膝關(guān)節(jié)CT結(jié)合下肢負(fù)重位力線片構(gòu)建膝關(guān)節(jié)置換個(gè)性化截骨導(dǎo)板的臨床應(yīng)用研究.pdf

1、第一部分兩種不同設(shè)計(jì)思路3D打印截骨導(dǎo)板在全膝關(guān)節(jié)置換模型預(yù)手術(shù)的應(yīng)用對(duì)比
　　目的:比較兩種不同思路設(shè)計(jì)的3D打印截骨導(dǎo)板在人工全膝關(guān)節(jié)置換（TKA）模型預(yù)手術(shù)中的優(yōu)劣。
　　方法:選取于2015年6月在貴州省人民醫(yī)院骨科行人工全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)（TKA）的患者共15例.入院后行層厚為1毫米的膝關(guān)節(jié)CT薄層掃描以及帶標(biāo)定器的下肢全長(zhǎng)負(fù)重功能位X線正、側(cè)位片。男性患者共6例，女性患者共9例；年齡范圍53～86歲，平均67.8歲；

2、其中左側(cè)膝關(guān)節(jié)置換術(shù)7例，右側(cè)膝關(guān)節(jié)置換術(shù)8例。利用統(tǒng)計(jì)學(xué)形狀模型（SSM）技術(shù)及二維三維配準(zhǔn)技術(shù)建立下肢立體空間三維模型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)字化模擬手術(shù)，確定截骨角度及位置。根據(jù)模擬手術(shù)確定的截骨方案，用兩種思路設(shè)計(jì)截骨導(dǎo)向器，分別為截骨槽組（鋸片直接套入導(dǎo)向器上的截骨槽進(jìn)行截骨）及定位釘組（導(dǎo)向器確定無(wú)頭定位釘位置，根據(jù)無(wú)頭定位釘位置確定金屬截骨模塊位置），將設(shè)計(jì)完成的兩種截骨導(dǎo)向器模型及由薄層CT重建的膝關(guān)節(jié)3D模型用聚乳酸（PLA

3、）材料3D打印成實(shí)物。在打印的膝關(guān)節(jié)模型上進(jìn)行預(yù)手術(shù)，觀察兩種截骨導(dǎo)板的優(yōu)劣。
　　結(jié)果:截骨時(shí)間：截骨槽組和定位釘組分別為(36.5±6.2)、(27.8±4.3) min，導(dǎo)板斷裂率分別為26.7％（8/30）、0，截骨片厚度與手術(shù)規(guī)劃厚度偏差分別為（3.4±2.5）、（1.6±1.7） mm，上述項(xiàng)目在兩組間有具備統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的差異。截骨槽組和定位釘組3D打印導(dǎo)板所消耗時(shí)間分別為（307±28） min、（302±25） mi

4、n，組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　結(jié)論:在用聚乳酸材料3D打印膝關(guān)節(jié)模型上進(jìn)行的人工全膝關(guān)節(jié)置換預(yù)手術(shù)中，確定無(wú)頭定位釘?shù)慕毓菍?dǎo)板比帶截骨槽的截骨導(dǎo)板截骨時(shí)間更短、所得截骨片厚度更接近術(shù)前規(guī)劃、截骨面的平整度更好、截骨導(dǎo)板的斷裂率更低，但三維打印時(shí)間相當(dāng)。
　　第二部分?jǐn)?shù)字化模擬技術(shù)在全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)前假體尺寸預(yù)測(cè)的臨床研究
　　目的：比較數(shù)字化模擬技術(shù)與傳統(tǒng)膠片模板在全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)前假體尺寸預(yù)測(cè)的優(yōu)劣性。
　　方法

5、：選取2015年1月-6月在貴州省人民醫(yī)院骨科行全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)患者60例，隨機(jī)數(shù)字表法分為兩組，數(shù)字化模擬測(cè)量組及傳統(tǒng)膠片測(cè)量組。數(shù)字化模擬測(cè)量組術(shù)前采用數(shù)字技術(shù)模擬手術(shù)截骨及假體置放選定假體尺寸型號(hào)，傳統(tǒng)膠片組術(shù)前使用傳統(tǒng)膠片模板在同樣放大率的X片上進(jìn)行比對(duì)從而選定假體尺寸型號(hào)。比較兩組預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率。
　　結(jié)果：數(shù)字化模擬測(cè)量組股骨假體相差1號(hào)者2例，相差2號(hào)1例，傳統(tǒng)膠片組相差1號(hào)7例，相差2號(hào)2例，型號(hào)測(cè)量準(zhǔn)確性分別為90.0

6、%和70.0%；數(shù)字化模擬測(cè)量組脛骨假體相差1號(hào)2例，傳統(tǒng)膠片組相差1號(hào)8例，相差2號(hào)2例，型號(hào)測(cè)量準(zhǔn)確性分別為93.3%和66.7%。兩組差異都有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　結(jié)論：數(shù)字化模擬測(cè)量技術(shù)預(yù)測(cè)全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)假體尺寸大小精確度較高，給下一步術(shù)前規(guī)劃及術(shù)前假體型號(hào)準(zhǔn)備提供基礎(chǔ)。
　　第三部分膝關(guān)節(jié)CT結(jié)合下肢負(fù)重位力線片構(gòu)建膝關(guān)節(jié)置換個(gè)性化截骨導(dǎo)板的臨床對(duì)比研究
　　目的：研究使用統(tǒng)計(jì)學(xué)形狀模型（SSM）及二維三維配

7、準(zhǔn)技術(shù)，結(jié)合膝關(guān)節(jié)CT圖像及帶標(biāo)定器的下肢負(fù)重功能位X光力線片，設(shè)計(jì)制作膝關(guān)節(jié)置換個(gè)性化截骨導(dǎo)板，并驗(yàn)證臨床使用該導(dǎo)板的效果。
　　方法：采集貴州省人民醫(yī)院骨科(2014年10月至2015年6月)42例膝關(guān)節(jié)置換患者，通過(guò)隨機(jī)數(shù)字表法分為導(dǎo)板組（21例）和傳統(tǒng)手術(shù)組（21例），導(dǎo)板組術(shù)前行膝關(guān)節(jié)1毫米薄層CT及帶標(biāo)定器的雙下肢負(fù)重功能位全長(zhǎng)正側(cè)位X光片，利用simpleware7.0軟件重建出骨性膝關(guān)節(jié)三維模型；采用統(tǒng)計(jì)學(xué)形狀模型

8、（SSM）技術(shù)將雙下肢帶標(biāo)定器的負(fù)重位全長(zhǎng)正側(cè)位片擬合出膝關(guān)節(jié)骨三維模型；利用數(shù)字化的二維三維配準(zhǔn)技術(shù)使得重建膝關(guān)節(jié)三維模型與擬合出的膝關(guān)節(jié)模型配準(zhǔn)得到負(fù)重位下肢立體空間三維模型；在雙平面X片上選取髖及踝關(guān)節(jié)中心點(diǎn)，可得到兩中心點(diǎn)與膝關(guān)節(jié)三維模型的相對(duì)空間位置關(guān)系。利用Geomagic軟件進(jìn)行術(shù)前測(cè)量、手術(shù)規(guī)劃，模擬手術(shù)截骨及假體（3D掃描獲得）置放，使得下肢力線得到完美重建及確定假體大小，逆向及正向設(shè)計(jì)截骨導(dǎo)板，快速成型技術(shù)制作導(dǎo)板實(shí)

9、物用于手術(shù)操作。傳統(tǒng)手術(shù)組采用器械公司提供的髓內(nèi)及髓外定位裝置行手術(shù)截骨。術(shù)后影像學(xué)復(fù)查及短期隨訪，評(píng)估兩種手術(shù)方式的療效。
　　結(jié)果：手術(shù)時(shí)間：導(dǎo)板組為49±10.5min，傳統(tǒng)手術(shù)組為62±9.7min，有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；導(dǎo)板組假體冠狀股骨角、假體冠狀脛骨角、脛骨平臺(tái)后傾角及股骨前后髁截骨面與外科髁上軸線夾角角度分別為：89.2士1.7、89.0±1．1、6.6±1.4、0.9±0.3,傳統(tǒng)手術(shù)組分別為86.7土2.9、87.6±