3D 建模技术解锁单髁膝关节假体胫骨部件定位评估新视角

【字体: 时间:2025年05月04日 来源:Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery 2.0

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  单髁膝关节置换术(UKA)中胫骨部件定位影响手术效果。研究人员开发新方法评估其最优定位,并对 0° 和 3° 截骨进行试点研究。结果显示新方法可行,但两组差异不显著。该研究为确定最佳截骨平面及定制植入物提供方向。

  在骨科领域,单髁膝关节置换术(Unicompartmental Knee Arthroplasty,UKA)是治疗单间室膝关节疾病的重要手段。对于那些仅患有内侧膝关节骨关节炎的患者来说,UKA 就像是黑暗中的一盏明灯,为他们缓解疼痛、恢复膝关节功能带来了希望。然而,理想很丰满,现实却很骨感。在实际临床应用中,UKA 存在着一些令人头疼的问题。其中,胫骨部件的定位问题尤为突出,它就像一颗隐藏的 “定时炸弹”,严重影响着手术的长期效果。一旦胫骨部件定位不佳,就可能导致植入物松动,使得患者不得不再次接受手术,承受更多的痛苦和经济负担。
目前,虽然对于全膝关节置换术(Total Knee Arthroplasty,TKA)部件的最优定位已有不少研究,但关于 UKA 部件的理想定位,仍处于 “雾里看花” 的阶段,缺乏足够的研究和明确的结论。按照制造商的指南,UKA 的胫骨部件应与胫骨纵轴呈 90° 植入。可人体自然膝关节内侧胫骨平台却有约 3° 的内翻倾斜。在 TKA 中,将胫骨部件向内侧倾斜约 3° 能取得更好的效果。但在 UKA 中,胫骨部件是否也该向内侧稍微倾斜呢?这个问题就像一团迷雾,一直困扰着医学界。

为了拨开这团迷雾,来自德国的研究人员挺身而出,展开了一场探索之旅。他们来自多个专业机构,包括 University Medical Center Regensburg、Dr. kaiser & kollegInnen MVZ GmbH 等。他们的研究目标明确且具有挑战性,那就是开发一种创新的方法来评估 UKA 中胫骨部件的最佳定位。同时,他们还进行了一项试点研究,深入分析在冠状面以 0° 和 3° 内翻角度进行胫骨截骨后的骨切除术情况。

在这场探索之旅中,研究人员采用了先进的技术方法。他们运用表面匹配技术,通过将胫骨骨切除术与选定胫骨部件的三维计算机辅助设计(Computer-Aided Design,CAD)模型进行对比,来评估骨切除情况。具体来说,他们利用 “Amira” 软件,对 CT 和 CAD 模型数据集进行处理。先创建胫骨骨切除的三维模型,然后通过一系列操作,如使用 “Interactive Thresholding” 命令标记、“Crop Editor” 裁剪、“Generate Surface” 生成表面模型以及 “Align Surfaces” 精确对齐等,计算表面之间的距离和物体体积。为了确保评估的准确性,他们还从多个角度拍摄标准化截图,由一位单盲评估者使用 Krause 等人开发的胫骨平台骨折分类系统进行评估。此外,他们还对 44 例接受 UKA 手术患者的胫骨骨切除术进行了前瞻性试点研究,根据不同的胫骨部件植入角度分为三组进行对比分析。

经过一番努力,研究人员收获了不少成果。在匹配参数方面,虽然骨切除表面与植入物表面的距离没有显著差异,但 3° 内翻锯切的骨标本表面体积比 0° 截骨的更大,不过两者骨与植入物体积比并无显著差异。在变异位置上,不同组之间存在差异,3° 组在 anteromedial-central(AMC)隔室与 CAD 模型的差异更大,尽管 3° 组中央与内侧不匹配的比例较低,暗示骨切除更接近矩形,但在小样本研究中这一结果未达到统计学意义。在硬化方面,研究群体中硬化的平均百分比为 2.9% ± 4.9%,0° 组和 3° 组之间没有显著差异。

综合来看,研究人员开发的这种 3D 建模技术评估骨切除术的新方法具有良好的实用性。不过,由于样本量较小等因素,研究存在一定的局限性。但这并不影响该研究的重要意义,它为后续更深入的研究指明了方向。未来,可以通过扩大样本量、进行多中心研究以及引入标准化评估流程等方式,进一步完善对 UKA 中胫骨部件最佳定位的研究。这种 3D 建模技术有望在更大规模的胫骨骨切除术研究中发挥重要作用,帮助医生更准确地确定最佳胫骨截骨平面,为患者提供更精准、更有效的治疗。同时,它还有助于开发患者特异性植入物,实现个性化医疗,让每一位患者都能得到最适合自己的治疗方案,从而大大提高 UKA 的手术成功率和患者的生活质量,为骨科领域的发展注入新的活力。

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