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        EOS與CT在股骨頸前傾角測(cè)量中的對(duì)比分析

        2021-05-12 12:47:14蔣廣亮朱珠華楊瑞寶鄧迎生
        局解手術(shù)學(xué)雜志 2021年5期
        關(guān)鍵詞:股骨頸體位受試者

        蔣廣亮,朱珠華,陳 晶,楊瑞寶,鄧迎生

        (1.??谑泄强婆c糖尿病醫(yī)院放射科,海南 ???570300;2.??谑腥嗣襻t(yī)院放射科,海南 ???570208)

        股骨頸前傾角(femoral neck anteversion,F(xiàn)NA)是股骨頸橫斷面頸軸線與股骨內(nèi)外側(cè)雙髁后平面的夾角,左右基本對(duì)稱。FNA會(huì)隨著人的成長(zhǎng)而改變,出生后其大小隨著年齡增長(zhǎng)而減小,平均每年減小1°~1.5°,約15歲接近于成人,胎兒時(shí)期為17°~46°,新生兒時(shí)期約為31°,成人期約為15°[1-3]。FNA異常在各種髖關(guān)節(jié)疾病中相當(dāng)常見(jiàn),尤其在髖關(guān)節(jié)不穩(wěn)定及其繼發(fā)性退行性骨關(guān)節(jié)病變中,可作為疾病評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)之一[4]。因此,F(xiàn)NA的準(zhǔn)確測(cè)量對(duì)臨床治療方法的選擇及術(shù)后療效的評(píng)估有著重要意義[5-6]。如何準(zhǔn)確測(cè)量FNA一直是骨科領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn),CT被認(rèn)為是FNA測(cè)量的常規(guī)方法[7],然而其存在電離輻射大的缺點(diǎn)[8];國(guó)外也有研究采用MR測(cè)量,但其成本高、時(shí)間長(zhǎng)、存在運(yùn)動(dòng)偽影[9],一般不作為常規(guī)測(cè)量方法;EOS系統(tǒng)是在新型多絲正比室的基礎(chǔ)上結(jié)合正側(cè)位兩套成像球管和探測(cè)器組成的成像系統(tǒng),這種掃描方式和探測(cè)器保證了放射劑量大幅降低,同時(shí)能獲得高質(zhì)量的圖像和放射診斷所需要的信息,sterEOS內(nèi)置軟件可以建立一個(gè)骨骼的3D模型,并自動(dòng)計(jì)算大量的臨床參數(shù)[10-15]。國(guó)際上已有研究比較CT與EOS對(duì)FNA的測(cè)量結(jié)果,本研究在前人研究基礎(chǔ)上增加股骨標(biāo)本體位、角度行EOS、CT檢查,測(cè)量FNA并對(duì)比分析,同時(shí)結(jié)合實(shí)體受試者進(jìn)一步評(píng)估EOS的優(yōu)越性。

        1 資料與方法

        1.1 一般資料

        股骨標(biāo)本:20個(gè)風(fēng)干股骨;實(shí)體受試者:2017年11月至2020年5月在海口市骨科與糖尿病醫(yī)院同時(shí)行CT、EOS髖關(guān)節(jié)檢查的36例正常人及輕度髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良患者,其中男22例,女14例,平均年齡(46±8)歲。納入標(biāo)準(zhǔn):髖關(guān)節(jié)異常者(髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良、部分合并繼發(fā)性髖關(guān)節(jié)骨性病變或半脫位)、正常人(髖關(guān)節(jié)正常)。排除標(biāo)準(zhǔn):嚴(yán)重的髖關(guān)節(jié)器質(zhì)性病變、既往外傷史、惡性腫瘤,X射線片顯示異常(骨折、腫瘤、感染等)。

        1.2 儀器及掃描參數(shù)

        儀器:法國(guó)EOS X射線攝影采集系統(tǒng),德國(guó)西門子64排SOMATOM Perspective CT。股骨標(biāo)本掃描參數(shù):EOS正位片(50 kV、50 mAs、速度3),EOS側(cè)位片(60 kV、63 mAs、速度3),CT(80 kV、15 mAs,螺距0.95)。實(shí)體受試者掃描參數(shù):EOS正位片(85 kV、250 mAs、速度4),EOS側(cè)位片(110 kV、320 mAs、速度4),CT(110 kV、150 mAs,螺距0.95)。

        1.3 方法

        特制木板2塊,1塊放于底部支撐,另1塊垂直朝上與底部支撐木板釘在一起,畫刻度線用于標(biāo)記角度。橡皮筋將風(fēng)干股骨固定在特制木板上,在中立位不同角度(5°、10°、15°)的伸位、曲位、外旋位、內(nèi)旋位、外展位、內(nèi)收位分別行EOS和CT檢查。中立位:股骨內(nèi)外髁后端最低點(diǎn)、大轉(zhuǎn)子最低點(diǎn)貼緊木板,股骨內(nèi)外髁下端最低點(diǎn)貼緊木板最下端。

        FNA由2名診斷醫(yī)師獨(dú)立測(cè)量,測(cè)量方法:CT在股骨橫斷面行3D重建,最中間層面測(cè)得股骨頭中心與股骨頸峽部中點(diǎn)連線,測(cè)其與股骨雙髁后平面的夾角;EOS sterEOS 3D軟件先識(shí)別重要的股骨標(biāo)志物(股骨頭中心、股骨頸、大轉(zhuǎn)子和小轉(zhuǎn)子、滑車切跡、髁間隆起、內(nèi)側(cè)髁和外側(cè)髁,圖1、2),然后經(jīng)三維重建后自動(dòng)生成FNA,標(biāo)本、實(shí)體受試者測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)一致。

        a:CT重建后軸位最中間層;b:CT掃描股骨內(nèi)外髁;c:EOS sterEOS 3D重建測(cè)量FNA;d:EOS測(cè)量FNA標(biāo)準(zhǔn)

        a:CT重建后軸位最中間層;b:CT掃描股骨內(nèi)外髁;c:EOS sterEOS 3D重建測(cè)量FNA;d:EOS測(cè)量FNA標(biāo)準(zhǔn)

        1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

        2 結(jié)果

        2.1 股骨標(biāo)本測(cè)量

        在股骨標(biāo)本中,EOS在不同體位、不同角度測(cè)量所得的FNA均無(wú)明顯差異(P>0.05);CT在伸位、內(nèi)旋位測(cè)量所得的FNA隨伸展角度及內(nèi)旋角度增大而增加(P<0.05),在曲位、外旋位測(cè)量所得的FNA隨曲屈角度及外旋角度增大而減小(P<0.05),在不同角度外展位、內(nèi)收位測(cè)量所得的FNA無(wú)明顯差異(P>0.05)。CT、EOS在測(cè)量FNA上一致性均良好,見(jiàn)表1、2。

        2.2 實(shí)體受試者測(cè)量

        通過(guò)CT、EOS測(cè)量實(shí)體FNA,其均值無(wú)明顯差異(P>0.05),但方差測(cè)量CT>EOS;男性與女性間測(cè)量FNA均值也無(wú)明顯差異(P>0.05),一致性分析結(jié)果顯示,EOS為良好,CT為一般(表3);Bland-Altman顯示只有1個(gè)病例在95%置信空間外(圖3)。

        表1 股骨標(biāo)本CT與EOS測(cè)量結(jié)果差異分析

        x:體位角度;y:相對(duì)應(yīng)體位FNA角度;y0:中立位FNA角度

        表3 不同性別CT、EOS實(shí)體受試者測(cè)量FNA比較

        圖3 Bland-Altman圖顯示CT與EOS測(cè)量FNA偏差

        3 討論

        研究發(fā)現(xiàn),在實(shí)體受試者中EOS與CT測(cè)量的FNA結(jié)果無(wú)明顯差異;股骨標(biāo)本中CT測(cè)量FNA結(jié)果在伸曲位隨角度變化有所差異,而EOS測(cè)量在各體位隨角度變化均無(wú)明顯差異;實(shí)體及股骨標(biāo)本隨體位及角度變化FNA測(cè)量結(jié)果一致性分析均良好[16-21]。在以往研究的基礎(chǔ)上,本研究對(duì)股骨標(biāo)本設(shè)計(jì)了更為細(xì)致的人體模擬體位,增加了0°~15°各種變化的體位(伸位、曲位、外旋位、內(nèi)旋位、外展位、內(nèi)收位),并行線性回歸分析,同時(shí)本研究對(duì)實(shí)體FNA進(jìn)行EOS和CT測(cè)量,并結(jié)合股骨標(biāo)本及實(shí)體受試者探討EOS在FNA測(cè)量中的臨床應(yīng)用價(jià)值。結(jié)果顯示,在股骨標(biāo)本測(cè)量中CT、EOS一致性都很高,這與Pomerantz等[19]的研究結(jié)果一致。EOS在不同體位不同角度測(cè)量FNA均無(wú)明顯差異,CT在伸位、內(nèi)旋位隨其體位角度增大FNA測(cè)量結(jié)果隨之增大,在曲位、外旋位隨其體位角度增大FNA測(cè)量結(jié)果隨之減小,在不同角度外展、內(nèi)收位FNA測(cè)量結(jié)果均無(wú)明顯差異,其原因在于股骨頸前傾的同時(shí)還存在扭轉(zhuǎn),在股骨屈曲時(shí),扭轉(zhuǎn)角相應(yīng)增大,從而使股骨頭中心降低的幅度比股骨頸峽部中點(diǎn)降低的幅度更大,而股骨雙髁后平面最低點(diǎn)連線是平行的,從而使FNA角度相應(yīng)減??;外旋時(shí),扭轉(zhuǎn)使股骨頸軸線升高幅度較股骨內(nèi)外側(cè)雙髁后平面升高幅度小,F(xiàn)NA相應(yīng)減小,伸位、內(nèi)旋位時(shí)恰好相反。同時(shí)本研究發(fā)現(xiàn),EOS在中立位上所測(cè)量的FNA均值(2.91±0.43)°較CT(6.99±0.82)°明顯更小,而與CT在曲位、外旋5°~10°間均值相對(duì)較接近,這可能是由于真實(shí)人體股骨存在一定的屈曲和外旋,中立位并非是實(shí)際人體正常體位,這只是本研究中作為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比位而設(shè)計(jì),EOS測(cè)量方法是基于人體實(shí)際情況通過(guò)sterEOS 3D軟件識(shí)別骨性標(biāo)志,建模后測(cè)量時(shí)已經(jīng)考慮人體合理體位變化的影響,而CT測(cè)量無(wú)法避免體位產(chǎn)生的影響,股骨標(biāo)本曲位、外旋位5°~10°間相對(duì)比較接近真實(shí)體位,所以在中立位中EOS所測(cè)的FNA值較CT更小。因此,在股骨標(biāo)本FNA測(cè)量中,15°內(nèi)各種體位中EOS較CT更為穩(wěn)定而可靠。

        在實(shí)體受試者測(cè)量研究中,CT、EOS測(cè)量FNA無(wú)明顯差異,CT方差較EOS大,原因可能是CT檢查實(shí)體受試者過(guò)程中擺位并非嚴(yán)格統(tǒng)一,F(xiàn)NA測(cè)量時(shí)一定程度上會(huì)受股骨體位、角度影響,而3D建模的EOS測(cè)量則不受影響,但這種影響程度相對(duì)很小,加上正負(fù)影響都存在,所以兩者均值測(cè)量比較無(wú)明顯差異。本研究顯示,EOS測(cè)量FNA所測(cè)得數(shù)據(jù)的一致性為良好,CT測(cè)量FNA所測(cè)得數(shù)據(jù)的一致性為一般,其原因?yàn)镃T測(cè)量FNA時(shí)股骨頭中心和股骨頸峽部中點(diǎn)及所在層面的選擇會(huì)受人為因素影響,而EOS測(cè)量則完全依據(jù)股骨標(biāo)志3D重建所得,是標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)量,其結(jié)果不受人為影響,因此EOS測(cè)量FNA的一致性分析結(jié)果較CT高。本研究認(rèn)為EOS在實(shí)際人體FNA的測(cè)量中精確度基本與CT一致,但因EOS輻射劑量超低,可重復(fù)性強(qiáng),用于測(cè)量FNA更具操作性。

        本研究也存在一定局限性:股骨標(biāo)本只選擇15°以內(nèi)測(cè)量,超過(guò)15°的測(cè)量有待繼續(xù)研究;實(shí)際人體研究中選擇的是正常人及輕度髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良患者,有一定的局限性,且病例數(shù)也有限。

        綜上所述,在股骨標(biāo)本各種體位15°以內(nèi),EOS與CT均可以提供穩(wěn)定且可重復(fù)的FNA測(cè)量結(jié)果,在實(shí)體受試者中EOS的FNA測(cè)量結(jié)果較CT更為穩(wěn)定、可靠,同時(shí)輻射量更小,可以替代CT為臨床提供更精確的結(jié)果,是一種更穩(wěn)定、安全的檢測(cè)方法。

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