专利名称：多层螺旋ct三维重建测量肱骨头偏心距的方法
技术领域：
本发明涉及一种骨科解剖学、骨科临床医学中肱骨头偏心距的测量方法，特别涉及利用多层螺旋CT(multi-slice CT，MSCT)三维重建测量肱骨头偏心距的方法。
背景技术：
所谓肱骨头偏心距(offset)，是指肱骨头关节面决定的头旋转中心相对于肱骨干的中轴线呈向后偏心、向内偏心，因此肱骨头旋转中心相对于肱骨干中轴存在向内侧的偏心距(medial offset)、向后侧的偏心距。肱骨头偏心距是肩关节假体设计、假体选择及肩关节重建手术的核心指标之一，有着非常重要的临床意义。现有的测量方法包括直接解剖学测量、X线平片测量、三维法测量等。
直接解剖学测量([Roberts SN，Foley 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)等利用工业同步测量仪器分析29例肱骨标本，测得肱骨头向后方的偏心距为4.7mm，这种测量方法，不适合活体情况下肱骨头偏心距测量。
X线平片测量[McPherson EJ，Friedman 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)片求肱骨头向内侧的偏心距，腋轴位片求向后的偏心距，这种测量方法，比较简单简单，经济实惠，是一种实用的方法，但其缺点是受X线拍片距离、射线中心线角度及投照体位影响，不够精准。
三维法测量[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等用三维数字化测量仪器实现了肱骨的三维影像，并测量向内的偏心距、向后的偏心距。但是标明偏心距的图示仍然是X线平片。并没有说明肱骨三维图像上的偏心距测量图示情况。[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及三维计算机模型测60例标本向内侧偏心距，说明用最小二乘法求出肱骨头的旋转中心，肱骨干的中心，但提供的上面观图片仍然难以在观察肱骨干的中心。
发明内容
本发明的目的是提供一种简便、快捷、准确实用的肱骨头偏心距的测量方法。
为实现上述目的，本发明的解决方案为1、多层螺旋CT三维重建测量肱骨头偏心距的方法，包括以下步骤(1)肱骨标本或肩关节标本或人体置于检查床上，以正交定位线分别居于肱骨前面中轴、侧面中轴为准；(2)CT扫描使用多层螺旋CT扫描仪对肱骨标本或肩关节进行连续扫描数据采集；(3)三维重建用容积再现成像处理方式重建肱骨或肩关节，肩关节需切割分离肩胛骨，获得肱骨三维重建图像；(4)获取肱骨头偏心距的定义线首先调整位置置肱骨内、外上髁在冠状位为正位，肱骨正位头关节面弧度曲率变化最明显处连线为肱骨头正位关节面直径，画圆拟合头关节面弧线，作头关节面直径垂直平分线，用距离测量工具划出头垂直平分线上的直径及圆心，求得肱骨头关节面正位旋转中心；然后取肱骨近中段130mm求肱骨中轴线，肱骨头旋转中心向肱骨近中段中轴线作垂线，求得肱骨头向内侧的偏心距。
所述的一种测量肱骨头偏心距的方法，在步骤(4)中，其还可调整位置置肱骨内外上髁相互重叠为侧位；肱骨侧位头关节面弧度曲率变化最明显处连线为头侧位(矢状位)头关节面直径，画圆拟合头关节面弧线，作头关节面直径垂直平分线，用距离测量工具划出头垂直平分线上的直径及圆心，为肱骨头关节面侧位(矢状位)旋转中心；然后取肱骨近中段130mm求肱骨中轴线，肱骨头旋转中心向肱骨近中段中轴线作垂线，即肱骨头向后侧的偏心距。
所述的一种测量肱骨头偏心距的方法，其在步骤(2)中，其CT扫描参数是120～140KV，有效mAs130～160，准直器宽度0.75mm～1.5mm，采集层厚1～8mm，重叠0.5～1.5mm重建，重建层厚1～3mm。
所述的一种测量肱骨头偏心距的方法，在步骤(2)中，为肱骨标本时，其CT扫描范围是从肱骨头最高点到肱骨滑车末端；为肩关节标本或人体时，其CT扫描范围是从肩峰到肱骨滑车末端。
所述的一种测量肱骨头偏心距的方法，其步骤2中，CT扫描参数是120KV，有效mAs150，准直器宽度0.75mm，采集层厚5mm，重叠2mm。
所述的一种测量肱骨头偏心距的方法，其步骤2中，CT扫描参数是130KV，有效mAs140，准直器宽度1mm，采集层厚5mm，重叠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等观察到肱骨冠状面上近中段130mm有一个形状改变，肱骨近中段近似圆柱形。肱骨侧假体植入时位于肱骨近中段。本人测量国人肱骨干标本51例肱骨近中段近似圆柱体长度为13.97cm±1.23cm(11.18cm～16.90cm)〕。
本发明的有益效果是使用这种方法所获得数据比较客观，受人为因素影响小，从而提高了测量的准确性，是一种简便、快捷、准确而且实用的测量方法，VRT三维重建的肱骨骨表面解剖结构显示清楚，而且可以旋转调整位置，可以清楚显示肱骨头偏心距的定义线，其不仅可以适用于肱骨标本、肩关节标本，也可以适用于人体，适用于人体时受检者仰卧于检查床上，最好是上臂置于掌心向前的解剖学位置，并以正交定位线分别居于其前面中轴、侧面中轴为准。
用该方法测量51例肱骨干标本、50例肩关节防腐湿标本得肱骨偏心距，干湿标本偏心距结果进行独立样本t检验统计学差异不显著，因此合并101例肱骨偏心距测值为向内侧偏心距4.36mm±1.43mm(0.50mm～8.80mm)，向后侧偏心距3.59mm±1.42mm(0.00mm～7.20mm)。证实多层螺旋CT三维重建测量肱骨头偏心距的方法不受扫描体位的影响，是更快捷、简便更准确的方法。
图1是本发明方法肱骨头向内侧偏心距定义线示意图；图2是本发明方法肱骨头向后侧偏心距定义线示意图。
具体实施例方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
实施例一如图1、2所示，本发明公开了一种多层螺旋CT三维重建测量肱骨头偏心距的方法，包括以下步骤1、多层螺旋CT三维重建测量肱骨头偏心距的方法，包括以下步骤(1)肱骨标本置于检查床上，以正交定位线分别居于肱骨前面中轴、侧面中轴为准；(2)CT扫描使用多层螺旋CT扫描仪对肱骨标本进行连续扫描数据采集，CT扫描参数是120KV，有效mAs150，准直器宽度0.75mm，采集层厚5mm，重叠2mm，其CT扫描范围是从肱骨头最高点到肱骨滑车末端；(3)三维重建用容积再现成像处理方式重建肱骨，获得肱骨三维重建图像；(4)获取肱骨头偏心距的定义线首先调整位置置肱骨内、外上髁在冠状位为正位，肱骨正位头关节面弧度曲率变化最明显处连线为肱骨头正位关节面直径CD，画圆拟合头关节面弧线，作头关节面直径垂直平分线EF，用距离测量工具划出头垂直平分线上的直径及圆心O，求得肱骨头关节面正位旋转中心O；然后取肱骨近中段130mm求肱骨中轴线L，肱骨头旋转中心O向肱骨近中段中轴线L作垂线，垂点为A，求得肱骨头向内侧的偏心距OA(3mm)。
想要获得肱骨头向后侧的偏心距，则在步骤(4)中，其需要调整位置置肱骨内外上髁相互重叠为侧位；肱骨侧位头关节面弧度曲率变化最明显处连线为侧位(矢状位)头关节面直径CD，画圆拟合头关节面弧线，作头关节面直径垂直平分线EF，用距离测量工具划出头垂直平分线上的直径及圆心O，为肱骨头关节面侧位(矢状位)旋转中心O；然后取肱骨近中段130mm求肱骨中轴线L，肱骨头旋转中心O向肱骨近中段中轴线作垂线，垂点为B，即肱骨头向后侧的偏心距OB(2mm)。
实施例二本发明公开了一种多层螺旋CT三维重建测量肱骨头偏心距的方法，包括以下步骤1、多层螺旋CT三维重建测量肱骨头偏心距的方法，包括以下步骤(1)肩关节标本置于检查床上，以正交定位线分别居于肱骨前面中轴、侧面中轴为准；(2)CT扫描使用多层螺旋CT扫描仪对肩关节进行连续扫描数据采集，CT扫描参数是130KV，有效mAs140，准直器宽度1.5mm，采集层厚5mm，重叠2mm；其CT扫描范围是从肩峰到肱骨滑车末端。
(3)三维重建用容积再现成像处理方式重建肩关节，需切割分离肩胛骨，获得肱骨三维重建图像；(4)获取肱骨头偏心距的定义线首先调整位置置肱骨内、外上髁在冠状位为正位，肱骨正位头关节面弧度曲率变化最明显处连线为肱骨头正位关节面直径CD，画圆拟合头关节面弧线，作头关节面直径垂直平分线EF，用距离测量工具划出头垂直平分线上的直径及圆心O，求得肱骨头关节面正位旋转中心O；然后取肱骨近中段130mm求肱骨中轴线L，肱骨头旋转中心O向肱骨近中段中轴线L作垂线，垂点为A，求得肱骨头向内侧的偏心距OA(4mm)。
想要获得肱骨头向后侧的偏心距，则在步骤(4)中，其需要调整位置置肱骨内外上髁相互重叠为侧位；肱骨侧位头关节面弧度曲率变化最明显处连线为头侧位(矢状位)头关节面直径CD，画圆拟合头关节面弧线，作头关节面直径垂直平分线EF，用距离测量工具划出头垂直平分线上的直径及圆心O，为肱骨头关节面侧位(矢状位)旋转中心O；然后取肱骨近中段130mm求肱骨中轴线L，肱骨头旋转中心O向肱骨近中段中轴线L作垂线，垂点为B，即肱骨头向后侧的偏心距OB(5mm)。
权利要求
1.多层螺旋CT三维重建测量肱骨头偏心距的方法，包括以下步骤(1)肱骨标本或肩关节标本或人体置于检查床上，以正交定位线分别居于肱骨前面中轴、侧面中轴为准；(2)CT扫描使用多层螺旋CT扫描仪对肱骨标本或肩关节进行连续扫描数据采集；(3)三维重建用容积再现成像处理方式重建肱骨或肩关节，肩关节需切割分离肩胛骨，获得肱骨三维重建图像；(4)获取肱骨头偏心距的定义线首先调整位置置肱骨内、外上髁在冠状位为正位，肱骨正位头关节面弧度曲率变化最明显处连线为肱骨头正位关节面直径，画圆拟合头关节面弧线，作头关节面直径垂直平分线，用距离测量工具划出头垂直平分线上的直径及圆心，求得肱骨头关节面正位旋转中心；然后取肱骨近中段130mm求肱骨中轴线，肱骨头旋转中心向肱骨近中段中轴线作垂线，求得肱骨头向内侧的偏心距。
2.如权利要求1所述的一种测量肱骨头偏心距的方法，其特征在于在步骤(4)中，其还可调整位置置肱骨内外上髁相互重叠为侧位；肱骨侧位头关节面弧度曲率变化最明显处连线为头侧位(矢状位)头关节面直径，画圆拟合头关节面弧线，作头关节面直径垂直平分线，用距离测量工具划出头垂直平分线上的直径及圆心，为肱骨头关节面侧位(矢状位)旋转中心；然后取肱骨近中段130mm求肱骨中轴线，肱骨头旋转中心向肱骨近中段中轴线作垂线，即肱骨头向后侧的偏心距。
3.如权利要求1或2所述的一种测量肱骨头偏心距的方法，其特征在于在步骤(2)中，其CT扫描参数是120～140KV，有效mAs130～160，准直器宽度0.75mm～1.5mm，采集层厚1～8mm，重叠0.5～1.5mm重建，重建层厚1～3mm。
4.如权利要求3所述的一种测量肱骨头偏心距的方法，其特征在于在步骤(2)中，为肱骨标本时，其CT扫描范围是从肱骨头最高点到肱骨滑车末端；为肩关节标本或人体时，其CT扫描范围是从肩峰到肱骨滑车末端。
5.如权利要求4所述的一种测量肱骨头偏心距的方法，其特征在于其步骤2中，CT扫描参数是120KV，有效mAs150，准直器宽度0.75mm，采集层厚5mm，重叠2mm。
6.如权利要求4所述的一种测量肱骨头偏心距的方法，其特征在于其步骤2中，CT扫描参数是130KV，有效mAs140，准直器宽度1mm，采集层厚5mm，重叠2mm。
全文摘要
本发明提供多层螺旋CT三维重建测量肱骨头偏心距的方法，将肱骨标本或肩关节标本或人体置检查床上；用多层螺旋CT扫描，得肱骨三维重建图像，调整肱骨内外上髁同处于冠状位为正位(或内外上髁重叠为侧位)，肱骨正位(或侧位)头关节面弧度曲率变化最明显处连线为肱骨头正位(或侧位)关节面直径CD，画圆拟合头关节面弧线，作头关节面直径垂直平分线EF，划出头垂直平分线上的直径及圆心O，得肱骨头关节面正位(或侧位)旋转中心O，取肱骨近中段130mm求肱骨中轴线L，肱骨头旋转中心O向肱骨近中段中轴线L作垂线，得肱骨头向内侧的偏心距OA(或向后侧的偏心距OB)；该方法不受扫描体位影响，是一种更快捷、简便、更准确的方法。
文档编号A61B6/03GK101053523SQ20071011096
公开日2007年10月17日 申请日期2007年6月12日 优先权日2007年6月12日
发明者王健, 李锦青, 唐康来 申请人:中国人民解放军第三军医大学第一附属医院