[发明专利]一种基于x线和断层扫描的复合型髋臼前倾角度测量方法

说明书

本发明涉及医疗测量技术领域，具体为一种基于x线和断层扫描的复合型髋臼前倾角度测量方法，包括以下步骤：步骤1：在髋关节正位X线片上测量髋臼开口边缘在X线片上投影所形成的椭圆长轴与水平线所成的夹角，得到影像外展角RI值；步骤2：在髋关节CT断层扫描的合适水平层面上，髋臼轴线的投影与冠状轴的夹角γ，得到解剖前倾角AA值。该基于x线和断层扫描的复合型髋臼前倾角度测量方法，通过在X线平片上测量RI，在CT中测量AA，输入公式中即可得出RA，操作简单且不需要特殊软件，无需特殊培训即可操作，X线和CT为临床中常规的检查项目，不会增加患者费用，并且基本不受患者骨盆位置等体位变动所带来的影响。

技术领域

本发明涉及医疗测量技术领域，具体为一种基于x线和断层扫描的复合型髋臼前倾角度测量方法。

背景技术

髋臼前倾角度的辨认和测量，对于人工全髋关节置换术、计算机辅助设计、人工智能辅助术前规划、以及髋关节假体、髋关节相关机器人的设计、加工制造而言，是至关重要的方法。对于前倾角的定义，目前公认沿袭使用的是如下定义：解剖前倾角(AA)：髋臼轴线(线OE)在水平面的投影(线OF)，与冠状轴(线OC)的夹角(角AA)；影像前倾角(RA)：髋臼轴线(线OE)与冠状面的夹角(角RA)；术中前倾角(OA)：髋臼轴线(线OE)在矢状面的投影(线OD)，与垂直线(线OA)的夹角(角OA)。髋臼轴线(线OE)在冠状面上的投影(线OB)与身体长轴的夹角(角RI)定义为影像外展角(RI)。

然而，现有的基于X线平片上测量前倾角的方法，诸如Lewinnek方法，是通过测量髋臼开口圆投影在X线平片上形成的椭圆的参数间接计算髋臼的平面前倾角RA。但实际操作中存在许多缺陷，例如难以准确找到投影的椭圆形，由于股骨头假体等透光性差的部位的遮挡，很难精确找到椭圆的短轴等参考线或参考点。其次，髋臼开口的金属内缘、外缘、图层的外缘，以及用于固定衬垫的突出于髋臼开口的卡槽等，会在X线平片上投影形成多个椭圆，加上股骨头假体和金属髋臼杯本身的X线遮挡，在图片上常常表现为许多杂乱的弧形，因而难以在平片上准确找到投影椭圆。再次，在测量椭圆短轴等数据时，若出现小小的误差，通过三角函数的转化，常常导致最终前倾角结果的较大误差。而且大部分研究是在体外模型上进行的，而在临床上，患者因为疼痛等原因，进行X线检查时难以做到和模型一般标准的体位，常常会左右旋转身体，并且平片的清晰度也将大幅降低。而这将会大大影响测量的结果。从X线平片上无法判断髋臼杯是前倾还是后倾，常常需要结合CT或者髋关节侧位片进行判断。还有在cross-table侧位X线片上直接测量髋臼前倾角。但cross-table侧位X线片操作复杂，需要多次放射并调整X线的方向。此方法精确性低，同一测量者在测量同一患者的不同cross-table侧位X线片时，测量结果有很大的差异。如果通过此方法测得的RA是10°，实际RA可能在2.7°-17.3°的范围内(置信区间95％)，缺乏应有的准确性和实用性。

因此，传统测量髋臼前倾角的方法存在缺点有误差较大、可重复性低、对患者体位要求严格，并且无法区分髋臼前倾与后倾等。CT平扫具有误差较小且不受患者体位影响等优势，但单纯从CT中直接测量的前倾角实际为AA，因此AA与RA的定义并不一致；若使用CT中的AA与RA安全区域进行比较显然是不合适的，如此就影响到测量方法的准确性。这样就会产生计算机辅助术前规划、机器人辅助手术实施过程中，机器或操作者对于髋臼前倾角判断和定位的失误，造成医疗质量缺陷风险。基于此，本发明提出一种基于x线和断层扫描的复合型髋臼前倾角度测量方法以解决上述提出的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于x线和断层扫描的复合型髋臼前倾角度测量方法，采用在X线片和CT断层扫描图像上测量、计算得出真实、准确的髋臼前倾角度值，解决了上述背景技术中提出的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于x线和断层扫描的复合型髋臼前倾角度测量方法，包括以下步骤：

步骤1：在髋关节正位X线片上测量髋臼开口边缘在X线片上投影所形成的椭圆长轴与水平线所成的夹角，得到影像外展角RI值；