基于CT和MRI影像数据融合构建个体化OA膝关节三维解剖模型

目的探究一种基于CT和MRI影像数据融合构建包含主要解剖结构的骨关节炎(OA)膝关节三维模型的方法,并准确表达膝关节OA的解剖学特征。方法采集膝关节OA患者的CT和MRI影像数据,以DICOM格式导入Mimics软件中构建膝关节骨性结构模型和非骨性结构模型,基于图像特征的同层多点至多点的配准方法进行配准融合,构建OA膝关节三维解剖模型。结果基于CT和MRI影像数据融合构建出包括膝关节骨骼及关节软骨、半月板、韧带等结构的膝关节OA三维解剖模型,模型显示了关节间隙狭窄、半月板损伤、关节软骨磨损等膝关节OA的解剖学特征。结论通过CT和MRI影像数据融合可以个体化构建膝关节OA三维解剖模型,该模型能够真实且直观地展示骨性结构和非骨性结构的解剖学特征和空间解剖关系,为相关解剖学及生物力学研究提供三维解剖模型。     

3D打印技术在膝关节置换中的应用研究

<正>随着以计算机和机器人为代表的信息技术的快速发展,外科手术已进入由生物学、信息学、物理学相互融合的生物智能时代,微创和术前计算机辅助必然成为外科手术发展的趋势[1]。骨骼作为人体的支架, 担负着支持、承重、造血的功能,是人体运动功能的重要器官,膝关节是人体重要的承重关节,其结构复杂[2]。骨关节炎是一种以关节软骨退化伴随骨增生性改变的常见疾病[3]。在中老年群体中,膝关节炎(knee osteoarthritis,KOA)发病率较高,常伴     

全膝关节置换假体的生物力学分析

目的：通过有限元分析方法,探究全膝关节置换（TKA）后膝关节假体在不同角度屈膝过程中的应力变化。方法：通过计算机模拟手术截骨,并装配后稳定型（PS）和后交叉韧带替代型（CS）两种膝关节假体。根据步态过程中屈膝角度和轴向载荷间的变化,选择0°、10°、20°和30°四个角度进行有限元分析。观察股骨假体、胫骨假体和衬垫上的Mises应力分布和接触面积,探究术后膝关节的生物力学行为变化。结果：在同一角度下PS型衬垫的应力峰值大于CS型衬垫,屈膝20°和30°时衬垫上出现Mises应力峰值最大值。PS型衬垫内侧的应力峰值大于外侧,而CS型则相反。衬垫的接触面积在多数情况下,外侧大于内侧。PS型衬垫内、外侧的接触面积相对平衡,但CS型衬垫则相差较多,且在屈膝10°时内侧的接触面积最小,这可能会引起衬垫磨损。金属假体的应力峰值位置多出现在与骨组织的连接部位。结论：随着屈膝角度的增加,衬垫内、外侧的Mises应力峰值表现出相应增大的趋势,应尽量减少大角度的屈膝行为,并配合适量的康复运动。同时,注意日常行走的步伐,避免内、外翻带来的假体单侧应力过大。