專利名稱：多排ct三維重建測量肱骨頭扭轉(zhuǎn)角的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種骨科醫(yī)學中肱骨頭扭轉(zhuǎn)角的測量方法，特別涉及利用多排X線CT(X-ray computed Tomography)三維重建測量肱骨頭扭轉(zhuǎn)角的方法。
背景技術：
肱骨頭扭轉(zhuǎn)角(retroversion angle or retrotorsion angle)，是指肱骨頭中軸線與肱骨遠端內(nèi)外上髁連線或滑車軸線的夾角，肱骨頭扭轉(zhuǎn)角是肩關節(jié)假體設計、假體選擇及肩關節(jié)重建手術的核心指標之一，有著非常重要的臨床意義。其測量方法包括直接解剖學測量、X線平片測量、CT二維法測量等。
直接解剖學測量Pearl ML，Volk AG.Retroversion of the proximalhumerus in relationship to prosthetic replacement arthroplasty.J ShoulderElbow Surg.1995，4(4)286-289用21例尸體肱骨標本，肱骨頭側(cè)定義線為頭關節(jié)面直徑(頭周直徑)的垂線，遠端定義線滑車軸線，定義線上貫穿鋼針，肱骨在夾骨器上可以旋轉(zhuǎn)，肱骨頭扭轉(zhuǎn)角測值29.8°±11.3°(10°～55°)，直接解剖學測量用夾骨器等裝置，僅用于標本，不能適用于患者，沒有實用性。
X線平片測量Kronberg M，Brostm LA，Soderlund V.Retroversion ofthe humeral head in the normal shoulder and its relationship to the normal rangeofmotion.Clin OrthopRelat Res.1990，253113-117用50位健康人100例肩關節(jié)X線平片測量，病人仰臥位，肩關節(jié)90°屈曲、外展10°，肘關節(jié)90°屈曲，上臂旋轉(zhuǎn)中立位，其平片投照位置是半軸位(Semiaxial view)，肱骨頭側(cè)定義線為關節(jié)面直徑的垂線，遠端定義線為內(nèi)外上髁連線，肱骨頭扭轉(zhuǎn)角測值優(yōu)勢側(cè)33°±9.3°，非優(yōu)勢側(cè)29°±8.4°，X線平片測量由于受X線拍片距離、射線中心線角度及投照體位影響，不夠精準。
CT二維法測量Hernigou P.Duparc F.Hemigou A.Determining humeralretroversion with computed tomography.J Bone Joint Surg(Am).2002，84(10)1753-176使用CT二維法測量120例標本，肱骨頭側(cè)定義線關節(jié)面的垂線，遠端定義線為內(nèi)外上髁連線，頭扭轉(zhuǎn)角17.6°±12.3°，如果遠端定義線為前臂軸線的垂線，頭扭轉(zhuǎn)角28.8°±6.4°。這種方法由于肱骨頭側(cè)最大層面難以精確獲得，肱骨遠端的內(nèi)外上髁又不在同一層面顯示，因此扭轉(zhuǎn)角定義線難以精準獲得，同時CT二維法求肱骨頭扭轉(zhuǎn)角受體位影響較大，要求肱骨中立旋轉(zhuǎn)位、0°后伸、0°外展，X線束垂直于床面。由于這些原因，造成該測值方法欠準確，而且很費時。
也有CT三維重建測量，Boileau P，Walch G.The three-dimensionalgeometry of the proximal humerus.Implications for surgical technique andprosthetic design.J Bone Joint Surg(Br)，1997，79(5)857-865.使用與計算機相連的數(shù)字化測量裝置分析65例標本，肱骨頭側(cè)定義線為關節(jié)面直徑(頭周直徑)的垂線，當遠端定義線為肱骨內(nèi)外上髁最凸點連線，肱骨頭扭轉(zhuǎn)角測值17.9°±13.7°(-6.7°～47.5°，負值表示頭扭轉(zhuǎn)角向前成角)，當遠端定義線為內(nèi)側(cè)髁和滑車連線的平行線，又稱肘切線，其測值為21.5°±15.1°(-10.3°～56.5°)，該研究清晰地給出肱骨頭扭轉(zhuǎn)角定義線的示意圖，但沒有涉及如何在標準的俯視位把肱骨頭、及遠端的肱骨內(nèi)外上髁重疊在同一幅圖像里，同時要保證其定義線所需的骨性標志清楚，這樣也造成測量結(jié)果不準確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種簡便、快捷、準確的肱骨頭扭轉(zhuǎn)角的測量方法。具體技術方案如下一種多排CT三維重建測量肱骨頭扭轉(zhuǎn)角的方法，包括以下步驟(1)、肩關節(jié)標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；(2)、CT掃描 使用多排CT掃描儀對肩關節(jié)進行連續(xù)掃描數(shù)據(jù)采集，掃描范圍從肩峰到肱骨滑車末端，CT掃描參數(shù)是120～140KV，有效mAs130～160，準直器寬度0.75mm，采集層厚1～8mm，重疊0.5～1.5mm重建，重建層厚1～3mm；(3)、三維重建 用容積再現(xiàn)成像處理方式重建肩關節(jié)，再用容積再現(xiàn)技術中的肩關節(jié)模式，切割分離肩胛骨，獲得肱骨三維重建圖像；(4)、獲取肱骨扭轉(zhuǎn)角的定義線 俯視位觀察，用CT掃描儀工具欄中的畫圓工具，擬合重疊肱骨頭關節(jié)面畫圓，該圓與肱骨頭關節(jié)面分離處的交點為A、B兩點，其連線AB為頭周直徑，作線AB的垂直平分線EF為肱骨頭中軸線即為肱骨頭扭轉(zhuǎn)角的近端定義線，當肱骨頭遠端前關節(jié)面被肱骨頭重疊，內(nèi)上髁C點為俯視位觀察的最凸點，外上髁D點為俯視位觀察露出小三角形的最凸點，作內(nèi)上髁、外上髁最凸點的連線CD即為肱骨扭轉(zhuǎn)角的遠端定義線，線EF與線CD的夾角為肱骨頭扭轉(zhuǎn)角，用CT掃描儀自帶的角度測量工具測出該角度值。
步驟(1)中以正交定位線分別居于肱骨前面中軸、側(cè)面中軸為準，如果不能居中軸者用小布袋調(diào)整使其中軸線居中。
步驟(2)中肩關節(jié)的掃描范圍是從肩峰到肱骨滑車末端，因為肩峰是肩關節(jié)最高處，滑車末端是肱骨最遠端。
步驟(4)對于A、B兩點和C、D兩點的確定非常重要，直接關系到肱骨頭扭轉(zhuǎn)角測量值的準確性，用目測法觀察肱骨頭關節(jié)面弧度變化最明顯處作連線，這種方法是根據(jù)人的主觀判斷，受人為因素的影響誤差較大。本發(fā)明采用標準的俯視位觀察，用CT掃描儀自帶的工具欄中的畫圓工具，擬合肱骨頭關節(jié)面，該圓與肱骨頭關節(jié)面分離處的交點為A、B兩點，其連線AB為頭周直徑，作線AB的垂直平分線EF為肱骨頭中軸線，即肱骨頭扭轉(zhuǎn)角的近端定義線。俯視位觀察，當肱骨頭遠端前關節(jié)面被肱骨頭重疊，內(nèi)上髁C點為俯視位觀察的最凸點，外上髁D點為俯視位觀察露出小三角形的最凸點時，作內(nèi)上髁、外上髁最凸點的連線CD，即為肱骨扭轉(zhuǎn)角的遠端定義線(見附圖1)。線EF與線CD的夾角為肱骨頭扭轉(zhuǎn)角，用CT掃描儀自帶的角度測量工具測出該角度值。使用這種方法定義線的獲得比較客觀，受人為因素影響小，從而提高了測量的準確性。
本發(fā)明的有益效果是使用這種方法定義線的獲得比較客觀，受人為因素影響小，從而提高了測量的準確性，是一種簡便、快捷、準確的測量方法。該方法采用標準俯視位觀察，無論肩關節(jié)掃描如何擺位，肱骨頭與遠端的內(nèi)外上髁位置相對固定，因此不僅可以適用于肩關節(jié)標本，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。
為了證實該方法的準確性，作了如下對比試驗用多排CT三維重建測量24側(cè)肱骨頭扭轉(zhuǎn)角值為A組與CT二維法測量值B組進行分析比較。
CT二維測量方法用Symeonides PP，Hatzokos I，Christoforides J，et al.Humeral headtorsion in recurrent anterior dislocation of the shoulder.J Bone Joint Surg(Br)，1995，77687-690類似的方法，在重疊1.4mm、重建層厚2mm的原始CT軸位圖像中找到肱骨頭最大層面及遠端的內(nèi)外上髁均顯示較好的層面，骨窗觀察，連同瀏覽器用光盤存入，打開電腦，用捕獲軟件拼接肱骨頭最大層面和遠端的內(nèi)外上髁層面。求出肱骨頭最大層面頭周直徑AB，作其垂直平分線EF(即肱骨頭中軸線)。肱骨遠端內(nèi)外上髁層面，畫內(nèi)外上髁連線CD，作線CD的平行線EG，與線EF相交，以JPG格式存入，在Photoshop 7.0中打開，求線EG與線EF的夾角∠FEG，為CT二維法測量的肱骨扭轉(zhuǎn)角(見附圖2)。為減少非系統(tǒng)誤差在測量過程中的影響，每側(cè)肱骨頭扭轉(zhuǎn)角測量三次，取其均值為原始數(shù)據(jù)。
A組采用本發(fā)明所述的方法測量，B組為CT二維法。試驗結(jié)果如下表24側(cè)肱骨頭扭轉(zhuǎn)角CT三維重建測量值與CT二維測量值比較

注t值2.073875，P值0.46377，大于0.05。
統(tǒng)計學檢驗兩種方法所測量的結(jié)果差異無顯著性，證實多排CT三維重建測量肱骨頭扭轉(zhuǎn)角的方法不受掃描體位的影響，是更快捷、簡便更準確的方法。


圖1是本發(fā)明方法定義線示意2是試驗中CT二維測量方法定義線示意圖具體實施方式
(共2例)實施例1用本發(fā)明所述方法測量肩關節(jié)標本肱骨頭扭轉(zhuǎn)角，步驟如下(1)、將肩關節(jié)標本置于檢查床上，以正交定位線分別居于肱骨前面中軸、側(cè)面中軸為準；
(2)、使用Siemens Somatom Sensation 16排螺旋CT掃描儀，CT掃描參數(shù)120KV，有效mAs 150，準直器寬度0.75mm，采集層厚5mm，連續(xù)掃描數(shù)據(jù)采集，重疊1mm重建，重建層厚2mm，掃描范圍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節(jié)，用容積再現(xiàn)技術中的肩關節(jié)模式，切割分離肩胛骨，獲得肱骨三維重建圖像；(4)、獲取肱骨扭轉(zhuǎn)角的定義線 俯視位觀察，用CT掃描儀工具欄中的畫圓工具，擬合重疊肱骨頭關節(jié)面畫圓，該圓與肱骨頭關節(jié)面分離處的交點為A、B兩點，其連線AB為頭周直徑，作線AB的垂直平分線EF為肱骨頭中軸線即為肱骨頭扭轉(zhuǎn)角的近端定義線，當肱骨頭遠端前關節(jié)面被肱骨頭重疊，內(nèi)上髁C點為俯視位觀察的最凸點，外上髁D點為俯視位觀察露出小三角形的最凸點，作內(nèi)上髁、外上髁最凸點的連線CD即為肱骨扭轉(zhuǎn)角的遠端定義線，線EF與線CD的夾角為肱骨頭扭轉(zhuǎn)角，用多排CT自帶的測量工具測該角度值31.8°。
實施例2用本發(fā)明所述方法測量人體肱骨頭扭轉(zhuǎn)角，步驟如下(1)、受檢者仰臥于檢查床上，上臂置于掌心向前的解剖學位置，以正交定位線分別居于其前面中軸、側(cè)面中軸為準。
(2)、使用Siemens Somatom Sensation 16排螺旋CT掃描儀，CT掃描參數(shù)掃描的千伏值130KV，有效毫安秒160，準直器寬度0.75mm，采集層厚8mm，連續(xù)掃描數(shù)據(jù)采集，重疊1.5mm重建，重建層厚2mm。掃描范圍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節(jié)，用容積再現(xiàn)技術中的肩關節(jié)模式，切割分離肩胛骨，獲得肱骨三維重建圖像；(4)、獲取肱骨扭轉(zhuǎn)角的定義線 俯視位觀察，用CT掃描儀工具欄中的畫圓工具，擬合重疊肱骨頭關節(jié)面畫圓，該圓與肱骨頭關節(jié)面分離處的交點為A、B兩點，其連線AB為頭周直徑，作線AB的垂直平分線EF為肱骨頭中軸線即為肱骨頭扭轉(zhuǎn)角的近端定義線，當肱骨頭遠端前關節(jié)面被肱骨頭重疊，內(nèi)上髁C點為俯視位觀察的最凸點，外上髁D點為俯視位觀察露出小三角形的最凸點，作內(nèi)上髁、外上髁最凸點的連線CD即為肱骨扭轉(zhuǎn)角的遠端定義線，線EF與線CD的夾角為肱骨頭扭轉(zhuǎn)角，用多排CT自帶的測量工具測該角度值24.5°。
權利要求
1.一種多排CT三維重建測量肱骨頭扭轉(zhuǎn)角的方法，包括以下步驟(1)、肩關節(jié)標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；(2)、CT掃描 使用多排CT掃描儀對肩關節(jié)進行連續(xù)掃描數(shù)據(jù)采集，掃描范圍從肩峰到肱骨滑車末端，CT掃描參數(shù)是120～140KV，有效mAs130～160，準直器寬度0.75mm，采集層厚1～8mm，重疊0.5～1.5mm重建，重建層厚1～3mm；(3)、三維重建 用容積再現(xiàn)成像處理方式重建肩關節(jié)，再用容積再現(xiàn)技術中的肩關節(jié)模式，切割分離肩胛骨，獲得肱骨三維重建圖像；(4)、獲取肱骨扭轉(zhuǎn)角的定義線 俯視位觀察，用CT掃描儀工具欄中的畫圓工具，擬合重疊肱骨頭關節(jié)面畫圓，該圓與肱骨頭關節(jié)面分離處的交點為A、B兩點，其連線AB為頭周直徑，作線AB的垂直平分線EF為肱骨頭中軸線即為肱骨頭扭轉(zhuǎn)角的近端定義線，當肱骨頭遠端前關節(jié)面被肱骨頭重疊，內(nèi)上髁C點為俯視位觀察的最凸點，外上髁D點為俯視位觀察露出小三角形的最凸點，作內(nèi)上髁、外上髁最凸點的連線CD即為肱骨扭轉(zhuǎn)角的遠端定義線，線EF與線CD的夾角為肱骨頭扭轉(zhuǎn)角，用CT掃描儀自帶的角度測量工具測出該角度值。
2.如權利要求1所述的多排CT三維重建測量肱骨頭扭轉(zhuǎn)角的方法，其中步驟(2)中CT掃描參數(shù)是120KV，有效mAs150，準直器寬度0.75mm，采集層厚5mm，連續(xù)掃描數(shù)據(jù)采集，重疊1mm重建，重建層厚2mm。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種多排CT三維重建測量肱骨頭扭轉(zhuǎn)角的方法，該方法用多排X線CT進行掃描，用容積再現(xiàn)技術中的肩關節(jié)模式，切割分離肩胛骨，獲得肱骨三維重建圖像，標準俯視位觀察，用CT掃描儀自帶的畫圓工具，擬合重疊肱骨頭關節(jié)面畫圓，該圓與肱骨頭關節(jié)面分離處的交點為A、B兩點，其連線AB為頭周直徑，作線AB的垂直平分線EF為肱骨頭中軸線即為肱骨頭扭轉(zhuǎn)角的近端定義線，當肱骨頭遠端前關節(jié)面被肱骨頭重疊，內(nèi)上髁C點為俯視位觀察的最凸點，外上髁D點為俯視位觀察露出小三角形的最凸點，作內(nèi)上髁、外上髁最凸點的連線CD即為肱骨扭轉(zhuǎn)角的遠端定義線，線EF與線CD的夾角為肱骨頭扭轉(zhuǎn)角。多排CT三維重建測量肱骨頭扭轉(zhuǎn)角的方法不受掃描體位的影響，是一種更快捷、簡便、更準確的方法。
文檔編號G06T1/00GK1903126SQ20061009501
公開日2007年1月31日 申請日期2006年8月7日 優(yōu)先權日2006年8月7日
發(fā)明者唐康來, 李錦青, 王健, 陳偉 申請人:中國人民解放軍第三軍醫(yī)大學第一附屬醫(yī)院