新疆维吾尔族人股骨远端定位与测量参数的初步研究

新疆维吾尔族人股骨远端定位与测量参数的初步研究

自20世纪80年代以来，一直在发展的全球膝关节置换术（tka）已经发展了30多年，新疆在2000年代以来也发生了很大的发展。经过国内外相关技术改进及现代工业技术的发展,TKA现已成为治疗膝关节疾病的成熟标准技术之一,且已广泛应用于临床,并逐渐被新疆维吾尔族患者接受。因此,研究新疆维吾尔族患者的股骨远端旋转对线方法以及参数的测量具有重要意义。本研究通过MRI重建新疆维吾尔族患者的正常膝关节模型,并进行统计学分析,为新疆维吾尔族患者全膝关节置换术提供解剖学依据。1数据和方法1.1治区志愿者的性别与年龄自2010年1月-2012年1月选取80名久居新疆维吾尔自治区的维吾尔族志愿者,年龄18~30岁,男性及女性各40例,左侧80膝,右侧80膝;共160膝,已选取的新疆维吾尔族志愿者膝关节未发现伴有肢体和膝关节畸形以及力线异常。1.2实验软件及统计学磁共振扫描设备(1.5-TaslaSIEMENSMAQNETOM),个人PC机,三维重建软件:Amira2.2,三维重建检测及图形测量软件:Medvis软件,AdobePhotoshop6.0软件),DicomacessTM1.5软件,统计学软件:SPSSforWindowsRelease15.0。1.3方法1.3.1深入基层进行核磁共振扫描将磁共振扫描设备各项参数按照测试要求调试完毕后嘱受试志愿者平躺在磁共振扫描床中央,要求志愿者接受扫描时膝关节需尽量伸直且避免内旋及外旋。1.3.2采集图像矩阵大小T1加权像,自旋回波(SE)序列,TR=430ms,TE=11ms,层厚3mm,层距3mm,采集图像矩阵大小480×640,视窗直径17cm,窗宽642,窗位326。1.3.3关节间隙/关节高度受试者膝关节扫描范围为膝关节间隙以上13cm,膝关节间隙以下18cm,采用二次定位法(矢状位、冠状位)。将扫描所获得数据储存于主机,并将数据以DICOM3格式传输到工作平台,将数据拷贝至移动硬盘。1.3.4用文件显示将所获得数据在PC机中运用DicomacessTM1.5软件在photoshop6.0中打开。并且对所获得的数据图像进行逐层分割,将图像中所需要的进行分割,灰度统一设置为255,将处理好的影像数据用软件转化为BMP格式待进行下一步处理。1.3.5数据收集与测量对膝关节处理好的数据进行三维重建后,然后将图像导入Medvis软件中并且确定相应轴线的准确位置。(1)后髁轴线(PCL):是指股骨后髁外侧最突出点与内侧最突出点之间的连线;(2)外科上髁轴线(STEA):是指股骨远端内上髁的最凹点与股骨远端外上髁最凸点之间的连线;(3)临床上髁轴线(CTEA):是指股骨远端内上髁最凸点与股骨远端外上髁最凸点回见的连线;(4)前后轴线(APL):股骨滑车最低点与髁间窝最低点之间的连线。在个人PC中精确的确定解剖标志以及轴线的方向,在对数据进行股骨远端三维重建后对160例股骨远端轴线、角度等相关参数进行精确测量。样本以姓别、侧别分组,行两个独立样本的t检验,检验水准为α=0.05。测量相关数据为:(1)前后轴线的垂线与外科上髁轴线夹角(anglebetweentheperpendicularofAPLandSTEA,ATA);(2)前后轴线的垂线与后髁轴线夹角(anglebetweentheperpendicularofAPLandPCL,APA);(3)髁扭转角(condylartwistangle,CTA):CTEA与PCL的夹角;(4)临床上髁轴线与外科上髁轴线夹角(anglebetweenCTEAandSTEA,CSA);(5)股骨后髁角(posteriorcondylarangle,PCA)STE与PCL的夹角。2cta及csaATA平均为(0.67°±0.58°);APA平均为(2.32°±0.49°);CTA平均为(5.63°±0.46°);CSA平均为(4.11°±0.57°);PCA平均为(3.21°±1.03°)。3讨论3.1解剖标志的确定传统的解剖学测量研究是通过对尸体标本的解剖、切割进行测量研究,数字化技术在医学领域已得到广泛应用,二维影像三维重建已成为可能,我们可以在三个不同层面分别确定解剖标志。它的优点为在精确重建图像以后,可以从任何一个层面、角度观察膝关节的组织结构以及解剖标志。鉴于以上优点,我们用软件工具对新疆维吾尔族正常股骨远端旋转对线标志进行了标记与精确测量,本研究利用MRI扫描图像能够三维重建的特性再现膝关节软骨组织、特殊的解剖标志,极大的减少了因软骨不显影而带来的误差,且减少了志愿者受到较大辐射的危害。3.2外旋截骨、下肢力线异常影响手术效果,造成外旋后下股骨远端形态的下降或失败笔者认为,术后正常的生物力线重建与良好的软组织平衡是TKA手术成败的关键。新疆维吾尔族正常的股骨远端形态目前仍未进行相关研究,股骨远端外旋截骨仍按照欧美人的截骨标准,即外旋3°。术后可能出现下肢力线的偏差,从而影响手术效果。对于新疆维吾尔族的适用性更无相关研究。3.2.1pca的总体膝关节置换术确定股骨假体力线截骨时后髁角的测量扮演重要角色。本研究通过MRI三维重建正常新疆维吾尔族股骨远端的PCA总体为(3.21°±1.03°),与国外研究数据相似,无统计学意义。说明目前适用于国外的TKA技术及假体安置角度适用于新疆维吾尔族患者。3.2.2新疆改革开放初期新疆少数民族cta的总体均数通过众多学者的研究以及测量数据分析,我们得到在手术截骨的过程中利用STEA来确定旋转对线是完全可行的。笔者测得新疆维吾尔族CTA总体均数为(5.63°±0.46°),有性别差异,但侧别方面无明显统计学差异。结合文献研究,证实CTA的解剖差异性较大,术中不能单纯以CTEA为股骨旋转对线标志,可能会导致股骨外旋角度异常,引起下肢生物力线的改变。3.2.3性别、年龄、性别笔者在临床上通过数字化测量发现新疆维吾尔族ATA的均数为(0.67°±0.58°),有性别的差异而无侧别的统计学意义。且ATA的变化幅度较小,平均<1°,说明外科上髁轴线与临床上髁轴线之间的变化较小,证明在正常膝关节中,APL的垂线与STEA的差异约为1°,变化范围也小。3.2.4性别和侧别统计学本研究得出结论是CSA为(2.32°±0.49°),与YOSHINO等的研究结果基本一致。无明显性别和侧别统计学差异。CSA虽然无统计性差异,但是由于CTA受到解剖的差异性较大,这也证实了临床不能单纯选择CTEA为股骨旋转对线标志。3.2.5《数字化和》年9月第5日复归各相关材料规定了POILVACHE等对100例TKA患者进行术中测量,发现膝关节外翻畸形中没有冠状面畸形的患者CTA为(3.51°±2.03°),APA在膝关节外翻患者中为(5.91°±2.21°),在内翻畸形或没有冠状面畸形的患者中平均为(2.73°±2.57°)。实验测出新疆维吾尔族APA为(4.11°±0.57°),我们由此得出结论:手术当中不能单纯依靠APA进行手术截骨安装假体定位,否则、手术后导致外翻膝关节假体极度外旋、内翻膝关节假体极度内旋,从而增加了手术失败的风险。综上所述,由于数字化技术的高速发展、操作的便利,利用数字技术重建股骨远端定位并测量旋转对线参数是一种值得信赖的新方法,为新疆维吾尔族全膝关节置换术提供了解剖学依据,填补了空白,由于个体及种族差异的存在,股骨远端旋转对线的解剖标志比较细小,且膝关节疾病及畸形容易导致骨质破坏,术中解剖标志难以准确定位从而导致截骨量及角度出现偏差,故不能单纯选择某一种方法确定旋转对线标志及度数。笔者对新疆维吾尔族膝关节旋转对线标志及