恥骨上支進釘通道的數(shù)字解剖學研究.pdf

1、研究背景:
　　 近年來,交通事業(yè)和建筑業(yè)事業(yè)日漸發(fā)達,高能量骨盆損傷發(fā)病率呈逐年上升的趨勢,在治療方面,切開復位內(nèi)固定術已成為共識,以往,多重視后環(huán)的內(nèi)固定,而隨著研究的不斷深入,多數(shù)學者認為,應同時對前環(huán)進行固定。Matta認為,對于旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定和垂直不穩(wěn)定骨盆骨折中,前環(huán)恥骨移位大于2cm則需手術治療。手術方式常采取恥骨上支鋼板內(nèi)固定,但該方法切口大,出血多,且顯露困難,并發(fā)癥多。近年來,已經(jīng)有許多學者提出用經(jīng)皮拉力螺釘固定

2、的方法,已取得滿意療效。Routt MLJr.1995年首次報道運用逆行恥骨上支髓內(nèi)螺釘治療恥骨上支骨折。應用恥骨上支髓內(nèi)螺釘技術治療恥骨上支骨折,具有創(chuàng)傷小,出血量小,固定牢靠的優(yōu)點,但由于看不到關節(jié)面,可能會發(fā)生螺釘穿入關節(jié)內(nèi)的嚴重并發(fā)癥,因此在臨床上未得到廣泛推廣。王慶賢,裘邯軍等應用手工解剖測量的方法對恥骨上支進行定量解剖測量,取得一定成果,鄭琦等曾進行過髖臼前柱螺釘?shù)淖顑?yōu)化計算機輔助測量,但對于偏內(nèi)側的恥骨上支骨折未能提供數(shù)字

3、解剖學參考。
　　 本研究在吸取眾多研究成果與研究方法基礎上,適應現(xiàn)代數(shù)字醫(yī)學發(fā)展的需要,將現(xiàn)代影像學、人體解剖學,計算機三維重建技術與逆向工程技術結合,針對恥骨上支髓內(nèi)螺釘固定如何定位,定向,定深的問題展開研究,在三維數(shù)字平臺上,對恥骨上支髓內(nèi)螺釘?shù)倪M釘通道特征規(guī)律進行系統(tǒng)的研究。
　　 目的:
　　 1.建立恥骨上支三維模型數(shù)據(jù)庫
　　 2.建立恥骨上支進釘通道數(shù)字化分析方法
　　 3.研究進

4、釘通道、進釘點與恥骨上支邊界之間的三維關系,旨在明確進釘點位置、進釘通道大小與進釘角度之間的變化規(guī)律,確定最佳進釘點,方向和長度。
　　 材料與方法:
　　 1.CT原始數(shù)據(jù)與恥骨上支三維模型數(shù)據(jù)庫建立:隨機取2010年9月～2011年5月因其他系統(tǒng)疾病在邢臺市人民醫(yī)院CT科行完整骨盆計算機斷層掃描(Aquilion64排多層螺旋CT)的成年患者17例,男9例,女8例,年齡34～78歲,共獲得34個半骨盆,均無骨質(zhì)病變和

5、解剖學異常。掃描條件:電壓120kv,電流100～130mAs,層厚0.5mm,512×512矩陣。將CT連續(xù)斷層圖像數(shù)據(jù)以Dicom文件格式保存至DVD-ROM,導入個人計算機系統(tǒng)。
　　 2.恥骨上支三維模型的重建:將Dicom數(shù)據(jù)在個人計算機系統(tǒng)上導入Mimics14.0,首先灰度分割提取骨盆邊界輪廓信息區(qū),然后應用區(qū)域分割再次提取恥骨上支信息區(qū),采用系統(tǒng)默認的最佳重建模式三維重建恥骨上支模型,并用同樣參數(shù)重建出所有恥骨上

6、支模型,建立備用數(shù)據(jù)庫。
　　 3.恥骨上支重建模型的觀察:在恥骨上支模型中,觀察恥骨上支的內(nèi)外邊界及髖臼邊界,依據(jù)恥骨上支的三維形態(tài)定位三維參考平面,提取恥骨上支至髖臼處的表面輪廓。
　　 4.恥骨上支進釘通道的三維分析方法:依據(jù)恥骨上支骨折的常見部位(偏內(nèi)或偏外),置入虛擬圓柱體,結合觀察軸位、冠狀位、矢狀位二維圖像對其進行分析,保持圓柱體在不同層面均保持在骨皮質(zhì)內(nèi),采用三維測量工具(Measure3D Distan

7、ce),測量最大進釘通道(直徑),最大長度,探尋進釘點位置,進釘通道大小與角度之間的特征規(guī)律,確定安全范圍,繼而建立數(shù)字化恥骨上支進釘通道數(shù)據(jù)庫。
　　 5.對虛擬三維圓柱體的最大長度,最大直徑,置入點所對應的與恥骨上支上緣與恥骨聯(lián)合面的距離,在此最大直徑內(nèi)的螺釘進行性變化時與矢狀面及軀體橫斷面夾角的變化情況進行統(tǒng)計,平均數(shù)據(jù)采用(x±s)表示,對性別差異性進行獨立樣本t檢驗,左右兩側采用配對t檢驗(P＜0.05有統(tǒng)計學意義)。

8、實驗數(shù)據(jù)采用spss13.0統(tǒng)計分析。
　　 結果:
　　 重建完整恥骨上支模型34個,男性18個,女性16個。對于內(nèi)側1/2骨折,虛擬三維圓柱體的最大直徑平均為9.64±0.79mm,長度為67.88±6.07mm,螺釘與矢狀面的夾角變化范圍為44.03°±2.29°～50.41°±3.33°,螺釘與軀體橫斷面夾角的變化范圍為47.68°±2.13～51.71°±2.24°,與恥骨上支上緣距離為8.00±0.97mm,

9、與恥骨聯(lián)合面距離為8.00±0.55mm,對于外側1/2骨折,虛擬三維圓柱體的最大直徑平均為11.25±1.45mm,長度為96.82±6.76mm,螺釘與矢狀面的夾角變化范圍為36.12°±2.76°～43.38°±3.30°,螺釘與軀體橫斷面夾角的變化范圍為44.50°±9.52°～46.23°±9.52°,與恥骨上支上緣距離為17.07±1.49mm,與恥骨聯(lián)合面距離為恥骨聯(lián)合面距離為14.88±0.85mm。在男性和女性之間的差

10、異有統(tǒng)計學意義(P值均＜0.05),內(nèi)外側兩組數(shù)據(jù)之間的差異有統(tǒng)計學意義,其中虛擬三維圓柱體的最大直徑和最大長度在左右側之間的差異無統(tǒng)計學意義。
　　 結論:
　　 在Mimics軟件中得到了完整的恥骨上支模型,通過對于3D模型進行旋轉(zhuǎn),平移等操作,結合觀察軸位、冠狀位、矢狀位二維圖像,可以方便的從任意角度和方向觀察恥骨上支情況,測量有關的數(shù)據(jù),包括恥骨上支的直徑和中心位置,最佳入釘點,最佳角度等,并可在此基礎上對恥骨上

11、支畸形加載,破壞,模擬各種手術(如上內(nèi)固定等)操作等。
　　 1.恥骨上支的進釘通道是恥骨上支內(nèi)部三維投影的內(nèi)邊界,它是一個動態(tài)變化的空間,一定范圍內(nèi),任意的一個三維空間對應著一個進釘通道,該通道對應著一個最大螺釘通道,該最大螺釘?shù)耐ǖ缹罴训妮S線和進釘點,也對應著一定大小的螺釘在該通道的進釘安全區(qū)。
　　 2.隨著數(shù)字技術在骨科臨床應用日益廣泛,將之應用于恥骨上支骨折的診斷和治療成為可能,本研究證明了這一技術應用于