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背景:前交叉韧带(Anterior Cruciate Ligament,ACL)损伤是一种常见且并发症严重的运动损伤。关节镜下ACL重建手术是目前治疗ACL损伤最普遍的术式,理想的ACL重建移植物附着点应近似于生理性ACL附着点,即达到解剖重建。但是ACL起止点的大小、形态、位置具有个体化差异,甚至性别也是引起个体化差异的一个重要因素,运用一般的解剖概念及骨道定位方法具有较大的局限性,难以达到个性化解剖重建的手术要求。虽然ACL重建手术有很高的成功率,然而文献报道仍有一定的失败率和翻修率。其中主要与骨隧道的定位以及重建的韧带是否达到解剖重建有关,因此对ACL的解剖研究显得尤为重要。本研究的主要目的是利用CT及MRI扫描图像建立精确的双模态ACL三维数字化模型。建立ACL三维数字化模型是了解膝关节解剖结构和功能的手段之一,一个逼真的模型可以完整再现膝关节的结构及功能,在任何平面、任何角度观察想要研究的点和面。精确的ACL三维空间结构能为重建手术提供术前参考、术中定位及术后随访,提高手术准确性,完善手术评估,减少并发症。目的:采用三维图像重建技术,利用CT及MRI扫描图像构建人体膝关节标本ACL双模态三维数字化模型,并验证该模型的ACL长度、宽度、厚度、人体三个解剖平面的角度(冠状位、矢状位、水平位)、股骨附着点及胫骨附着点的位置和面积的准确性。为ACL解剖重建时准确定位ACL走形、股骨及胫骨骨隧道的设计提供人体解剖学数据和基于数字化解剖学的新方法和技术,为个体化ACL解剖重建术前提供准确的手术规划和参考。方法:采用10具完整的人体膝关节防腐标本,分别编号1~10号,使用医用聚酯纤维高分子夹板在膝关节屈曲10°~15°位置固定后分别进行CT及MRI断层扫描,获取影像学图像后导入三维成像软件骨科医学影像3D后处理软件,进行图像编辑及图像分割并构建ACL双模态三维数字化模型。在ACL三维数字化模型上测量ACL的长度、宽度、厚度、人体三个解剖平面的角度(冠状位、矢状位、水平位)、股骨附着点及胫骨附着点的位置和面积。解剖1~10号人体膝关节防腐标本,测量相应解剖数据,并与双模态ACL三维数字化模型测量数据进行统计学分析对比,评估该模型的可靠程度。利用该技术和方法构建单侧陈旧性ACL损伤患者的健侧膝关节ACL双模态三维数字化模型,并通过镜像模拟出患侧膝关节ACL,测量患侧ACL模型解剖数据并制定ACL重建术前规划,初步探讨该模型的临床应用。结果:双模态ACL三维数字化模型测量得到ACL长(40.38±1.10)mm、宽(10.17±0.34)mm、厚(6.07±0.31)mm;ACL与冠状面夹角(27.13±1.61)°、与矢状面夹角(40.05±1.90)°、与水平面夹角(21.07±2.22)°;ACL股骨附着点面积(120±8.01)mm~2、胫骨附着点面积(94.4±7.64)mm~2。人体膝关节防腐标本ACL测量得到ACL长(39.60±1.10)mm、宽(10.41±0.37)mm、厚(6.17±0.19)mm;ACL与冠状面夹角(26.37±1.84)°、与矢状面夹角(39.68±2.07)°、与水平面夹角(22.49±2.39)°;ACL股骨附着点面积(126±15.65)mm~2、胫骨附着点面积(97.9±8.37)mm~2;两组数据经配对样本t检验,差异均无显著性意义(P>0.05)。通过该技术镜像所构建的单侧陈旧性ACL损伤患者的患侧ACL模型测量数据:ACL长36.3mm、宽9.6mm、厚5.9mm;ACL与冠状面夹角25.7°、与矢状面夹角40.9°、与水平面夹角20.1°;ACL股骨附着点面积160mm~2、胫骨附着点面积100mm~2,关节镜术中ACL骨道定位与模型定位位置基本相符。结论:本研究利用CT和MRI扫描图像构建出人体膝关节标本ACL双模态三维数字化模型,其解剖数据与人体膝关节标本解剖数据无统计学差异,验证了该模型的准确性。利用该技术可以为临床上ACL解剖重建术前准确定位ACL走形、设计股骨及胫骨骨隧道提供基于人体解剖学和数字化解剖学技术的参考,最终为实现个体化ACL解剖重建提供准确的术前规划。