中国人股骨前髁解剖特点分析及膝关节假体改良的建议
本文关键词：中国人股骨前髁解剖特点分析及膝关节假体改良的建议，由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】：第一部分：基于三维重建技术的中国人股骨前髁部位各参数的测量 目的：对200名成年中国人健康单侧下肢骨的CT和股骨远端软骨MR的影像学资料进行三维重建，将三维图像导入专业软件后，以SEA作为股骨远端旋转对线标志线，对股骨前髁部位进行模拟TKA截骨，测量含软骨在内的前内侧髁和前外侧髁的厚度。了解中国人股骨前髁部位的各项参数和男女性之间的差异，明确其与国外厂家膝关节假体股骨组件相同部位的差别并对适合中国人前髁部位的膝关节假体股骨组件设计提出建议。 方法：通过mimics10.01软件，对随机抽取的200名符合条件的中国人单侧下肢CT断层扫描图像资料进行骨质的三维重建，同侧膝关节MR影像学资料进行股骨远端软骨的三维重建，导入UG NX6.0软件之后，将骨质和软骨的3D图像进行整合，并以SEA作为股骨远端旋转对线标志线，对股骨前髁部位进行模拟截骨，分别测量包含软骨在内的前内侧髁顶点和前外侧髁顶点到截骨面的距离，即前外侧髁和前内侧髁的厚度，分别定义为h1和h2，测量前外侧髁顶点到PCA的距离，定义为AP，计算h1/AP×100%和h2/AP×100%的值，通过统计学检验，对比人体与进口假体之间、男性和女性之间的差异；测量并对比人体与假体股骨组件前髁滑车沟厚度的差异。 结果：1. h1/AP的比率，人体与三种假体对比，行两样本t检验： 男性：t_1=11.9，P_1㩳0.05；t_2=7.9，P_2㩳0.05；t_3=1.4，P_3㧐0.05。 女性：t_1=19.5，P_1㩳0.05；t_2=13.2，P_2㩳0.05；t_3=5.0，P_3㩳0.05。 男性与Zimmer Gender Knee的前外侧髁厚度无明显差异，与另外两种假体都有明显差异。 女性与三种假体前外侧髁厚度均有明显差异。 2. h2/AP的比率，人体与三种假体对比，可行两样本t检验： 男性：t_1=34.3，，P_1㩳0.05；t_2=26.6，P_2㩳0.05；t_3=18.1，P_3㩳0.05。 女性：t_1=38.8，P_1㩳0.05；t_2=29.5，P_2㩳0.05；t_3=17.4，P_3㩳0.05。 无论男性还是女性，前内侧髁厚度与三种假体均有明显差异。 3.男性和女性之间，h2/AP的值行两样本t检验，t=4.5，P㩳0.05；h1/AP的值行两样本t检验，t=8.9，P㩳0.05。 男性和女性之间，前内、外侧髁厚度均有差异。 4.三种假体股骨前髁滑车沟部位厚度：各厂家假体股骨组件实地测量的结果最小为3.2mm，最大为4.5mm。人体股骨前髁部位滑车沟厚度，男性为0.3±0.6mm，女性为0.2±0.3mm，接近于0。人体和假体之间有明显的统计学差异。 结论：1.所选的三种假体股骨组件，仅Zimmer Gender Knee的前外侧髁设计与中国人男性相匹配，余者前外侧髁和前内侧髁厚度均明显大于中国人，假体前髁滑车沟部位也明显偏厚。 2.中国男性和女性之间，前外侧髁厚度有明显的差异，前内侧髁厚度也有明显差异。 3.假体的设计，建议股骨前髁截骨量适当增加，假体前髁滑车沟部位加深，前外侧髁和前内侧髁厚度降低。 第二部分：基于CT三维重建的中国人股骨前髁截骨面形态及其直观视觉标志作用 目的：对第一部分所选样本中的健康的成年中国人单侧下肢CT断层扫描图像资料进行三维重建，通过专业软件，依据股骨远端旋转对线不同的标志线，对股骨前髁部位进行TKA手术完全模拟截骨，精确测量截骨面在冠状面的形态，了解中国人和高加索人种之间的形态差异，确定中国人TKA手术中股骨远端旋转对线是否正确的直观视觉标志。并了解中国人不同性别之间后髁角的差异。 方法：在本科室的影像学资料库中随机抽取的200名符合条件的健康成年中国人的单侧下肢CT影像学资料，其中男性116例、女性84例，扫描的层距：横切面为1.25mm，冠状面和矢状面均为0.7mm，重建后的膝关节三维图像足够清晰，膝关节骨性标志解剖特征无变异。使用mimics10.01对影像学资料进行三维重建，重建后的图形导入到UG NX6.0软件，分别以SEA、CEA、PCA和外旋3°的PCA作为股骨远端旋转对线标志线进行前髁截骨，在冠状位定义三种图像的名称之后，观察以不同旋转对线标志线进行截骨得到不同图像的数量。在三维图像上直接测量中国人男性和女性后髁角的的大小并对比差异。 结果：1.中国人男性和女性的后髁角的测量结果均符合正态分布： 男性：（4.7±0.8）°，（range2.9°to6.4°）。 女性：（3.1±1.1）°，（range0.8°to6.1°）。 对二者行两样本t检验：t=11.9，P㩳0.05，二者有明显统计学差异。 2.将SEA与外旋3°的PCA进行对比，即对比后髁角和3°，行单样本t检验： 男性：t=22.9，P㩳0.05，二者有明显统计学差异。 女性：t=0.83，P㧐0.05，二者无明显统计学差异。 3.CEA与SEA的夹角的测量结果： 男性：（3.5±0.4）°，（range2.5°to4.7°），女性：（3.2±0.7）°，（range1.4°to5.3°）。 同性别之间的夹角不宜进行比对，因为CEA始终在SEA的近端，故其夹角始终为正值，与0°（SEA的外旋角度）必然有明显的差异。 但男性和女性之间CEA与SEA的夹角可以行两样本t检验：t=3.83，P㩳0.05，二者有明显统计学差异。 4.以SEA为股骨远端旋转对线标志线时，男性股骨前髁截骨面“靴状图像”明显多于“大钢琴图像”（101vs15），而女性“大钢琴图像”明显多于非“大钢琴图像”(68vs16)。 分别以SEA和外旋3°的PCA为旋转定位线，所得到的“大钢琴图像”和“靴状图像”的数量，进行四格表资料的χ~2检验： 男性：χ~2=6.20，P㩳0.05，二者有明显统计学差异。 女性：χ~2=1.22，P㧐0.05，二者无明显统计学差异。 结论： 1.中国人男性和女性后髁角大小有明显差异；与男性相比，女性后髁角的分布更为离散。 2.在中国男性，SEA与外旋3°的PCA有着平均约1.7°的差异，这个差异有统计学意义，TKA术中以外旋3°的PCA为股骨远端旋转对线标志线时，建议加大外旋角度。对中国女性，可以使用外旋3°的PCA作为股骨远端旋转对线标志线。 3.不建议以CEA代替SEA作为股骨远端旋转对线标志线，否则可能外旋过度，而且男性更为明显。 4.中国人接受TKA时，前髁截骨面形态：男性以“靴状图像”作为股骨远端正确旋转对线的直观图像时错误概率较低，而女性以“大钢琴图像”作为直观图像错误概率较低。 个体差异的存在使得前髁截骨面的直观视觉判定作用可能发生误差，最终仍以SEA作为旋转对线标志线所确立的截骨面为准。
【关键词】：膝关节成形术 股骨前髁 髌股关节 三维重建 中国人 假体设计
【学位授予单位】：第二军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R687.4;R322.7
【目录】：
- 摘要6-9
- 第一部分：基于三维重建技术的中国人股骨前髁部位各参数的测量6-7
- 第二部分：基于 CT 三维重建的中国人股骨前髁截骨面形态及其直观视觉标志作用7-9
- Abstract9-13
- Part I: Parameters measurement of Chinese femoral anterior condyles based on 3Dreconstruction technology9-10
- Part II: Study of the morphology of femoral anterior condyles bone cutting surface and its visual impact identity based on 3dimensional CT reconstruction10-13
- 缩略词表13-14
- 前言14-16
- 第一部分：基于三维重建技术的中国人股骨前髁部位各参数的测量16-40
- 一. 实验材料16-17
- 二. 实验方法17-27
- 三. 结果27-31
- 四. 讨论31-37
- 参考文献37-40
- 第二部分：基于 CT 三维重建的中国人股骨前髁截骨面形状及其直观视觉标志作用40-54
- 一. 实验材料40
- 二. 实验方法40-45
- 三. 结果45-47
- 四. 讨论47-51
- 参考文献51-54
- 综述 髌股关节炎及膝关节假体髌股关节部位设计的研究进展54-70
- 参考文献63-70
- 在读期间发表论文和参加科研工作情况70-72
- 致谢72
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