前、后交叉韌帶重建等長(zhǎng)點(diǎn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)研究.pdf

1、膝關(guān)節(jié)是人體中最復(fù)雜和易受損傷的負(fù)重關(guān)節(jié)。在交通事故、工礦生產(chǎn)事故及運(yùn)動(dòng)損傷等方面，膝關(guān)節(jié)的損傷機(jī)率較大。由于膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)和功能的復(fù)雜性，使得對(duì)膝關(guān)節(jié)的研究受到限制。本文應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，建立能夠仿真再現(xiàn)無(wú)負(fù)荷狀態(tài)下正常膝關(guān)節(jié)屈曲過(guò)程的運(yùn)動(dòng)模型，并以此模型來(lái)測(cè)量前、后交叉韌帶屈曲過(guò)程中的長(zhǎng)度變化，為臨床手術(shù)提供理論依據(jù)。 目的： 利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)一定樣本量正常膝關(guān)節(jié)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)模擬，得到正常膝關(guān)節(jié)計(jì)算機(jī)運(yùn)動(dòng)模型，根據(jù)此模型再現(xiàn)

2、正常膝關(guān)節(jié)無(wú)負(fù)荷狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)，測(cè)量交叉韌帶在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各個(gè)狀態(tài)時(shí)的長(zhǎng)度，驗(yàn)證等長(zhǎng)重建時(shí)交叉韌帶附著區(qū)的位置，為交叉韌帶等長(zhǎng)重建提供理論基礎(chǔ)。 方法： 將6例新鮮膝關(guān)節(jié)人體標(biāo)本兩端進(jìn)行包埋并打好標(biāo)記物，利用三維掃描系統(tǒng)對(duì)膝關(guān)節(jié)屈曲不同角度掃描(或在包埋物中加入顯影劑進(jìn)行CT掃描，再進(jìn)行融合配準(zhǔn))獲得掃描數(shù)據(jù)，并導(dǎo)入Geogemagic Studio 8軟件，將得到骨干、關(guān)節(jié)面的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合成完整的膝關(guān)節(jié)各個(gè)屈曲運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的

3、模型，并對(duì)該模型進(jìn)行光滑、去噪處理。把CT掃描后的圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)入Materialise Mimics 10.01中，經(jīng)過(guò)閾值分割(Thresholding)、區(qū)域增長(zhǎng)分割(Region growing)、編輯(Editing)、光順(Smoothing)等操作，對(duì)圖像進(jìn)行加工，重建出股骨、脛骨三維模型，將模型存儲(chǔ)為可供分析的STL格式文件。再把此模型導(dǎo)入Geogemagic Studio 8中與激光三維掃描儀得到的圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，建立能反映

4、膝關(guān)節(jié)在各個(gè)角度時(shí)脛骨與股骨相對(duì)位置的計(jì)算機(jī)模型。在模型上標(biāo)記交叉韌帶附著區(qū)的位置，測(cè)量膝關(guān)節(jié)不同屈曲狀態(tài)時(shí)附著區(qū)上的標(biāo)記物之間的距離變化，應(yīng)用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，來(lái)確定股骨及脛骨交叉韌帶附著區(qū)等長(zhǎng)重建點(diǎn)的位置。 結(jié)果： 1．影響ACL、PCL等長(zhǎng)結(jié)果主要為股骨。 2．重建ACL時(shí)，最佳股骨隧道的定位應(yīng)該以股骨韌帶附著區(qū)的后上區(qū)，脛骨韌帶附著區(qū)的前區(qū)作為等長(zhǎng)重建的位置，長(zhǎng)度為(30.84±4.1