【研究背景】目前,国外骨科内固定材料是根据西方人正常骨与关节建立的解剖数据库设计的。因我国尚未建立中国人群下肢的正常骨与关节周围解剖数据库,国内骨科器材生产企业生产的下肢不锈钢和钛金属接骨板及螺钉,形式多为仿制国外产品,几何形态不符合国人的骨关节解剖生理特点。为使下肢接骨板和螺钉的设计更加符合国人骨和关节解剖生理特点,有必要建立中国人群的下肢正常骨与关节周围解剖形态学数据库。以减少术中创伤,降低术后内固定断裂、松动、脱落率,增加术后骨折愈合率。为国产下肢接骨板及螺钉的设计、制造、力学分析、临床应用奠定基础。现在,传统的影像学测量方法包括X线平片、CT平扫、MRI平扫及标本中测量。X线平片测量虽然方便、直观,但受测量角度、体位、距离等的影响较大,并且不能进行三维立体解剖学测量,此次研究中利用X线平片测量股骨、胫骨、腓骨长度,股骨、胫骨峡部长度及皮质骨缘切线角度。标本因风干等因素存在,测量误差大,另外骨髓腔部位等数值不易测量。CT及MRI平扫为二维影像,亦不能进行三维立体解剖学测量。美国可视人计划(1989)的出现推动了数字化人与医学图像处理技术的研究,对数字医学的发展有着深远意义,CT三维重建已成为成熟技术,已广泛应用于临床医学。CT三维重建图像具有传统方法不可比拟的优势,能从任意角度和方向观察图像,能够正确标记测量标点减小测量误差。因此,三维重建技术为本研究供新的思路与方法。SQL Server 2008为超大型数据库软件,并且能通过互联网进行数据的输入及查询,此次研究样本量小、测量项目有限,为今后建立大样本、跨地域及多民族的国人下肢正常骨与关节周围解剖学数据库提供了平台。【研究目的】在平片及CT三维重建影像学图像中,测出下肢骨与关节周围解剖学参数。对数据进行统计学分析,测出每个项目的均数及标准差,并将数据与西方人相比较,发现国人下肢解剖学参数与西方人有统计学差异。同时将测得数据及影像学图像输入SQL Server 2008数据库软件中,备查询及应用。【方法】1、研究对象及图像采集(1)150名志愿者来自长期居住华东地区,年龄19-73岁,平均52.8岁,志愿者为正常人或轻度膝关节退变,志愿者下肢均无畸形、无肿瘤、无骨折、无手术史。(2)Philips DR机对150名志愿者行下肢股骨及胫腓骨全长正侧位平片摄片;TOHSIBA Aquilion C T扫描仪对150志愿者下肢髋、膝、踝关节行CT扫描。2、CT三维图像重建在个人电子计算机平台上,将髋、膝、踝关节CT平扫Dicom格式输入Mimics 10.01软件中,通过阈值分割、消除噪音、分离结构及光滑图像等步骤对关节周围骨骼CT扫描数据行三维重建,并且可对三维图像进行任意旋转、分割等操作。3、数据测量(1)将股骨、胫腓骨全长正侧位平片Dicom格式输入Dicom Explorer软件中直接测出股骨、胫骨、腓骨长度,股骨、胫骨峡部(横截面直径相差不超过1mm)长度,皮质骨缘切线角度;(2)在髋、膝、踝关节CT三维图像中测出关节周围22个解剖学参数,如:股骨颈颈干角、股骨髁宽、胫骨平台宽等。4、将数据输入数据库软件中将测得数据及影像学图像输入SQL Server 2008数据库软件中,备查询及应用。【结果】1、选SPSS15.0对测得解剖学参数进行统计学分析,测得平均值及标准差。如:股骨长(大转子中点至股骨外髁距离)382.3±7.8 mm、股骨峡部横径25.0±0.8 mm、股骨颈颈干角129.1±6.5°、股骨髁宽70.8±5.1 mm、胫骨平台宽68.2±4.6 mm。2、以胫骨平台内翻角、胫骨平台后倾角为例,与西方人解剖形态学参数行t检验,发现两者间有统计学差异。【结论】1、CT三维重建测量与传统的测量方法比较具有明显优势。三维图像不仅可以清晰、直观地观察,而且可以将各个部位切割、透视及旋转,能够方便测量、减小测量误差,为骨骼的解剖学测量提供了新的技术与方法。2、SQL Server 2008为超大型数据库软件,不仅存储量大,而且能通过网络传输信息,方便数据输入、查询及应用。由于本研究时间短,收集的样本有限,SQL Server 2008数据库软件为今后建立包括国内不同地域、不同民族的人体骨骼数据库提供了平台。3、长期临床研究发现,进口内固定器械及其仿制产品不能适合中国人群解剖生理特点,建立中国人的下肢正常骨与关节周围解剖数据库的重要性越来越突出。数据库建立后,通过计算机辅助设计(CAD)及计算机辅助制造(CAM)制造出更加适合国人生理结构的接骨板和螺钉。另一方面,可以辅助手术治疗、辅助临床教学,并且能进一步行下肢骨骼生物力学分析。