三维重建结合快速成形术制作模板定位髋臼假体的临床应用

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1、三维重建结合快速成形术制作模板定位髋臼假体的临床应用2结果利用术后髋关节前后位X线片测量髋臼假体的外展角及前倾角，结果显示均达到术前设计要求（表1）。收集既往由本研究中术者在近半年内利用器械定位法进行全髋置换患者的术后髋关节前后位X线片10例，由同一操作者进行测量，分别对两组外展角、前倾角的测量结果进行比较，显示二者间差异均有统计学意义（P＜0.05，表2）。表1测量术后髋关节前后位X片的髋臼假体角度假体角度患者1患者2患者3患者4患者5患者6均数表2模板定位与器械定位术后假体角度的比较.L.编辑。3讨论随着全髋关节置换术的广泛开

2、展，普遍认识到假体的准确植入是THA成功的关键。近年来骨水泥技术和生物式固定技术等发展很快,使得人工全髋关节置换术的并发症明显减少。目前关于手术精确度方面的研究还相对较少，而假体的安放位置及髋周软组织张力的平衡都是由手术技术决定［2］。另外，临床上评价人工关节功能和使用寿命的指标，例如步态、稳定性、磨损、松动、骨溶解等，也都取决于所植入假体的位置和方向。而髋臼假体方位更是决定手术成败的关键。3.1传统定位法传统方法是依靠髋臼定位器及经验目测定位，主要存在以下几方面缺陷：（1）在手术台上很难精确地判断出骨盆的准确方位，且操作过程中可

3、引起骨盆位置的变动；（2）术者主观上目测的误差，会造成髋臼假体置入后的外翻角、前倾角与患者髋臼原生理角度之间出现较大偏差；（3）髋臼定位器虽能提供一定的位置参照，但常给术者带来安全假象，特别是当其未能将髋臼试模牢固地安放在髋臼骨床上时；（4）由于术中切口暴露的限制及缺乏可靠的定位标志，术者很难判断髋臼假体的位置和方向是否准确［3］。图1拟合最适球体，确定健侧髋臼旋转中心图2确定患侧髋臼旋转中心图3确定患侧髋臼假体的中心轴（线1为通过髋臼旋转中心的人体重垂线，线2为外旋45°位置，线3为再向前旋转15°位置）图4设计成定位模型图5利

4、用模型定位图6标记三点确定定位平面图7假体外展角测量图8假体前倾角测量3.2计算机辅助下导航定位手术导航系统是近10年来出现的计算机辅助外科手术的新技术。它将多种高新技术与计算机技术相结合应用于外科手术，主要是将患者术前或术中影像数据与手术床上患者解剖结构准确对应，术中跟踪手术器械的位置对手术进行实时的导航。在计算机上，外科医生可以看到髋臼假体中心相对于原有髋臼中心的位置，可一步到位地完成假体植入，最大限度地减少手术重复步骤，对假体进行精确、可靠定位［4］。此技术目前虽取得较为满意的结果，但还存有许多不足之处：（1）患者必须行术前

5、CT或术中X线多方位透视；（2）术中进行影像数据和患者解剖结构对应匹配，过程复杂，使手术时间延长；（3）增加了患者和医师在X线下暴露的时间；（4）费用昂贵、人为或系统错误风险高、学习曲线长等［3］均是限制其推广的主要问题。3.3定位模板的设计、制作及应用本研究是利用患者术前CT数据，通过三维重建、逆向工程设计、并结合快速成形技术构建出个体化定位导向模板，为解决临床医学中长期困扰人们的“量身定作”问题提供了有效的方法和制作手段：（1）三维重建(threedimensionalreconstruction)是通过对一系列的二维图像进

6、行边界识别等分割处理，重新还原被检物体的三维图像，能够在数字化虚拟环境下还原其解剖学结构特征，使数字化的解剖模型在计算机环境下实现三维动态可视化，可使临床医师直观地了解病变在三维立体空间的实际大小、形态、位置及周围组织的立体解剖关系，使手术模拟和手术方案的制订更加精确，具有很强的临床实用性。（2）逆向工程(reverseengineering，RE)又称反求工程，是指对存在的实物模型或零件进行测量，根据测量数据重构出实物的计算机辅助设计（puteraideddesign，CAD）模型并通过加工复现实物的一个过程，重构的模型可以全面

7、反映原实物的几何特征。逆向工程是机械设计与制造应用领域的一个重要分支，在产品的设计和开发中利用逆向工程可以极大地缩短产品的开发周期和开发费用，已在医学领域得到广泛应用。可利用CT、MRI等设备采集人体器官、骨骼、关节等部位的外形数据，重建三维数据化模型［5］。Imagem，且不受产品外形复杂程度和曲面所限制，在医学领域应用最为广泛。应用主要在于医疗诊断和外科手术规划，能有效地提高诊断与手术水平、缩短时间、节省费用［6］。在髋臼假体安放中，最重要的是使重建的髋臼中心与健侧对称。本研究所选病例为单侧股骨头坏死患者，考虑到病变侧关节的破

8、坏，无法确定出髋臼正常的旋转中心，作者利用三维重建模型，先在正常侧确定出旋转中心，再通过镜像原理，在患侧确定出正常的旋转中心位置，将髋臼旋转中心恢复至正常,可使术后假体与骨质、骨水泥以及髋关节周围软组织内应力分布更趋于生理状态,从而提高临床疗效［7