介绍一种基于CT的全髋关节假体磨损准确测量技术

目前用于全髋置换术后假体磨损情况的临床研究的相关技术主要包括基于骨盆X线平片的两类技术方法：一类为通过图像处理技术确定股骨头和髋臼中心，然后比较系列X线片上两者之间的变化情况来计算。这类方法相对简单，但它难以分析假体的三维磨损情况；另一类方法则是首先在术中于假体内置入钽金属颗粒，术后通过放射立体分析（RSA）技术对系列随访X片进行相关分析来获得假体的磨损情况。这种方法测量结果精确，目前被认为是测定假体磨损情况的金标准，但其操作相对复杂，并需要于手术的同时置入数量不等的钽金属颗粒，因此在一定程度上限制了其临床应用。考虑到目前接受THA治疗的病例急剧增多，而假体磨损情况决定着人工关节的使用寿命，准确地掌握假体磨损情况具有重要的临床意义，因此急需一种能复合上述两类测量方法优点的技术以准确而简便地获知术后假体磨损情况。

最近，美国学者Goldvasser D等设计了一种基于CT扫描的THA假体磨损的简单测量方法，并以人工髋关节模型进行了测试，相关结果发表于最近一期JOA上。

该研究采用了一种关节模型装置模拟股骨头对髋臼的侵袭，股骨头侵袭情况以其在x、y、z三个自由度上移动程度表示。该装置千分尺的测量精度为0.01mm，其顶针每旋转一圈即推动股骨头沿每一坐标轴移动0.5mm。以三坐标测量仪（CMM）对千分尺进行校准，其精确度在0.008mm之内。研究所用股骨头外径为32mm，金属臼杯外径为56mm，以CMM分别测量两者的实际尺寸。本研究所用CT扫描仪的扫描层厚为0.6mm，两边的像素间距均为0.35mm的正方形。进行测量时，首先将髋关节模型安放于千分尺测量装置上，其中z轴与基座长轴一致，以气泡水平仪校正使测量装置基座与CT机底座平行；金属臼杯按外展45o，前倾25o的方向安放于髂骨模型上；通过测量装置上的水平仪及CT机上的激光束来校正测量装置的位置；将股骨头/髋臼中心放置于CT机的几何中心上。随后分别沿x、y、z轴按表1所示移动模式改变股骨头位置，在每一次测量之后均将测量装置移出CT机架重新进行校正；所测量结果以已被验证的软件进行分析。





1、总共获得16组CT扫描结果，每组结果均由2名研究者独立进行2次测量，由此得到共64组数据。对相关数据的分析结果显示相应数据均呈正态分布，两名研究者测量的x、y、z轴上的相应数据均无显著差异；

2、CMM测量所得股骨头半径为15.954mm，而CT测量值为16.094mm；金属臼杯外缘半径为27.994mm，CT测量值为27.440mm。CMM及CT对臼杯和股骨头的测量值之间的差异分别为0.554mm和0.140mm；

3、两名研究者分别所得的CMM和CT测量值之间的差异均极小；同样研究者自身两次测量值之间的差异亦很小，但相关数据显示x、y、z三个轴上两次测量值之间股骨头的标准差（SD）及标准误（SE）均大于臼杯。


Goldvasser D等认为该技术能通过临床上较易获得的CT机较为精确地测量THA聚乙烯内衬的磨损量，股骨头在三维空间上0.026 ± 0.101 mm的位移即能通过CT扫描测出。由于目前CT扫描已在临床上得到广泛应用，因此，这项简单而精确的测量技术可以很容易地在临床上得到推广。尽管相对于传统测量方法及RSA技术而言，CT扫描的最大缺点在于患者需要承受更大剂量的X射线。但Goldvasser D等也认为与假体磨损带来的严重后果相比，承受较大剂量射线的危害可能更小，而且这一缺点还可能随着影像技术的进步而进一步减小。