軸位透視法研究髖臼前柱螺釘最大通道及后柱順行螺釘置入安全區(qū)域.pdf

1、目的：
　　1.運用一種新的方法---前柱軸位透視法來研究髖臼前柱的最大螺釘直徑;
　　2.在骨盆標本及病人上驗證前柱軸位片的存在及其在協(xié)助置入經皮前柱拉力螺釘?shù)目尚行?
　　3.運用后柱軸位透視法研究髖臼后柱順行拉力螺釘置入的安全區(qū)域。
　　第一部分 軸位透視法研究髖臼前柱最大螺釘通道
　　材料與方法：
　　數(shù)據(jù)收集
　　收集2013年2月至2013年12月期間在我院行完整骨盆螺旋CT掃描的成

2、年國人CT原始數(shù)據(jù)，排除骨折，畸形，骨質病變及解剖異常病例，共收集58例，其中男32例，女26例，年齡18-89歲，平均50.28±13.8歲。所有的骨盆原始數(shù)據(jù)以DICOM格式保存在個人計算機中。重建三維模型
　　利用Mimics重建出左髖骨的三維模型后以STL格式導出并導入GeomagicStudio中刪除內部三角面片，此時可重建出只有外三角面片的髖骨模型。以STL格式導出并重新導入至Mimics中進行虛擬測量。
　　最

3、大螺釘通道分析
　　把三維髖骨模型半透明化并旋轉至與前柱軸線橫斷面垂直的透視角度，此時可發(fā)現(xiàn)一邊界清晰的透明區(qū)域。周圍顏色較深的清晰邊界代表的是骨皮質，透明區(qū)域則代表的是螺釘?shù)耐ǖ?。在該軸位上緩慢調整三維模型的位置，可改變透明區(qū)域的大小與形狀。當透明區(qū)域視覺上變?yōu)榭扇菁{一個最大圓柱形的最大三角形時，在透明區(qū)域中心置入一枚3mm虛擬螺釘，慢慢增大其直徑，螺釘剛好不突破透明區(qū)域邊界時的直徑定義為前柱螺釘通道的最大直徑，記錄螺釘?shù)闹睆健?/p>

4、旋轉三維模型，確認虛擬螺釘沒有侵犯髖臼及突破骨皮質。三個不同的觀察者重復該步驟三次，得到三個最大螺釘直徑。選取三者中最大的螺釘直徑，并計算虛擬螺釘與冠狀面，矢狀面及橫斷面的角度。
　　除了可容納一枚最大螺釘?shù)娜切瓮该鲄^(qū)域，我們發(fā)現(xiàn)，該透明區(qū)域還可調整為可容納兩枚最大螺釘?shù)拈L橢圓形。利用上述同樣的方法，測量最大螺釘直徑的大小。
　　統(tǒng)計分析
　　統(tǒng)計學處理采用SPSS19.0軟件。所有實驗數(shù)據(jù)采用均數(shù)±標準差或中數(shù)±范

5、圍表示。兩組單獨計量資料的比較采用獨立樣本t檢驗，P≤0.05時認為差異有統(tǒng)計學意義。
　　結果：
　　前柱可容納單枚螺釘?shù)钠骄畲笾睆綖?1.20±1.73(7.80-14.60mm)，可容納兩枚螺釘?shù)钠骄畲笾睆綖?.71±0.91(6.60-10.60mm)。單螺釘與雙螺釘?shù)淖畲笾睆侥信g具有統(tǒng)計學差異(p＜0.05)。單螺釘?shù)钠骄畲笾睆皆谒械氖茉囌咧卸即笥?.3mm。雙螺釘?shù)钠骄畲笾睆皆谒械氖茉囌咧卸即笥?

6、.5mm。雙螺釘最大直徑中僅有2例小于7.3mm，這兩例都是女性，在所有的男性中，雙螺釘?shù)钠骄畲笾睆骄即笥?.3mm。
　　單螺釘與水平面、冠狀面和矢狀面的角度分別為41.16°±4.59°、18.18°±1.15°和44.33°±4.31°。螺釘與冠狀面的角度男女之間具有統(tǒng)計學差異(p＜0.05)。
　　結論：
　　髖臼前柱不僅可容納一枚直徑7.3mm的拉力螺釘，還可容納兩枚直徑6.5mm的拉力螺釘。
　　

7、第二部分 前柱軸位片的探索研究
　　材料與方法：
　　1.骨盆標本上驗證前柱軸位片的存在與協(xié)助置釘可行性
　　采用5個正常的髖骨標本。在手術室上，先把骨盆標本固定在手術床上，然后把C臂調整至與前柱軸線共一軸線的位置，找到與軸位透視法類似的代表前柱螺釘通道的透X線區(qū)域后，再緩慢調整C臂的位置，至透X線區(qū)域變得最大。此透明區(qū)域即代表前柱的最大螺釘通道。要驗證前柱軸位片能否協(xié)助置入前柱螺釘，首先，把導針的一端放在透明區(qū)域的中

8、心，以確定進針點。然后調整導針的方向，直至導針在C臂下由線變?yōu)橐粋€重疊的點，確定導針的進針方向。最后在該進針點及進針方向下置入導針。導針置入成功后，大體觀察骨盆標本，觀察導針有沒有侵犯髖臼或突破骨皮質。
　　2.病人上研究前柱軸位片
　　數(shù)據(jù)收集
　　在我院招募中等身材志愿者共6人，其中男3例，女3例，年齡48-52歲，平均50.28±1.8歲（排除骨盆骨折，畸形，骨質病變，解剖異常及肥胖的志愿者）。所有志愿者行完整骨

9、盆螺旋CT掃描。骨盆原始數(shù)據(jù)以DICOM格式保存在個人計算機中。
　　重建三維模型
　　利用Mimics重建骨盆的三維模型后以STL格式導出并導入GeomagicStudio中刪除內部三角面片，此時可重建出只有外三角面片的骨盆模型。以STL格式導出并重新導入至Mimics中進行虛擬測量。
　　前柱軸位片的模擬
　　在mimics中把三維模型半透明化并旋轉至與前柱軸線橫斷面垂直的透視角度，此時可發(fā)現(xiàn)一邊界清晰的透明

10、區(qū)域，該區(qū)域代表的是最大螺釘通道。在該軸位上慢慢調整三維模型的位置至可容納一枚最大虛擬螺釘?shù)念惾切瓮该鲄^(qū)域出現(xiàn)，此圖像則為前柱軸位片的模擬圖，將有助于我們術中快速辨認前柱軸位片。
　　C臂位置的模擬
　　找到最大透明區(qū)域后，在該區(qū)域的中心置入一枚3.5mm的虛擬螺釘。重建皮膚的三維模型，此時可得到前柱螺釘與人體的相互關系，測量虛擬螺釘與人體的角度，以指導術中C臂的擺放。
　　病人上獲得前柱軸位片
　　病人仰臥在

11、透X線的手術床上，患側下肢伸直，健側髖關節(jié)屈曲外展。C臂機置于患者尾側。C形臂先置于骨盆側位片的位置。根據(jù)三維模擬所得的前柱虛擬螺釘與人體的相互關系，先把C形臂向患側傾斜30°，再向尾側旋轉45°?；颊呶恢眉癈臂位置確定后，行X線透視，我們可以得到初步前柱軸位片。緩慢調整C臂的位置至最大透X線區(qū)域出現(xiàn)，此時所得的X線影像即前柱軸位片。對比病人上得到的前柱軸位片與骨盆標本的前柱軸位片，觀察兩者差異。對比病人身上得到的前柱軸位片與相對應的前

12、柱軸位片模擬圖像，尋找解剖標志，指導臨床快速辨認前柱軸位片中代表最大螺釘通道的透X線區(qū)域。
　　統(tǒng)計分析
　　統(tǒng)計學處理采用SPSS19.0軟件。所有實驗數(shù)據(jù)采用均數(shù)±標準差或中數(shù)±范圍表示。兩組單獨計量資料的比較采用獨立樣本t檢驗，P≤0.05時認為差異有統(tǒng)計學意義。
　　結果：
　　所有的5個骨盆標本都在C臂下得到前柱軸位片，代表前柱通道的透X線區(qū)域清晰可見，邊界清楚;前柱軸位片可單透視協(xié)助置入導針，導針置入

13、后所有標本均未見穿破皮質或關節(jié)腔;
　　在所有的6個志愿者身上均成功得到前柱軸位片;病人體位:仰臥，患側下肢伸直，健側髖關節(jié)屈曲外展。C臂擺放位置:C臂機置于手術床的尾側。C形臂先置于骨盆側位片的位置，向患側傾斜30°，再向尾側旋轉45。;與在骨盆標本得到的軸位片不同，骨盆標本的軸位片解剖結構清晰可見，代表前柱通道的透X線區(qū)域清晰可見，邊界清楚，而志愿者上得到的前柱軸位片解剖結構模糊，很難辨認相應的解剖結構來最終確認代表前柱通道的

14、透X線區(qū)域。前柱軸位片的模擬圖像可以幫助我們術中快速辨認志愿者上得到的前柱軸位片的相對應的解剖標志。主要有三個解剖標志，包括坐骨大切跡，真骨盆緣及髖臼。代表前柱通道的透X線區(qū)域則位于這三者包圍的區(qū)域內。
　　結論：
　　前柱軸位片是存在并可以術中獲得的，其在經皮螺釘?shù)氖中g操作中具有臨床使用價值。
　　要獲得前柱軸位片，病人應仰臥在手術床上，患側下肢伸直，健側髖關節(jié)屈曲外展。C臂機置于手術床的尾側。C形臂先置于骨盆側位片

15、的位置，向患側傾斜30°，再向尾側旋轉45°。要術中快速辨認代表前柱通道的透X線區(qū)域，術者應先辨認三個重要的解剖標志，包括坐骨大切跡，真骨盆緣及髖臼。
　　第三部分 軸位透視法研究后柱順行螺釘?shù)陌踩珔^(qū)域
　　材料與方法：
　　數(shù)據(jù)收集
　　收集2013年2月至2013年12月期間在我院行完整骨盆螺旋CT掃描的成年國人CT原始數(shù)據(jù)，排除骨折，畸形，骨質病變及解剖異常病例，共收集58例，其中男32例，女26例，年齡1

16、8-89歲，平均50.28±13.8歲。所有的骨盆原始數(shù)據(jù)以DICOM格式保存在個人計算機中。
　　重建三維模型
　　利用Mimics重建出左髖骨的三維模型后以STL格式導出并導入GeomagicStudio中刪除內部三角面片，此時可重建出只有外三角面片的髖骨模型。以STL格式導出并重新導入至Mimics中進行虛擬測量。
　　最大螺釘通道分析
　　把三維髖骨模型半透明化后旋轉至與后柱軸線橫斷面垂直的透視角度，此時

17、可發(fā)現(xiàn)一邊界清晰的透明區(qū)域，該區(qū)域則代表的是螺釘?shù)耐ǖ?。在該軸位上緩慢調整三維模型的位置，可改變透明區(qū)域的大小與形狀。當透明區(qū)域視覺上變?yōu)榭扇菁{一個最大圓柱形的三角形時，在透明區(qū)域中心置入一枚7mm的虛擬螺釘，慢慢增大其直徑，把螺釘剛好不突破透明區(qū)域時的直徑邊界定義為后柱螺釘通道的最大直徑，記錄螺釘?shù)闹睆?。旋轉三維模型，確定虛擬螺釘沒有侵犯髖關節(jié)及骨皮質。三個不同的觀察者重復該步驟三次，可得到三個最大螺釘直徑。選取三者中最大的螺釘直徑，

18、并計算虛擬螺釘與冠狀面，矢狀面的角度。
　　安全區(qū)域的定義
　　找到最大透明區(qū)域后，在Mimics中描繪透明區(qū)域的邊界。描繪完成后把模型不透明化，在髂窩表面可見一三角形曲線。該三角形曲線與弓狀線相交為點A、C，底邊兩點分別為B、D，弓狀線在骶髂關節(jié)的止點O為參考點，區(qū)域ABDC則定義為后柱拉力螺釘置入的安全區(qū)，分別測量OA、AB、OC、CD的長度及∠OAB和∠OCD。
　　統(tǒng)計分析
　　統(tǒng)計學處理采用SPSS19

19、.0軟件。所有實驗數(shù)據(jù)采用均數(shù)±標準差或中數(shù)±范圍表示。兩組單獨計量資料的比較采用獨立樣本t檢驗，當P≤0.05時認為差異有統(tǒng)計學意義。
　　結果：
　　髖臼后柱可容納最大螺釘直徑為16.81 mm(14.20-20.40mm)，男女之間的具有統(tǒng)計學差異。螺釘與冠、矢狀面所成角度分別為15.34±5.81°和9.85±4.27°;螺釘與矢狀面所成角度男女之間的具有統(tǒng)計學差異。線段OA、AB、OC、CD、∠OAB和∠OCD分別

20、為28.46 mm(13.15-44.97 mm)、45.89 mm(34.21-62.85mm)、36.34 mm(18.68-55.56mm)、53.08 mm(38.72-75.79mm)、37.44°(24.32-54.96°)和55.78°(43.97-79.35°)。該線段長度及角度可協(xié)助術中準確找出安全區(qū)域ABDC。各個數(shù)據(jù)，男女之間的具有統(tǒng)計學差異。
　　結論：
　　后柱軸位透視法可幫助找到最大后柱螺釘通道及