应用CT三维重建评价发育性髋关节脱

应用CT三维重建评价发育性髋关节脱 中国组织研究 第21卷 第7期 2017–03–08出版 Chinese Journal of Tissue Engineering Research March 8, 2017 Vol.21, No.7 www. CRTER.org 应用CT三维重建评价发育性髋关节脱位儿童的髋关节形态特征 郝 运1，何金鹏2 (华中科技大学同济医学院附属同济医院，1放射科，2小儿外科，湖北省武汉市 430030) ·研究原著· 引用本文：郝运，何金鹏. 应用CT三维重建评价发育性髋关节脱位儿童的髋关节形态特征[J].中国组织工程研究，2017，21(7): 1092-1097. DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.2017.07.020 ORCID: 0000-0001-7089-6955(何金鹏) 文章快速阅读： 文释义： 股骨头旋转中心点：采用Mimics 10.0软件进行三维重建分析处理构建3D数字化模型，采用逆向工程软件Geomagic Studio 12.0建立三维重建坐标系，并用虚拟球形模型匹配股骨头骨骺核模型，寻找最佳匹配模型，拟合出的虚拟球形模型代表了股骨头的空间位置，在组建的三维坐标系中采用球体拟合工程逆向求解方法计算股骨头骨骺核的球形中心点坐标值，用一组坐标值代表股骨头的旋转中心点的空间位置。 髋臼旋转半径：为3D重建后的髋臼骨性表面最佳拟合球体半径，反映髋臼的骨化发育程度及髋臼大小。采用Mimics 10.0软件进行三维重建分析处理构建3D数字化模型，采用逆向工程软件Geomagic Studio 12.0建立三维重建坐标系，并用虚拟球形模型匹配骨性髋臼模型，寻找最佳匹配模型，拟合出的虚拟球形模型代表了髋臼窝的空间位置，在组建的三维坐标系中采用球体拟合工程逆向求解方法计算髋臼拟合模型的半径，用半径代表髋臼容许股骨头的最大旋转半径。 摘要 背景：发育性髋关节脱位患儿的髋关节发育情况一直沿用骨盆X射线平片进行评价，主要观察沈通氏线是否连续及骨骺核的位置，尚缺乏量化和客观的评价方法。 目的：应用CT三维重建坐标系构建发育性髋关节脱位患儿的髋关节三维重建数字化模型，精确量化髋关节旋转中心，从而用于准确评价脱位程度。 方法：收集2010年12月至2014年12月在华中科技大学附属同济医院行CT检查的单侧发育性髋关节脱位患儿，其中CT影像学资料可获取者有16例，男4例，女12例；平均年龄(4.42±2.59)岁；左侧10例，右侧6例；所有CT资料经过三维重建分析处理构建3D数字化模型，采用逆向工程软件建立三维重建坐标系，并在三维坐标系中采用球体拟合工程逆向求解方法构建髋臼的旋转中心、股骨头的旋转中心以及骨化半径，计算骨化半径比和脱位距离。 结果与结论：①健侧髋臼旋转中心点与股骨头旋转中心点重合，其X轴、Y轴和Z轴坐标差异无显著性意义(Px > 0.05，Py > 0.05，Pz > 0.05)，患侧髋臼旋转中心与股骨头旋转中心不相重合，差异有显著性意义(Px=0.052，Py < 0.05，Pz < 0.05)；②健侧髋臼与患侧髋臼的骨化半径差异无显著性意义(P > 0.05)；健侧股骨头与患侧股骨头的骨化半径分别(21.37±4.42) mm和(20.14±3.14) mm，差异有显著性意义(P < 0.05)；③健侧骨化半径比和患侧骨化半径比分别为0.544±0.069和0.522±0.088，差异无显著性意义(P > 0.05)；④患侧髋关节的脱位距离为8.64-35.28 mm，平均(19.47±7.84) mm；⑤结果表明，应用CT三维重建可以构建发育性髋关节脱位患儿的髋关节3D数字化模型，并可以据此准确构建髋关节的旋转中心点，进而能够准确测量髋关节脱位距离。 关键词： 骨科植入物；数字化骨科；CT三维重建；三维坐标系；数字化3D模型；发育性髋关节脱位；旋转中心点；脱位程度 主题词： 骨疾病, 发育性；髋关节；图像处理, 计算机辅助；成像，三维；组织工程 Morphological characteristics of hips in children with developmental dislocation of the hip: three-dimensional reconstruction of computed tomography scan Hao Yun1 , He Jin-peng2 (1 Department of Radiology, 2 Department of Pediatric Surgery, Tongji Hospital Affiliated to Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430030, Hubei Province, China) 1092 P.O. Box 10002, Shenyang 郝运，女，1988年生，湖北省荆门市人，汉族，硕士，医师，主要从事医学影像学研究。 通讯作者：何金鹏，博士，华中科技大学同济医学院附属同济医院小儿外科，湖北省武汉市 430030 中图分类号:R318 文献标识码:B 文章编号:2095-4344 (2017)07-01092-06 稿件接受： 2016-11-04 Hao Yun, Master, Physician, Department of Radiology, Tongji Hospital Affiliated to Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430030, Hubei Province, China Corresponding author: He Jin-peng, M.D., Department of Pediatric Surgery, Tongji Hospital Affiliated to Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430030, Hubei Province, China www.CRTER.org 110180