專利名稱：多層螺旋ct三維重建測量肱骨頭偏心距的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種骨科解剖學(xué)、骨科臨床醫(yī)學(xué)中肱骨頭偏心距的測量方法，特別涉及利用多層螺旋CT(multi-slice CT，MSCT)三維重建測量肱骨頭偏心距的方法。
背景技術(shù)：
所謂肱骨頭偏心距(offset)，是指肱骨頭關(guān)節(jié)面決定的頭旋轉(zhuǎn)中心相對于肱骨干的中軸線呈向后偏心、向內(nèi)偏心，因此肱骨頭旋轉(zhuǎn)中心相對于肱骨干中軸存在向內(nèi)側(cè)的偏心距(medial offset)、向后側(cè)的偏心距。肱骨頭偏心距是肩關(guān)節(jié)假體設(shè)計、假體選擇及肩關(guān)節(jié)重建手術(shù)的核心指標(biāo)之一，有著非常重要的臨床意義?，F(xiàn)有的測量方法包括直接解剖學(xué)測量、X線平片測量、三維法測量等。
直接解剖學(xué)測量([Roberts SN，F(xiàn)oley AP，Swallow HM，et al.Thegeometry of the humeral head and the design of prostheses.J Bone JointSurg(Br).1991，73(4)647-650.]Roberts)等利用工業(yè)同步測量儀器分析29例肱骨標(biāo)本，測得肱骨頭向后方的偏心距為4.7mm，這種測量方法，不適合活體情況下肱骨頭偏心距測量。
X線平片測量[McPherson EJ，F(xiàn)riedman RJ，An YH，et al.Anthropometric study of normal glenohumeral relationships.J ShoulderElbow Surg.1997，6(2)105-112.
Pearl ML，Volk AG.Coronal plane geometry of the proximalhumerus relevant to prosthetic arthroplasty.J Shoulder Elbow Surg.1996，5(4)320-326.]。其是拍肱骨前后位(正位)片求肱骨頭向內(nèi)側(cè)的偏心距，腋軸位片求向后的偏心距，這種測量方法，比較簡單簡單，經(jīng)濟(jì)實惠，是一種實用的方法，但其缺點是受X線拍片距離、射線中心線角度及投照體位影響，不夠精準(zhǔn)。
三維法測量[Boileau P，Walch G.The three-dimensional geometryof the proximal humerus.Implications for surgical technique andprosthetic design.J Bone Joint Surg(Br)，1997，79(5)857-865.]Boileau等用三維數(shù)字化測量儀器實現(xiàn)了肱骨的三維影像，并測量向內(nèi)的偏心距、向后的偏心距。但是標(biāo)明偏心距的圖示仍然是X線平片。并沒有說明肱骨三維圖像上的偏心距測量圖示情況。[Robertson DD，YuanJ，Bigliani LU，et al.Three-dimensional analysis of the proximal part of thehumerusrelevance to arthroplasty[J].J Bone Joint Surg(Am).2000，82(11)1594-1602.]Robertson等使用CT及三維計算機(jī)模型測60例標(biāo)本向內(nèi)側(cè)偏心距，說明用最小二乘法求出肱骨頭的旋轉(zhuǎn)中心，肱骨干的中心，但提供的上面觀圖片仍然難以在觀察肱骨干的中心。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種簡便、快捷、準(zhǔn)確實用的肱骨頭偏心距的測量方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的解決方案為1、多層螺旋CT三維重建測量肱骨頭偏心距的方法，包括以下步驟(1)肱骨標(biāo)本或肩關(guān)節(jié)標(biāo)本或人體置于檢查床上，以正交定位線分別居于肱骨前面中軸、側(cè)面中軸為準(zhǔn)；(2)CT掃描使用多層螺旋CT掃描儀對肱骨標(biāo)本或肩關(guān)節(jié)進(jìn)行連續(xù)掃描數(shù)據(jù)采集；(3)三維重建用容積再現(xiàn)成像處理方式重建肱骨或肩關(guān)節(jié)，肩關(guān)節(jié)需切割分離肩胛骨，獲得肱骨三維重建圖像；(4)獲取肱骨頭偏心距的定義線首先調(diào)整位置置肱骨內(nèi)、外上髁在冠狀位為正位，肱骨正位頭關(guān)節(jié)面弧度曲率變化最明顯處連線為肱骨頭正位關(guān)節(jié)面直徑，畫圓擬合頭關(guān)節(jié)面弧線，作頭關(guān)節(jié)面直徑垂直平分線，用距離測量工具劃出頭垂直平分線上的直徑及圓心，求得肱骨頭關(guān)節(jié)面正位旋轉(zhuǎn)中心；然后取肱骨近中段130mm求肱骨中軸線，肱骨頭旋轉(zhuǎn)中心向肱骨近中段中軸線作垂線，求得肱骨頭向內(nèi)側(cè)的偏心距。
所述的一種測量肱骨頭偏心距的方法，在步驟(4)中，其還可調(diào)整位置置肱骨內(nèi)外上髁相互重疊為側(cè)位；肱骨側(cè)位頭關(guān)節(jié)面弧度曲率變化最明顯處連線為頭側(cè)位(矢狀位)頭關(guān)節(jié)面直徑，畫圓擬合頭關(guān)節(jié)面弧線，作頭關(guān)節(jié)面直徑垂直平分線，用距離測量工具劃出頭垂直平分線上的直徑及圓心，為肱骨頭關(guān)節(jié)面?zhèn)任?矢狀位)旋轉(zhuǎn)中心；然后取肱骨近中段130mm求肱骨中軸線，肱骨頭旋轉(zhuǎn)中心向肱骨近中段中軸線作垂線，即肱骨頭向后側(cè)的偏心距。
所述的一種測量肱骨頭偏心距的方法，其在步驟(2)中，其CT掃描參數(shù)是120～140KV，有效mAs130～160，準(zhǔn)直器寬度0.75mm～1.5mm，采集層厚1～8mm，重疊0.5～1.5mm重建，重建層厚1～3mm。
所述的一種測量肱骨頭偏心距的方法，在步驟(2)中，為肱骨標(biāo)本時，其CT掃描范圍是從肱骨頭最高點到肱骨滑車末端；為肩關(guān)節(jié)標(biāo)本或人體時，其CT掃描范圍是從肩峰到肱骨滑車末端。
所述的一種測量肱骨頭偏心距的方法，其步驟2中，CT掃描參數(shù)是120KV，有效mAs150，準(zhǔn)直器寬度0.75mm，采集層厚5mm，重疊2mm。
所述的一種測量肱骨頭偏心距的方法，其步驟2中，CT掃描參數(shù)是130KV，有效mAs140，準(zhǔn)直器寬度1mm，采集層厚5mm，重疊2mm。
取肱骨近中段130mm理由[Boileau P，Walch G.Thethree-dimensional geometry of the proximal humerus.Implications forsurgical technique and prosthetic design.J Bone Joint Surg(Br)，1997，79(5)857-865.]Bioleau等觀察到肱骨冠狀面上近中段130mm有一個形狀改變，肱骨近中段近似圓柱形。肱骨側(cè)假體植入時位于肱骨近中段。本人測量國人肱骨干標(biāo)本51例肱骨近中段近似圓柱體長度為13.97cm±1.23cm(11.18cm～16.90cm)〕。
本發(fā)明的有益效果是使用這種方法所獲得數(shù)據(jù)比較客觀，受人為因素影響小，從而提高了測量的準(zhǔn)確性，是一種簡便、快捷、準(zhǔn)確而且實用的測量方法，VRT三維重建的肱骨骨表面解剖結(jié)構(gòu)顯示清楚，而且可以旋轉(zhuǎn)調(diào)整位置，可以清楚顯示肱骨頭偏心距的定義線，其不僅可以適用于肱骨標(biāo)本、肩關(guān)節(jié)標(biāo)本，也可以適用于人體，適用于人體時受檢者仰臥于檢查床上，最好是上臂置于掌心向前的解剖學(xué)位置，并以正交定位線分別居于其前面中軸、側(cè)面中軸為準(zhǔn)。
用該方法測量51例肱骨干標(biāo)本、50例肩關(guān)節(jié)防腐濕標(biāo)本得肱骨偏心距，干濕標(biāo)本偏心距結(jié)果進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗統(tǒng)計學(xué)差異不顯著，因此合并101例肱骨偏心距測值為向內(nèi)側(cè)偏心距4.36mm±1.43mm(0.50mm～8.80mm)，向后側(cè)偏心距3.59mm±1.42mm(0.00mm～7.20mm)。證實多層螺旋CT三維重建測量肱骨頭偏心距的方法不受掃描體位的影響，是更快捷、簡便更準(zhǔn)確的方法。


圖1是本發(fā)明方法肱骨頭向內(nèi)側(cè)偏心距定義線示意圖；圖2是本發(fā)明方法肱骨頭向后側(cè)偏心距定義線示意圖。
具體實施例方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
實施例一如圖1、2所示，本發(fā)明公開了一種多層螺旋CT三維重建測量肱骨頭偏心距的方法，包括以下步驟1、多層螺旋CT三維重建測量肱骨頭偏心距的方法，包括以下步驟(1)肱骨標(biāo)本置于檢查床上，以正交定位線分別居于肱骨前面中軸、側(cè)面中軸為準(zhǔn)；(2)CT掃描使用多層螺旋CT掃描儀對肱骨標(biāo)本進(jìn)行連續(xù)掃描數(shù)據(jù)采集，CT掃描參數(shù)是120KV，有效mAs150，準(zhǔn)直器寬度0.75mm，采集層厚5mm，重疊2mm，其CT掃描范圍是從肱骨頭最高點到肱骨滑車末端；(3)三維重建用容積再現(xiàn)成像處理方式重建肱骨，獲得肱骨三維重建圖像；(4)獲取肱骨頭偏心距的定義線首先調(diào)整位置置肱骨內(nèi)、外上髁在冠狀位為正位，肱骨正位頭關(guān)節(jié)面弧度曲率變化最明顯處連線為肱骨頭正位關(guān)節(jié)面直徑CD，畫圓擬合頭關(guān)節(jié)面弧線，作頭關(guān)節(jié)面直徑垂直平分線EF，用距離測量工具劃出頭垂直平分線上的直徑及圓心O，求得肱骨頭關(guān)節(jié)面正位旋轉(zhuǎn)中心O；然后取肱骨近中段130mm求肱骨中軸線L，肱骨頭旋轉(zhuǎn)中心O向肱骨近中段中軸線L作垂線，垂點為A，求得肱骨頭向內(nèi)側(cè)的偏心距OA(3mm)。
想要獲得肱骨頭向后側(cè)的偏心距，則在步驟(4)中，其需要調(diào)整位置置肱骨內(nèi)外上髁相互重疊為側(cè)位；肱骨側(cè)位頭關(guān)節(jié)面弧度曲率變化最明顯處連線為側(cè)位(矢狀位)頭關(guān)節(jié)面直徑CD，畫圓擬合頭關(guān)節(jié)面弧線，作頭關(guān)節(jié)面直徑垂直平分線EF，用距離測量工具劃出頭垂直平分線上的直徑及圓心O，為肱骨頭關(guān)節(jié)面?zhèn)任?矢狀位)旋轉(zhuǎn)中心O；然后取肱骨近中段130mm求肱骨中軸線L，肱骨頭旋轉(zhuǎn)中心O向肱骨近中段中軸線作垂線，垂點為B，即肱骨頭向后側(cè)的偏心距OB(2mm)。
實施例二本發(fā)明公開了一種多層螺旋CT三維重建測量肱骨頭偏心距的方法，包括以下步驟1、多層螺旋CT三維重建測量肱骨頭偏心距的方法，包括以下步驟(1)肩關(guān)節(jié)標(biāo)本置于檢查床上，以正交定位線分別居于肱骨前面中軸、側(cè)面中軸為準(zhǔn)；(2)CT掃描使用多層螺旋CT掃描儀對肩關(guān)節(jié)進(jìn)行連續(xù)掃描數(shù)據(jù)采集，CT掃描參數(shù)是130KV，有效mAs140，準(zhǔn)直器寬度1.5mm，采集層厚5mm，重疊2mm；其CT掃描范圍是從肩峰到肱骨滑車末端。
(3)三維重建用容積再現(xiàn)成像處理方式重建肩關(guān)節(jié)，需切割分離肩胛骨，獲得肱骨三維重建圖像；(4)獲取肱骨頭偏心距的定義線首先調(diào)整位置置肱骨內(nèi)、外上髁在冠狀位為正位，肱骨正位頭關(guān)節(jié)面弧度曲率變化最明顯處連線為肱骨頭正位關(guān)節(jié)面直徑CD，畫圓擬合頭關(guān)節(jié)面弧線，作頭關(guān)節(jié)面直徑垂直平分線EF，用距離測量工具劃出頭垂直平分線上的直徑及圓心O，求得肱骨頭關(guān)節(jié)面正位旋轉(zhuǎn)中心O；然后取肱骨近中段130mm求肱骨中軸線L，肱骨頭旋轉(zhuǎn)中心O向肱骨近中段中軸線L作垂線，垂點為A，求得肱骨頭向內(nèi)側(cè)的偏心距OA(4mm)。
想要獲得肱骨頭向后側(cè)的偏心距，則在步驟(4)中，其需要調(diào)整位置置肱骨內(nèi)外上髁相互重疊為側(cè)位；肱骨側(cè)位頭關(guān)節(jié)面弧度曲率變化最明顯處連線為頭側(cè)位(矢狀位)頭關(guān)節(jié)面直徑CD，畫圓擬合頭關(guān)節(jié)面弧線，作頭關(guān)節(jié)面直徑垂直平分線EF，用距離測量工具劃出頭垂直平分線上的直徑及圓心O，為肱骨頭關(guān)節(jié)面?zhèn)任?矢狀位)旋轉(zhuǎn)中心O；然后取肱骨近中段130mm求肱骨中軸線L，肱骨頭旋轉(zhuǎn)中心O向肱骨近中段中軸線L作垂線，垂點為B，即肱骨頭向后側(cè)的偏心距OB(5mm)。
權(quán)利要求
1.多層螺旋CT三維重建測量肱骨頭偏心距的方法，包括以下步驟(1)肱骨標(biāo)本或肩關(guān)節(jié)標(biāo)本或人體置于檢查床上，以正交定位線分別居于肱骨前面中軸、側(cè)面中軸為準(zhǔn)；(2)CT掃描使用多層螺旋CT掃描儀對肱骨標(biāo)本或肩關(guān)節(jié)進(jìn)行連續(xù)掃描數(shù)據(jù)采集；(3)三維重建用容積再現(xiàn)成像處理方式重建肱骨或肩關(guān)節(jié)，肩關(guān)節(jié)需切割分離肩胛骨，獲得肱骨三維重建圖像；(4)獲取肱骨頭偏心距的定義線首先調(diào)整位置置肱骨內(nèi)、外上髁在冠狀位為正位，肱骨正位頭關(guān)節(jié)面弧度曲率變化最明顯處連線為肱骨頭正位關(guān)節(jié)面直徑，畫圓擬合頭關(guān)節(jié)面弧線，作頭關(guān)節(jié)面直徑垂直平分線，用距離測量工具劃出頭垂直平分線上的直徑及圓心，求得肱骨頭關(guān)節(jié)面正位旋轉(zhuǎn)中心；然后取肱骨近中段130mm求肱骨中軸線，肱骨頭旋轉(zhuǎn)中心向肱骨近中段中軸線作垂線，求得肱骨頭向內(nèi)側(cè)的偏心距。
2.如權(quán)利要求1所述的一種測量肱骨頭偏心距的方法，其特征在于在步驟(4)中，其還可調(diào)整位置置肱骨內(nèi)外上髁相互重疊為側(cè)位；肱骨側(cè)位頭關(guān)節(jié)面弧度曲率變化最明顯處連線為頭側(cè)位(矢狀位)頭關(guān)節(jié)面直徑，畫圓擬合頭關(guān)節(jié)面弧線，作頭關(guān)節(jié)面直徑垂直平分線，用距離測量工具劃出頭垂直平分線上的直徑及圓心，為肱骨頭關(guān)節(jié)面?zhèn)任?矢狀位)旋轉(zhuǎn)中心；然后取肱骨近中段130mm求肱骨中軸線，肱骨頭旋轉(zhuǎn)中心向肱骨近中段中軸線作垂線，即肱骨頭向后側(cè)的偏心距。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種測量肱骨頭偏心距的方法，其特征在于在步驟(2)中，其CT掃描參數(shù)是120～140KV，有效mAs130～160，準(zhǔn)直器寬度0.75mm～1.5mm，采集層厚1～8mm，重疊0.5～1.5mm重建，重建層厚1～3mm。
4.如權(quán)利要求3所述的一種測量肱骨頭偏心距的方法，其特征在于在步驟(2)中，為肱骨標(biāo)本時，其CT掃描范圍是從肱骨頭最高點到肱骨滑車末端；為肩關(guān)節(jié)標(biāo)本或人體時，其CT掃描范圍是從肩峰到肱骨滑車末端。
5.如權(quán)利要求4所述的一種測量肱骨頭偏心距的方法，其特征在于其步驟2中，CT掃描參數(shù)是120KV，有效mAs150，準(zhǔn)直器寬度0.75mm，采集層厚5mm，重疊2mm。
6.如權(quán)利要求4所述的一種測量肱骨頭偏心距的方法，其特征在于其步驟2中，CT掃描參數(shù)是130KV，有效mAs140，準(zhǔn)直器寬度1mm，采集層厚5mm，重疊2mm。
全文摘要
本發(fā)明提供多層螺旋CT三維重建測量肱骨頭偏心距的方法，將肱骨標(biāo)本或肩關(guān)節(jié)標(biāo)本或人體置檢查床上；用多層螺旋CT掃描，得肱骨三維重建圖像，調(diào)整肱骨內(nèi)外上髁同處于冠狀位為正位(或內(nèi)外上髁重疊為側(cè)位)，肱骨正位(或側(cè)位)頭關(guān)節(jié)面弧度曲率變化最明顯處連線為肱骨頭正位(或側(cè)位)關(guān)節(jié)面直徑CD，畫圓擬合頭關(guān)節(jié)面弧線，作頭關(guān)節(jié)面直徑垂直平分線EF，劃出頭垂直平分線上的直徑及圓心O，得肱骨頭關(guān)節(jié)面正位(或側(cè)位)旋轉(zhuǎn)中心O，取肱骨近中段130mm求肱骨中軸線L，肱骨頭旋轉(zhuǎn)中心O向肱骨近中段中軸線L作垂線，得肱骨頭向內(nèi)側(cè)的偏心距OA(或向后側(cè)的偏心距OB)；該方法不受掃描體位影響，是一種更快捷、簡便、更準(zhǔn)確的方法。
文檔編號A61B6/03GK101053523SQ20071011096
公開日2007年10月17日 申請日期2007年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月12日
發(fā)明者王健, 李錦青, 唐康來 申請人:中國人民解放軍第三軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院