三維重建繪制脛骨平臺(tái)骨折線地圖及分析.pdf

1、目的：
　　探索基于三維重建技術(shù)繪制脛骨平臺(tái)骨折線地圖臨床應(yīng)用價(jià)值。
　　方法：
　　1.對(duì)象：選取健康男性志愿者1名，25歲，右側(cè)膝關(guān)節(jié)，無關(guān)節(jié)畸形和損傷史作為健康模板。符合條件的大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院2013年-2016年脛骨平臺(tái)骨折患者176人，其中男122人，女54人，年齡14-86歲，平均年齡41.1歲。兩人雙側(cè)脛骨平臺(tái)骨折，總計(jì)178例骨折，按Schatzker分型其中Ⅰ型13例，Ⅱ型60例，Ⅲ型10例，

2、Ⅳ型18例，Ⅴ型33例，Ⅵ型11例，結(jié)節(jié)區(qū)5例，其余為撕脫骨折和Schatzker分型困難的病例。
　　2.方法：建立膝關(guān)節(jié)健康模板應(yīng)用GE Discovery CT750 HD CT Scanner，層厚層距均為0.625mm掃描。志愿者膝關(guān)節(jié)伸直位，掃描圖片以DICOM格式輸出。將志愿者DICOM格式的二維影像數(shù)據(jù)導(dǎo)入Arigin3D2.0軟件中。在Arigin3D2.0中選擇系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)定松質(zhì)骨閾值，將其范圍擴(kuò)大到皮質(zhì)骨密度最

3、大值，通過6連通域區(qū)域增長(zhǎng)的方式選擇脛骨近端區(qū)域，對(duì)空洞區(qū)進(jìn)行填充操作，通過三維計(jì)算得到膝關(guān)節(jié)三維實(shí)體模型，平滑操作后截取脛骨平臺(tái)俯視圖作為模板。將重建軟件默認(rèn)健康模板的皮質(zhì)骨區(qū)另行建模，作為參考圖層。
　　觀察對(duì)象建模及信息采集將符合標(biāo)準(zhǔn)的176人178例脛骨平臺(tái)骨折 CT DICOM數(shù)據(jù)分別導(dǎo)入Arigin3D2.0軟件中，在Arigin3D2.0中選擇系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)定骨骼閾值，通過6連通域區(qū)域增長(zhǎng)的方式選擇脛骨近端區(qū)域，不對(duì)空洞

4、區(qū)進(jìn)行填充操作，通過三維計(jì)算得到膝關(guān)節(jié)三維模型，對(duì)部分采用默認(rèn)數(shù)值重建后存在較大空洞破面或不能完整將脛骨平臺(tái)與其他組織分離的情況，采用增加逐層單層編輯、布爾運(yùn)算等操作步驟完成建模，部分復(fù)雜骨折情況加用軟件自帶的“體繪制”功能輔助觀察，對(duì)脛骨平臺(tái)表面塌陷、翻轉(zhuǎn)、移位區(qū)域進(jìn)行多張不同角度截圖，使各骨塊拼接后形成的俯視圖處于同一水平，將左膝圖像水平翻轉(zhuǎn)成右膝形態(tài)，通過脛骨結(jié)節(jié)、腓骨頭前后側(cè)、髁間隆起、內(nèi)外側(cè)髁間結(jié)節(jié)、髁間前后區(qū)、前后交叉韌帶及

5、內(nèi)外側(cè)副韌帶附著點(diǎn)等解剖標(biāo)志對(duì)骨折線、撕脫、塌陷、縱向位移區(qū)與模板進(jìn)行校正，用Photoshop CC軟件進(jìn)行繪圖，畫布大小756×567像素，圖像分辨率96像素/英寸，筆刷為2像素硬邊圓，數(shù)位板型號(hào)HK708。所有折線、撕脫、塌陷、縱行移位區(qū)圖塊描繪完成后，分組疊加形成骨折線地圖，觀察其形態(tài)特點(diǎn)，結(jié)合常用脛骨平臺(tái)骨折分型及相關(guān)研究進(jìn)行分析。
　　結(jié)果：
　　與利用平臺(tái)下最近一層的CT切片描繪的骨折線地圖相比，基于三維重建的

6、脛骨平臺(tái)骨折線地圖形態(tài)優(yōu)美，解剖標(biāo)志清晰可見，發(fā)現(xiàn)骨折線密集分布于松密質(zhì)骨移行區(qū)及密質(zhì)骨形態(tài)移行區(qū)，塌陷區(qū)集中于外側(cè)平臺(tái)，塌陷區(qū)色塊于脛骨平臺(tái)表面呈頭向后外側(cè)的陰陽(yáng)魚形態(tài)，撕脫區(qū)主要集中在前后交叉韌帶附著區(qū)，少量于內(nèi)外側(cè)副韌帶附著區(qū)?？v行移位骨塊在整個(gè)平臺(tái)都有分布，但同樣集中于外側(cè)平臺(tái)。骨折線密集區(qū)將脛骨平臺(tái)分成了四區(qū)三環(huán)。
　　結(jié)論：
　　基于三維重建技術(shù)繪制的脛骨平臺(tái)骨折線地圖有大量解剖標(biāo)志可以用來?；?，避免了人種、性別

7、、年齡等因素造成的誤差，正確揭示了脛骨平臺(tái)骨折與脛骨本身的形態(tài)特征之間的關(guān)聯(lián)性，骨折線地圖可以作為一種有效的骨折分析手段，但單一平面的骨折線地圖不能完全區(qū)分責(zé)任骨塊，四區(qū)三環(huán)的脛骨平臺(tái)骨折特點(diǎn)尚不完善，但其為真實(shí)病例的骨折線密集區(qū)歸納而成，將其作為骨折分布的參照仍非常有意義。如何將三維空間中的骨折塊標(biāo)準(zhǔn)化，如何描繪分離移位、塌陷移位骨塊的空間分布云圖、如何高效描繪可任意角度觀察的三維骨折線地圖都是需要進(jìn)一步解決的問題，這些問題的解決將會(huì)