本文關(guān)鍵詞：數(shù)字技術(shù)在個性化膝關(guān)節(jié)置換中下肢力線的研究　出處：《重慶醫(yī)科大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：背景全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)(total knee arthroplasty TKA)雖然對解除終末期骨性關(guān)節(jié)病患者的疼痛及功能恢復(fù)是一種非常成功的有效方法,90%的假體生存率達到10年以上,但患者術(shù)后的“不滿意度”卻仍高達15%-30%。下肢軸向力線的恢復(fù)和股骨遠端假體旋轉(zhuǎn)定位的恢復(fù)與準(zhǔn)確性,被公認為是減少假體失敗和改善術(shù)后療效的重要因素。而在傳統(tǒng)手術(shù)方法中通過參照術(shù)前下肢全長X片來設(shè)計軸向力線以及在手術(shù)中依靠個人經(jīng)驗和感官感受來判斷和辨認骨性標(biāo)志,均會導(dǎo)致主觀性誤差增大,而最后運用固定角度設(shè)計的截骨器械進行膝關(guān)節(jié)置換,由于人種以及個體的不同更是會導(dǎo)致術(shù)后療效的偏差。近年來隨著數(shù)字骨科技術(shù)的不斷發(fā)展以及Mimics、Geomagic等軟件在全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中的應(yīng)用開發(fā),彌補了傳統(tǒng)手術(shù)定位的不足,通過術(shù)前的數(shù)字化測量、模擬手術(shù)以及截骨導(dǎo)板的設(shè)計,使獲得精準(zhǔn)的下肢軸向力線和股骨遠端假體旋轉(zhuǎn)力線成為可能,但如何充分的發(fā)揮數(shù)字技術(shù)在全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中的應(yīng)用,尤其是在如何應(yīng)用三維的方法定位股骨遠端各骨性標(biāo)志點、如何精確定位下肢軸向力線以及定位最可信賴的旋轉(zhuǎn)軸線—股骨外科上髁軸(Surgical Transepicondylar axis,STEA),實現(xiàn)個體化精確截骨方面,仍存在較大爭議。目的1、利用股骨全長計算機斷層掃描并進行三維重建,應(yīng)用色譜法精確定位股骨遠端各骨性標(biāo)示點,并以此建立世界坐標(biāo)系。通過世界坐標(biāo)系,建立一個精確和統(tǒng)一化的三維測量平臺。2、應(yīng)用色譜法(color map)精確定位股骨外科上髁軸,通過3D打印STEA導(dǎo)板、全站儀以及三維CT驗證其準(zhǔn)確性和可靠性,并進一步應(yīng)用色譜法精確定義股骨遠端旋轉(zhuǎn)力線,分析各旋轉(zhuǎn)軸的角度關(guān)系,為全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)準(zhǔn)確定位旋轉(zhuǎn)力線提供方法學(xué)基礎(chǔ)。3、應(yīng)用質(zhì)心法(Centroid)精確定位股骨軸向力線,探尋股骨入髓點與髁間窩頂點的關(guān)系,以及股骨外翻角與“術(shù)中股骨外翻角”關(guān)系,為全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)準(zhǔn)確定位軸向力線提供方法學(xué)基礎(chǔ)。4、設(shè)計個性化股骨切骨導(dǎo)向器,以提高股骨遠端切骨和旋轉(zhuǎn)切骨的準(zhǔn)確性。方法收集26例股骨標(biāo)本和80例股骨CT掃描數(shù)據(jù)并在Mimics軟件中三維重建,并導(dǎo)入Geomagic Studio中:1:應(yīng)用色譜法來定位股骨遠端各骨性標(biāo)示點;2:精確定位股骨外科上髁軸線(STEA),通過3D打印STEA導(dǎo)板、全站儀以及三維CT驗證其準(zhǔn)確性。并收集既往80例股骨遠端CT數(shù)據(jù),對比色譜法和傳統(tǒng)測量定位股骨內(nèi)上髁最凹點和STEA的識別率。3:精確定位股骨后髁線(PCL)和Whiteside線(WL),并測量股骨后髁角(PCA),Whiteside線(WL)與外科髁上軸(STEA)的夾角(WSTEA)進行統(tǒng)計學(xué)分析。4:應(yīng)用質(zhì)心法精確定位股骨軸向力線,探尋股骨入髓點與髁間窩頂點的關(guān)系,以及股骨外翻角與“術(shù)中股骨外翻角”關(guān)系,分別測量這些參數(shù)并進行統(tǒng)計學(xué)分析。結(jié)果1:Mimics能準(zhǔn)確重建股骨三維股骨模型,色譜技術(shù)精確定位股骨遠端各骨性標(biāo)示點,2:色譜法能準(zhǔn)確定位股骨內(nèi)上髁最凹點和股骨外上髁最高點,即股骨外科上髁軸(STEA)。26例股骨標(biāo)本重建后通過3D打印STEA導(dǎo)板、全站儀以及三維CT驗證,所定位股骨標(biāo)本上的股骨內(nèi)上髁最凹點和股骨外上髁最高點均一致。色譜法(三維)在內(nèi)上髁最凹點的識別率從傳統(tǒng)斷層截面(二維)定位的68.87%提升到96.23%,而且準(zhǔn)確性和可重復(fù)性更高。3:色譜法能準(zhǔn)確定位股骨遠端旋轉(zhuǎn)軸線。PCA平均為3.98°±1.49°,范圍從0.15°到6.95°;WSTEA平均為86.89°±4.09°,范圍從76.42°到99.27°,此兩個角度均有較大的變異性。不同側(cè)別的PCA均數(shù)差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P0.05)。4:質(zhì)心法能準(zhǔn)確定位股骨解剖軸線。股骨外翻角平均為4.53°±0.74°,范圍2.84°到6.35°;術(shù)中股骨外翻角平均為4.65°±0.75°,范圍從3.10°到6.37°;兩者均數(shù)差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P0.05)。進針點相對髁間窩頂點偏前平均6.71mm±2.38mm,范圍0.86mm到13.59mm,偏內(nèi)平均3.11mm±1.72mm,范圍0.14mm到9.19mm;入針點相對髁間窩頂點偏前、偏內(nèi)的變異性均較大,其中偏前的標(biāo)準(zhǔn)差接近均值的40%,偏內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)差甚至超過均值的50%。結(jié)論1:色譜法能準(zhǔn)確的定位股骨遠端各骨性標(biāo)志點,STEA,PCL、WL。全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中通過PCL、WL進行旋轉(zhuǎn)力線的定位會導(dǎo)致截骨不準(zhǔn)確,色譜法能精確定位STEA,應(yīng)用這一方法能更有效的進行術(shù)前規(guī)劃和術(shù)中旋轉(zhuǎn)中心的定位以及假體安放,為術(shù)后獲得良好的膝關(guān)節(jié)功能提供保障。為全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)提供可靠的旋轉(zhuǎn)力線。2:質(zhì)心法能夠準(zhǔn)確定位股骨解剖軸線,進而準(zhǔn)確定位髓內(nèi)定位桿進針點和術(shù)中股骨外翻角,為進行精確化和個性化股骨遠端截骨提供了可靠的方法學(xué)基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：重慶醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R687.4

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本文編號：1329545