四种组合方法规划髋臼前柱置钉通道的比较研究

作     者：易礼杨 李必文 唐鹏 唐虎 谭文甫 YI Li-yang;LI Bi-wen;TANG Peng;TANG Hu;TAN Wen-fu

作者机构：南华大学机械工程学院湖南衡阳421001 南华大学附属第二医院创伤骨科湖南衡阳421001 

出 版 物：《中国骨伤》 (China Journal of Orthopaedics and Traumatology)

年 卷 期：2024年第37卷第8期

页      面：801-807页

学科分类：1002[医学-临床医学] 100210[医学-外科学(含：普外、骨外、泌尿外、胸心外、神外、整形、烧伤、野战外)] 10[医学] 

基　　金：南华大学博士科研启动资金项目(编号:2015XQD39) 

主　　题：髋臼前柱置钉通道 全局优化 方向线创建方法 规划差异机制 

摘      要：目的:探讨基于大密度点云数据实现对髋臼前柱置钉通道的全局优化。方法:2022年1月至2023年1月行完整CT扫描成年人正常骨盆CT数据40例,其中男22例,女18例;年龄20~54岁。选取其中3个样本的医学影像数据进行试验研究。规划髋臼前柱置钉通道,针对现行CAD规划方法是否具有先进性的问题,提出了点云获取渠道相同、方向线创建软件各异、三维设计与虚拟试验软件相同的4种组合方法:Mimics+Imageware+UG、Mimics+3DReshaper+UG、Mimics+ZEISS Quality Suite+UG与Mimics+Design X+UG,并依据二次修剪模型的中心点点集和实体点云分别创建方向线,应用于3个髋臼样本左侧前柱置钉通道的规划。以未出现髋臼窝和耻骨穿破现象的最大内接圆柱体作为髋臼前柱的置钉安全通道来评价各方法的先进性。结果:在选取相关特征明显的中心点点集作为样本点时,方向线的拟合效果均优于未去噪的实体点云拟合效果;Mimics+Imageware+UG和Mimics+3DReshaper+UG的组合方法在利用中心点点集进行规划时能够高效、稳定地获得理想的规划结果,分别在髋臼样本1、2、3中得到的最大内接圆直径为10.35、9.62、9.24 mm;方向线依据实体点云时,Mimics+ZEISS Quality Suite+UG和Mimics+Design X+UG的组合方法均不适用;而Mimics+3DReshaper+UG的实体点云去噪规划法可以稳定地获得数值最大的置钉安全通道,分别在髋臼样本1、2、3中得到的最大内接圆直径为10.66、10.96、9.48 mm。结论:在进行髋臼内固定术时推荐置钉通道规划人员采用鲁棒性好的Mimics+Imageware+UG或Mimics+3DReshaper+UG中心点点集规划法,如果时间充裕,建议采用Mimics+3DReshaper+UG的实体点云去噪规划法以获得数值最大的置钉安全通道。