研究背景桡骨小头骨折是成人肘部常见的骨折,占肘关节骨折的33%,在成人所有骨折中占1.7%～5.4%。桡骨小头骨折属关节内骨折,容易导致局部畸形愈合,可严重影响肘关节伸屈、旋转功能。对于无法重建的MasonⅢ和Ⅳ型桡骨小头粉碎性骨折,尤其是伴随內侧副韧带等软组织损伤的患者,需行桡骨小头置换术。虽然目前常用的金属桡骨小头假体已较初始的硅胶假体有较多改进,置换术后仍有部分患者预后不佳,产生许多并发症,例如持续疼痛、假体松动、假体骨折、磨损和关节炎。假体设计不符合桡骨小头解剖特点是其主要原因之一。且国内使用的假体多为进口假体,均是在欧美人种基础上进行研究、设计、生产以及随访,是否符合国人解剖存在疑问。因此,作为假体设计基础的国人桡骨小头解剖形态学研究是十分必要的。传统测量方法常依赖标本、X线、CT或MRI进行。标本测量受标本数量的限制,成本较高,且不能准确测量髓内直径等解剖参数,陈旧尸体标本由于风干等原因,亦会影响测量结果。X线测量虽然简便易行,但由于X线片拍摄过程中,影响因素较多,如投照时中心、角度、距离的不确定性,难以获得可以用来相互比较分析研究的标准正侧位片。另外,由于皮质骨与松质骨在x线片中界限的不确定,也会影响桡骨近端髓腔测量的准确性。而单纯的CT、MRI为逐层排列的二维影像,解剖标志不明确,常会丢失一些重要信息。数字化三维重建技术可直接将连续的断层按原来的空间位置重建起来,呈现物体的三维影像。这种方法丢失信息少,能较真实的反映物体的形态,而且可以从任意角度和方向上进行观察,因此数字化技术能够为桡骨小头解剖形态研究提供新的思路和技术方法。本课题利用肘关节CT影像数据进行数字化三维重建,同时应用计算机软件工具测量桡骨小头相应解剖参数。目的基于正常成人桡骨小头CT影像数据,利用数字化三维重建技术,在Mimics10.0软件中三维重建桡骨小头,测量桡骨小头的解剖学数据,进而描述桡骨小头的形态特点。身高与桡骨小头直径、桡骨小头直径与桡骨颈髓内直径的相关性研究,初步探讨假体模块化设计的可行性。测量桡骨颈干角,与现有假体设计进行统计学分析。将测量所得数据与国外相关数据进行对比。评估目前人工桡骨小头假体的适用度,同时也为个体化的人工桡骨小头假体置换提供了方法。方法1、受试对象及图像采集1.1 2008年5月至2008年10月,成人受试者男女共45例,男性33例,女性12例,随机选择单侧肘关节。年龄18-59岁,平均35.8岁,身高155-185cm,平均170.6cm。所有受试者既往无肘关节疾病和手术史,体检均未发现肘关节异常。1.2扫描设备为GE Medical systems/light speed 16排多层螺旋CT。1.3以肘关节间隙为中心线,划定上下各10 Cm范围。扫描时前臂处于旋后位。对肘关节进行CT扫描,扫描条件:120 kV,300 mAs,扫描参数:准直器宽度0.75 mm,厚度0.75 mm,层厚0.625mm,螺距为0.75mm,每层扫描时间200 ms,总扫描时间约为10～12 s。以.dicom文件格式保存。2、三维可视重建在个人计算机系统上,将肘关节CT断层影像数据导入Mimics 10.0软件,用特定的重建参数重建出桡骨小头三维模型。3、影像分析与测量通过Mimics 10.0自带工具从任意角度、方向上观察桡骨小头三维模型。共测量6个参数;桡骨小头冠状面、矢状面最大直径、桡骨颈髓内直径(冠状面及矢状面)、桡骨头颈长度及颈干角。用mimics中simulmion模块meaure andanalyze工具,进行测量。桡骨颈髓内直径以桡骨粗隆与桡骨颈交界处横切面为准,桡骨小头直径为冠状面及矢状面时最大直径。头颈长为桡骨小头近端至桡骨粗隆与桡骨颈交界平面,颈干角为桡骨颈轴线与桡骨近端轴线夹角。4、统计学分析所得数据用SPSS13.0软件行统计学处理,数据记录以均值±标准差((?)±s)表示。将身高与各项指标进行相关性检验,桡骨小头直径与桡骨颈髓内直径之间进行相关性检验。桡骨颈干角,与现有假体设计进行样本与总体t检验。结果在重建后的桡骨小头表面定位标志点、轴线和平面时,均将图像在屏幕放大3倍以上进行操作;所有的操作过程与结果均经过两个人的复查确认。测量所得各项参数基本符合正态分布(P-P法,Nonparametric Tests;P＞0.05),桡骨小头冠状面直径(22.34±2.46)mm,矢状面直径(22.63±2.50)mm,直径之间差值(冠-矢)(-0.29±0.76)mm。桡骨颈髓内径冠状面(9.04±1.50)mm,矢状面(9.34±1.51)mm。颈干角(166.8±2.20)°,头颈长(18.71±2.44)mm。身高与桡骨小头冠状面、矢状面直径相关系数较大(r=0.802,P=0.000;r=0.806,P=0.000),身高与头颈长相关性较小(r=0.470,P=0.001)。桡骨小头直径与桡骨颈冠状面、矢状面髓内直径相关系数较小(r=0.492,P=0.001;r=0.490,P=0.001)。将测量所得颈干角数据与目前假体常用的165°颈干角进行统计学比较,存在显著性差异(t=5.586,19=0.000)。结论1、提出了一种全新的桡骨小头的数字化三维解剖测量的方法,重建所得骨性结构图像效果良好,与传统方法比较,不仅可以清晰、直观地观察,而且可以将各个部位分离或透视,并能以任一角度旋转,排除临近组织的干扰。为传统的解剖学研究提供了一种新的尝试。2、由本研究结果可知;桡骨小头的形态、大小有明显的个体差异性。身高与桡骨小头直径之间表现出强相关性,但与头颈长度相关性较弱。可见身高是影响桡骨小头直径的一个重要指标,选择假体型号时需考虑身高因素。3、两个不同方向直径之间差值变化较大。由这种差异可知桡骨小头并不是恒定的椭圆或者圆形,即有些人桡骨小头近似圆形而另外一些人则为椭圆。这种情况说明假体很难进行商业化设计生产,为提高疗效,个体化设计的假体是一重要的选择。桡骨小头直径与桡骨颈髓内径的相关性较弱,意味着假体可以进行类似髋关节假体的设计,即单独的头和柄设计。4、将颈干角数据与目前假体常用的165°颈干角进行比较,存在统计学差异。将测量所得各项解剖参数与国外测量结果进行比较,均存在不同程度差异。这说明现有的假体不能完全符合解剖要求。5、对于桡骨小头骨折的术前设计具有一定的指导意义;数字化三维重建可帮助判断骨折类型、骨折块的数量、大小以及移位情况,有助于治疗方式,手术切口,内固定物以及内固定物植入位置的选择。在假体置换手术中,由于国外已有研究证明双侧桡骨小头形态无差异,对健侧肘关节进行CT扫描并数字化重建,从而定制假体,实现假体的个体化设计。这种方法理论上能够更好的提高手术效果。