index,CFI)等参数进行测量、比较。结果:①小转子区域,均可见到自后内侧股骨距部突出的皮质骨样板状结构,对于维持生物固定型假体的稳定起着十分重要的作用;②股骨参数与白种人相比较,在offset、股骨头中心位置及颈干角等参数间存在明显差异(P<0.01);③截骨平面股骨内径与股骨近端及峡部内径有很强的相关性;④年龄与皮质厚度有强的相关性(r=0.6601,P<0.01),随着年龄增长,髓腔内径逐渐增大;⑤干骺闪烁系数(metaphyseal canal flare index,MCFI)对于股骨近端形态变化的描述更为合理。结论:股骨形态复杂多样,有必要设计符合国人的假体,提出与假体相关的设计理念。     

The influence of design parameters on cortical strain distribution of a cementless titanium femoral stem

The strain distribution imposed on a femur following a total joint replacement is an important factor, in proximal bone loss due to stress shielding, and long term clinical success. This study investigated how five different design parameters of a cementless titanium femoral prosthesis influenced cortical strains. Test loads were applied and strains were measured with and without an abductor force simulation, using six human cadaveric femora. The cementless design used demonstrated significant calcar loading proximally and a similar strain distribution to the intact femur distally. Implant gross geometry was the major factor in determining the cortical strain distributions under abductor simulation in both axial and torsional loading.     

Effect of femoral component section modulus on the stress distribution in the proximal human femur

The study tested the hypothesis that femoral prostheses having a reduced section modulus will provide a distribution of stress in the proximal femur that better matches the stress field present in the normal intact femur. Four embalmed femora from adult human cadavers were instrumented with bonded-foil strain gauges and the states of strain present in the proximal-medial cortex after implantation of three different femoral components were compared with the strain present before implantation. In all cases, low modulus stems showed higher strains than the standard prosthesis. Strains as high as 74 per cent of intact were found at the calcar region, although due to wide variation among specimens the differences were not statistically significant. Our results suggest that, while lower stiffness stems provide better retention of stress levels, other factors including proximal stem geometry, changes in bending moment after implantation of the prosthesis and cortical bone thickness also played an important role in the strain distribution in bone. This paper was presented in part at the Fifth Southern, Biomedical Engineering Conference, held in Shreveport, Louisiana, USA in October 1986.     

基于股骨三维重建及计算机辅助低温沉积制造研究

股骨严重损伤是人类常见的骨骼疾病,重建股骨并分析其力学性能是人工股骨替代物研发的关键,然而传统的股骨假体置换往往会引起假体松动等现象。本研究选择健康人体股骨进行CT扫描,运用Mimics10.0软件建立了高精度的股骨原型并进行力学分析,然后选择具有良好生物相容性和可降解性的材料,采用低温沉积制造(LDM)技术进行股骨制造,获得了具有宏观股骨结构和良好微观孔隙结构的股骨支架,为后期股骨植入人体的研究奠定了基础。