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(yùn)用一種新的方法---前柱軸位透視法來(lái)研究髖臼前柱的最大螺釘直徑;
　　2.在骨盆標(biāo)本及病人上驗(yàn)證前柱軸位片的存在及其在協(xié)助置入經(jīng)皮前柱拉力螺釘?shù)目尚行?
　　3.運(yùn)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(guó)人CT原始數(shù)據(jù)，排除骨折，畸形，骨質(zhì)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(gè)人計(jì)算機(jī)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(dǎo)出并導(dǎo)入GeomagicStudio中刪除內(nèi)部三角面片，此時(shí)可重建出只有外三角面片的髖骨模型。以STL格式導(dǎo)出并重新導(dǎo)入至Mimics中進(jìn)行虛擬測(cè)量。
　　最

3、大螺釘通道分析
　　把三維髖骨模型半透明化并旋轉(zhuǎn)至與前柱軸線橫斷面垂直的透視角度，此時(shí)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(zhì)，透明區(qū)域則代表的是螺釘?shù)耐ǖ馈Ｔ谠撦S位上緩慢調(diào)整三維模型的位置，可改變透明區(qū)域的大小與形狀。當(dāng)透明區(qū)域視覺(jué)上變?yōu)榭扇菁{一個(gè)最大圓柱形的最大三角形時(shí)，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(shí)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(zhuǎn)三維模型，確認(rèn)虛擬螺釘沒(méi)有侵犯髖臼及突破骨皮質(zhì)。三個(gè)不同的觀察者重復(fù)該步驟三次，得到三個(gè)最大螺釘直徑。選取三者中最大的螺釘直徑，并計(jì)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(diào)整為可容納兩枚最大螺釘?shù)拈L(zhǎng)橢圓形。利用上述同樣的方法，測(cè)量最大螺釘直徑的大小。
　　統(tǒng)計(jì)分析
　　統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS19.0軟件。所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差或中數(shù)±范

5、圍表示。兩組單獨(dú)計(jì)量資料的比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P≤0.05時(shí)認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　結(jié)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(jì)學(xué)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(jì)學(xué)差異(p＜0.05)。
　　結(jié)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(biāo)本上驗(yàn)證前柱軸位片的存在與協(xié)助置釘可行性
　　采用5個(gè)正常的髖骨標(biāo)本。在手術(shù)室上，先把骨盆標(biāo)本固定在手術(shù)床上，然后把C臂調(diào)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(diào)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(yàn)證前柱軸位片能否協(xié)助置入前柱螺釘，首先，把導(dǎo)針的一端放在透明區(qū)域的中

8、心，以確定進(jìn)針點(diǎn)。然后調(diào)整導(dǎo)針的方向，直至導(dǎo)針在C臂下由線變?yōu)橐粋€(gè)重疊的點(diǎn)，確定導(dǎo)針的進(jìn)針?lè)较?。最后在該進(jìn)針點(diǎn)及進(jìn)針?lè)较蛳轮萌雽?dǎo)針。導(dǎo)針置入成功后，大體觀察骨盆標(biāo)本，觀察導(dǎo)針有沒(méi)有侵犯髖臼或突破骨皮質(zhì)。
　　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(zhì)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(gè)人計(jì)算機(jī)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(dǎo)出并導(dǎo)入GeomagicStudio中刪除內(nèi)部三角面片，此時(shí)可重建出只有外三角面片的骨盆模型。以STL格式導(dǎo)出并重新導(dǎo)入至Mimics中進(jìn)行虛擬測(cè)量。
　　前柱軸位片的模擬
　　在mimics中把三維模型半透明化并旋轉(zhuǎn)至與前柱軸線橫斷面垂直的透視角度，此時(shí)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(diào)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(shù)中快速辨認(rèn)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(shí)可得到前柱螺釘與人體的相互關(guān)系，測(cè)量虛擬螺釘與人體的角度，以指導(dǎo)術(shù)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(shù)床上，患側(cè)下肢伸直，健側(cè)髖關(guān)節(jié)屈曲外展。C臂機(jī)置于患者尾側(cè)。C形臂先置于骨盆側(cè)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(guān)系，先把C形臂向患側(cè)傾斜30°，再向尾側(cè)旋轉(zhuǎn)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(diào)整C臂的位置至最大透X線區(qū)域出現(xiàn)，此時(shí)所得的X線影像即前柱軸位片。對(duì)比病人上得到的前柱軸位片與骨盆標(biāo)本的前柱軸位片，觀察兩者差異。對(duì)比病人身上得到的前柱軸位片與相對(duì)應(yīng)的前

12、柱軸位片模擬圖像，尋找解剖標(biāo)志，指導(dǎo)臨床快速辨認(rèn)前柱軸位片中代表最大螺釘通道的透X線區(qū)域。
　　統(tǒng)計(jì)分析
　　統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS19.0軟件。所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差或中數(shù)±范圍表示。兩組單獨(dú)計(jì)量資料的比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P≤0.05時(shí)認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　結(jié)果：
　　所有的5個(gè)骨盆標(biāo)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(jiàn)，邊界清楚;前柱軸位片可單透視協(xié)助置入導(dǎo)針，導(dǎo)針置入

13、后所有標(biāo)本均未見(jiàn)穿破皮質(zhì)或關(guān)節(jié)腔;
　　在所有的6個(gè)志愿者身上均成功得到前柱軸位片;病人體位:仰臥，患側(cè)下肢伸直，健側(cè)髖關(guān)節(jié)屈曲外展。C臂擺放位置:C臂機(jī)置于手術(shù)床的尾側(cè)。C形臂先置于骨盆側(cè)位片的位置，向患側(cè)傾斜30°，再向尾側(cè)旋轉(zhuǎn)45。;與在骨盆標(biāo)本得到的軸位片不同，骨盆標(biāo)本的軸位片解剖結(jié)構(gòu)清晰可見(jiàn)，代表前柱通道的透X線區(qū)域清晰可見(jiàn)，邊界清楚，而志愿者上得到的前柱軸位片解剖結(jié)構(gòu)模糊，很難辨認(rèn)相應(yīng)的解剖結(jié)構(gòu)來(lái)最終確認(rèn)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(shù)中快速辨認(rèn)志愿者上得到的前柱軸位片的相對(duì)應(yīng)的解剖標(biāo)志。主要有三個(gè)解剖標(biāo)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(nèi)。
　　結(jié)論：
　　前柱軸位片是存在并可以術(shù)中獲得的，其在經(jīng)皮螺釘?shù)氖中g(shù)操作中具有臨床使用價(jià)值。
　　要獲得前柱軸位片，病人應(yīng)仰臥在手術(shù)床上，患側(cè)下肢伸直，健側(cè)髖關(guān)節(jié)屈曲外展。C臂機(jī)置于手術(shù)床的尾側(cè)。C形臂先置于骨盆側(cè)位片

15、的位置，向患側(cè)傾斜30°，再向尾側(cè)旋轉(zhuǎn)45°。要術(shù)中快速辨認(rèn)代表前柱通道的透X線區(qū)域，術(shù)者應(yīng)先辨認(rèn)三個(gè)重要的解剖標(biāo)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(guó)人CT原始數(shù)據(jù)，排除骨折，畸形，骨質(zhì)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(gè)人計(jì)算機(jī)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(dǎo)出并導(dǎo)入GeomagicStudio中刪除內(nèi)部三角面片，此時(shí)可重建出只有外三角面片的髖骨模型。以STL格式導(dǎo)出并重新導(dǎo)入至Mimics中進(jìn)行虛擬測(cè)量。
　　最大螺釘通道分析
　　把三維髖骨模型半透明化后旋轉(zhuǎn)至與后柱軸線橫斷面垂直的透視角度，此時(shí)

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(diào)整三維模型的位置，可改變透明區(qū)域的大小與形狀。當(dāng)透明區(qū)域視覺(jué)上變?yōu)榭扇菁{一個(gè)最大圓柱形的三角形時(shí)，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(shí)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(zhuǎn)三維模型，確定虛擬螺釘沒(méi)有侵犯髖關(guān)節(jié)及骨皮質(zhì)。三個(gè)不同的觀察者重復(fù)該步驟三次，可得到三個(gè)最大螺釘直徑。選取三者中最大的螺釘直徑，

18、并計(jì)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(jiàn)一三角形曲線。該三角形曲線與弓狀線相交為點(diǎn)A、C，底邊兩點(diǎn)分別為B、D，弓狀線在骶髂關(guān)節(jié)的止點(diǎn)O為參考點(diǎn)，區(qū)域ABDC則定義為后柱拉力螺釘置入的安全區(qū)，分別測(cè)量OA、AB、OC、CD的長(zhǎng)度及∠OAB和∠OCD。
　　統(tǒng)計(jì)分析
　　統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS19

19、.0軟件。所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差或中數(shù)±范圍表示。兩組單獨(dú)計(jì)量資料的比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，當(dāng)P≤0.05時(shí)認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　結(jié)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(jì)學(xué)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(jì)學(xué)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(zhǎng)度及角度可協(xié)助術(shù)中準(zhǔn)確找出安全區(qū)域ABDC。各個(gè)數(shù)據(jù)，男女之間的具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
　　結(jié)論：
　　后柱軸位透視法可幫助找到最大后柱螺釘通道及