CAD模型定位髋臼中心点及其与Harris窝、髋臼切迹的相关性研究

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目的:本实验通过正常成人尸体标本,通过建立髋关节CAD模型定位髋臼中心点,系统的观察卵圆窝(Harris窝)、髋臼切迹和髋臼中心点(acetabular centerAC)的解剖学特点及相关性,为全髋关节置换术(total hip arthroplasty THA)特别是异性髋臼及全髋关节置换术后的翻修中如何确定髋臼中心点和重建髋关节旋转中心,理想安放髋臼杯提供可靠的解剖学依据。方法:该实验采用12具正常成人防腐尸体标本,男女各6具。依据髋关节离断常用术式Boyd术式,逐层切开皮肤、皮下组织、肌层,完全暴露髋关节,骨膜剥离器剥离髋臼周围的软组织(完整保留髋臼横韧带,待找到髋臼中心点后去除),沿圆韧带找到卵圆窝,剥除卵圆窝内的软组织,保留髋臼内软骨及骨性结构,使卵圆窝充分暴露,观察髋臼及卵圆窝是否完整及有否异常。利用逆向工程,扫描得出髋臼的点云形态,在髋臼点云图像中拟合一个最佳的球体,拟合球的球心即髋关节的旋转中心(hip center of rotation HCR)即O’点。所谓逆向工程又称反求工程,即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(computer aided design 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反映原实物的几何特征。然后在三坐标测量系统中定位球心坐标,经过HCR垂直于髋臼开口的平面做一直线与髋臼曲面有一交点,即为髋臼的中心点(Acetabular center AC)即O点。CAD模型对齐(理论与实际的标本合并在同一位置)后,在CAD模型上找到AC,三坐标测量机沿直线O’O自动测量O点,三坐标测量机扫描探头与髋臼的接触点即为AC。找到髋臼切迹开口处的前侧点A点,髋臼切迹的后侧点B点,AB连线的中点C,过C点作OO’连线的垂线与OO’相交与D点,CO的延长线与卵圆窝的边缘相交于E点。分别测量OA、OB、OC、OE、AB的距离及∠COD度数,所得数据用SPSS17.0软件进行统计学处理,观察AC与卵圆窝和髋臼切迹的关系。结果:1、髋臼中心点O到髋臼切迹前侧点A的距离,男性OA为:(32.25±0.94)mm,女性OA:(31.43±2.29)mm;髋臼中心点O到髋臼切迹后侧点B的距离,男性OB:(32.86±1.10)mm,女性OB:(32.15±1.73)mm;髋臼中心点O到髋臼切迹连线中点C的距离,男性OC:(29.47±0.77)mm,女性OC:(28.26±1.53)mm;髋臼中心点O点与卵圆窝头侧关节软骨面的距离,男性OE:(8.35±1.00)mm女性OE:(7.92±1.03)mm;髋臼切迹连线的距离AB,男性AB:(22.51±1.27)mm,女性AB:(21.76±1.18)mm;髋臼中心点O与髋臼切迹AB中点C的连线与髋臼开口平面的夹角∠C OD的度数,男性∠C OD:(49.30±2.59)o,女性∠C OD:(49.67±2.90)o。经单因素方差分析,两两比较采用LSD(L)-t检验,P>0.05男、女两侧差异无统计学意义。2、本研究采用直线相关分析法,经直线相关分析表明:男、女性AB与OC均成正相关,分别为(r=0.580,P=0.048),(r=0.728,P=0.007),差异均具有统计学意义(P<0.05)。结论:1髋臼中心点位于卵圆窝内头侧接近关节软骨面处,髋臼中心点与髋臼窝头侧关节软骨面的距离男性OE:(8.35±1.00)mm,女性OE:(7.92±1.03)mm。2正常髋臼切迹连线和髋臼中心点构成一个以髋臼切迹连线为底边的近似等腰三角形,髋臼中心点位于髋臼切迹连线的垂直平分线上。男性OA:(32.25±0.94)mm,女性OA:(31.43±2.29)mm;男性OB (32.86±1.10)mm,女性OB:(32.15±1.73)mm;男性OC:(29.47±0.77)mm,女性OC:(28.26±1.53)mm。3髋臼中心点、卵圆窝和髋臼切迹的位置相对恒定,为全髋关节置换和翻修术中重建髋关节旋转中心以及理想的安放髋臼杯提供解剖学依据。
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