CN110913790B - 一种内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法，包括以下步骤：采用手法定位方式确定参考止点，在该参考止点处固定金属止点标记；采用手法定位方式确定参考中点，在该参考中点处固定金属中点标记；携带该金属止点标记以及金属中点标记由CT透视获得患膝的第一透视图以及第二透视图；对该第一透视图以及第二透视图进行复合，确定滑车轨迹及其转动中心，设置该转动中心为图像矫正点；基于测量标尺测得该图像矫正点与参考止点图像和参考中点图像的距离和角度数值；根据该距离和角度数值，在患膝体表参照该参考止点标记作为手术入路点的修正止点。借助本申请的方法可为患者提供定制的手术入路，减少术后并发症的发生率以及缩短手术时间。
Description
技术领域
本申请涉及医疗图像处理技术领域，特别是涉及一种内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法。
背景技术
膝关节是由股骨远端、胫骨近端、髌骨共同组成的滑膜关节。患者遭受运动意外或者直接暴力常常导致膝内侧髌股韧带的断裂，均需要通过膝关节镜手术完成韧带重建术。
膝关节镜手术需要用两个手术切口，将具有照明装置的关节镜金属管通过手术切口插入关节腔内，并在监视器上将关节腔的内部结构放大，观察关节腔内的病变情况。医生可以通过关节镜证实疼痛发生的原因或者发现其他的病损并加以针对性的处理。
膝关节常见的损伤包括髌骨脱位。髌骨脱位表现为膝关节髌骨向外侧明显脱出，通常伴随内侧髌股韧带的断裂。每年有超过数十万的青少年出现活动/外伤后髌骨脱位，损伤常常不能自愈，造成髌股关节长期不稳并伴有关节疼痛及运动受限，甚至造成远期关节炎的发生。
复发性髌骨脱位需要膝关节镜手术纠正，目前手术条件可取得较好恢复效果。单纯复发性髌股脱位的手术方案包括患膝内侧髌韧带重建加上患膝外侧支持带松解。但是国内外学者在远期随访发现，手术后期仍然存在明显的恢复问题，如不明原因的患膝肿痛、屈曲受限、难以恢复到健膝运动水平、疤痕增生、创伤性关节炎等。内侧髌股韧带股骨侧止点位置的确定是手术成功至关重要的因素，传统的膝关节镜手术常需要借助术中C臂机反复透视以找到和解剖位置最接近的手术入路点，或者为了提高一次性找到止点位置的概率辅助采用较大的切口，但是以上措施同时容易造成患者皮下增生黏连、肌肉损伤、神经损伤等并发症问题，上述并发症均与过大的手术创口有关。但是基于现有的技术条件在关节镜下难以直接准确地找到内侧髌股韧带股骨侧的止点位置，使得微创关节镜手术的时间加长，并且完成手术后继发并发症的概率很高。
因此，现有的膝关节镜手术的入路技术还有待于改进和发展。
发明内容
本申请针对以上存在的技术问题，提供一种可根据不同患者制定相适应的最接近解剖止点的手术入路，以减少术后并发症的发生率以及缩短手术时间的内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法。
本申请实施方式提供的技术方案是：提供一种内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法，包括以下步骤：
采用手法定位方式确定参考止点，在该参考止点处固定金属止点标记；
采用手法定位方式确定患者的髌骨内侧边缘，该髌骨内侧边缘的中点位置设置为参考中点，在该参考中点处固定金属中点标记；
携带该金属止点标记以及金属中点标记由CT透视获得患膝的第一透视图以及第二透视图；
对该第一透视图以及第二透视图进行复合，确定滑车轨迹及其转动中心，设置该转动中心为图像矫正点；
基于测量标尺测得该图像矫正点与参考止点图像和参考中点图像的距离和角度数值；
根据该距离和角度数值，在患膝体表参照该参考止点标记作为手术入路点的修正止点。
优选地，该第一透视图为患膝的三维重建图，该第二透视图为CT图；对该三维重建图以及CT图像进行复合，确定该滑车轨迹及其转动中心。
具体实施时，该采用手法定位方式确定参考止点的步骤包括：
手指沿体表扪及内收肌的内收肌腱止点，在该内收肌腱止点下方股骨侧的第一设定距离位置处确定该参考止点。
在图像分析处理阶段，该参考止点图像与该图像矫正点相连形成第一连线，该参考中点图像与该图像矫正点相连形成第二连线；基于测量标尺测得该图像矫正点与该参考止点图像之间的距离值，以及测得该第一连线与该第二连线之间的夹角值。
优选地，该金属止点标记为第一钢球标记，该第一设定距离为3毫米，该手法定位方式为手指沿体表扪及内收肌的内收肌腱止点，并标记该内收肌腱止点前下方3毫米位置为该参考止点，以透明胶带在患者股骨侧固定该第一钢球标记。
优选地，该金属中点标记为第二钢球标记，述手法定位方式为手指沿体表扪及髌骨内侧边缘，该髌骨内侧边缘的中点位置设置为该参考中点，以透明胶带在该参考中点处固定该第二钢球标记。
其中，对该三维重建图以及CT图像进行复合，确定滑车轨迹及其转动中心的步骤还包括：
将该第一透视图以及第二透视图透明化并进行同比例、同位置重叠；
基于该参考止点图像和该参考中点图像建立坐标系；
以第一透视图以及第二透视图中的滑车面确立滑车轨迹，以该滑车轨迹作为圆周上的等长点确定转动中心，设置该转动中心为图像矫正点；
测得该图像矫正点与该参考止点图像的距离值；
测得该图像矫正点的偏离角度。
该参考止点图像与该图像矫正点相连形成第一连线，该参考中点图像与该图像矫正点相连形成第二连线，该偏离角度为该第一连线与该第二连线之间的夹角。
该内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法还包括解剖止点确定步骤：
使用关节镜探查该修正止点及该修正止点周围的等长点，确定该内侧髌股韧带的股骨侧解剖止点。
本申请实施方式的有益效果是：本实施例的内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法，先由医生通过手法定位初步确定参考止点以及参考中点，并在该参考止点以及参考中点位置处固定金属标记，再携带该金属止点标记以及金属中点标记由CT透视获得患膝的第一透视图以及第二透视图，通过分析该第一透视图以及第二透视图内的膝关节图像数据，以确定手术入路最接近解剖止点的修正止点，找到手术入路通道的最佳位置，以便于后续手术操作顺利进行。本实施例的定位方法，不受患者身高体重指数的影响，可根据不同患者通过图像造影的方式分析计算出相适应的最接近解剖止点的手术入路点，在最少手术创面的基础上提高手术成功率，减少术后并发症的发生率以及缩短手术时间，经验统计，可使手术时间缩短三分之一。
同时，本实施例的内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法，通过图像分析计算出参考止点的修正止点的数据，在最接近解剖止点的位置确定手术入路通道的切口位置，可以最小切口完成手术，减小手术疤痕，在理想状况下，手术疤痕基本不可见。本实施例的内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法，可不必在手术中不断使用C臂机，消除了手术中反复透视对患者造成的辐射影响。本实施例的内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法可操作性强。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本申请实施例的内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法的主要流程图；
图2是本申请实施例的内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法的透视图复合图像的分析原理图；
图3是本申请实施例的内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法的第一透视图和第二透视图实施例示意图；
图4是本申请实施例的内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法的透视图复合图像示意图；
图5是本申请实施例的内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法的体表标记示意图；
图6是本申请实施例的内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法的具体流程图；以及
图7是本申请实施例的内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法的透视图分析流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明，若本申请实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
请参考图2，本实施例涉及内侧髌骨韧带34的解剖止点定位方法。
膝关节是由股骨远端10、胫骨近端20、髌骨30共同组成的滑膜关节。内侧髌骨韧带34(medial patellofemoral ligament,MPFL)是维持髌骨内侧稳定性和限制髌骨脱位的重要结构。能提供防止髌骨外移的阻滞力，同时还能启动髌骨平滑地进入股骨滑车沟。
内侧髌骨韧带34损伤或者缺陷是复发性髌骨脱位或急性髌骨脱位后髌骨不稳定的主要致病因素。
在膝关节手术中，准确确定内侧髌骨韧带34的解剖止点位置是关系手术是否成功以及术后并发症概率高低的关键因素。本实施例的内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法，旨在借助影像技术以及图像分析技术，在患者体表标记最接近解剖止点的手术通道入路起点，并在该手术入路点实施手术切口。
本实施例的内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法，首先，医生通过手法定位初步在患膝体表上初步确定参考止点A以及参考中点B，并在该参考止点A以及参考中点B位置处固定金属标记。然后，患者携带两个金属标记完成CT透视获得患膝的第一透视图以及第二透视图。然后，对该第一透视图以及第二透视图进行复合。通过分析复合的透视图图像数据获取患者的膝关节位置关系数据。接着，根据该膝关节位置关系数据确定手术入路最接近解剖止点的修正止点D，并将该修正止点D作为手术入路通道的最佳切口位置，以便于后续手术操作顺利进行。
本实施例的定位方法，不受患者身高体重指数的影响，可根据不同患者通过图像造影的方式分析计算出相适应的最接近解剖止点的手术入路点，在最少手创面的基础上提高手术成功率，减少术后并发症的发生率以及缩短手术时间。
具体实施例
请参考图1，本实施例的内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法，主要包括以下步骤：
步骤101：采用手法定位方式确定参考止点A，在该参考止点A处固定金属止点标记；
步骤102：采用手法定位方式确定患者的髌骨30内侧边缘，该髌骨30内侧边缘的中点位置设置为参考中点B，在该参考中点B处固定金属中点标记；
步骤103：携带该金属止点标记以及金属中点标记由CT透视获得患膝的第一透视图以及第二透视图；
步骤104：对该第一透视图以及第二透视图进行复合，确定滑车轨迹C及其转动中心，设置该转动中心为图像矫正点；
步骤105：基于测量标尺测得该图像矫正点与参考止点A图像和参考中点B图像的距离和角度数值；
步骤106：根据该距离和角度数值，在患膝体表参照该参考止点A标记作为手术入路点的修正止点D。
其中，该第一透视图为患膝的三维重建图，该第二透视图为CT图；对该三维重建图以及CT图像进行复合，确定该滑车轨迹C及其转动中心。
请一并参考图6，该内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法还包括解剖止点确定步骤：
步骤107：使用关节镜探查该修正止点D及该修正止点D周围的等长点，确定该内侧髌股韧带的股骨侧解剖止点。
以下根据具体介绍该内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法：
(一)内侧髌股韧带体外手法初定位：
医师手指沿患者体表扪及内收肌的内收肌腱止点，在该内收肌腱止点下方股骨侧的第一设定距离位置处确定该参考止点A。
从解剖学角度看，内侧髌股韧带的股骨侧的止点一般位于股内收肌止点前下方约3毫米处，绝大多数患者的内收肌腱止点的范围可在体表扪及。
该金属止点标记为第一钢球标记，该第一设定距离为3毫米，该手法定位方式为手指沿体表扪及内收肌的内收肌腱止点，并标记该内收肌腱止点前下方3毫米位置为该参考止点A，以透明胶带在患者股骨侧固定该第一钢球标记。实际操作时，医师嘱咐患者做30°的深蹲位，此时患者的股内收肌腱最为突出。医师手指沿内收肌往下摸及内收肌腱的止点，并在体表标记内收肌腱的止点前下方约3毫米位置，同时以透明胶带在患者股骨侧固定该第一钢球标记。
该金属中点标记为第二钢球标记，上述手法定位方式为手指沿体表扪及髌骨30内侧边缘，该髌骨30内侧边缘的中点位置设置为该参考中点B，以透明胶带在该参考中点B处固定该第二钢球标记。实际操作时，医师手指扪及髌骨30内侧边缘，标记髌骨30内侧边缘中点位置，再以透明胶带在该参考中点B处固定该第二钢球标记。
(二)CT透视及三维重建：
携带该金属止点标记以及金属中点标记由CT透视获得患膝的第一透视图以及第二透视图。其中，该第一透视图为患膝的三维重建图，该第二透视图为CT图。
其中，在CT下透视，嘱咐患者患者脚尖正立，患肢放松。获得患膝标准侧位CT图，并挑出经过滑车面的患膝侧位CT图，如图3右侧图所示。基于若干CT图重建标准内侧面三维重建图像，如图3左侧图所示。
(三)内侧髌股韧带股骨侧止点的精确测量、评估：
请参考图4，对该第一透视图以及第二透视图进行复合，确定滑车轨迹C及其转动中心，设置该转动中心为图像矫正点。基于测量标尺测得该图像矫正点与参考止点A图像和参考中点B图像的距离和角度数值。
确定滑车轨迹C的原理是：膝屈曲时，髌骨30以内侧髌股韧带为轴，以股骨侧止点为转动中心，作近似等长的圆周运动，因此我们通过复合透视图中的滑车轨迹C可逆向推导出大致的转动中心。复合透视图中滑车轨迹C的等长点转动中心可以近似的认为是股骨解剖止点位置，亦即该推测的转动中心离该解剖止点位置最接近。
请一并参考图2，在图像分析处理阶段，该参考止点A图像与该图像矫正点相连形成第一连线，该参考中点B图像与该图像矫正点相连形成第二连线；基于测量标尺测得该图像矫正点与该参考止点A图像之间的距离值d，以及测得该第一连线与该第二连线之间的夹角值θ。
请参考图7，对该三维重建图以及CT图像进行复合，确定滑车轨迹C及其转动中心的步骤还包括：
步骤1041：将该第一透视图以及第二透视图透明化并进行同比例、同位置重叠；
步骤1042：基于该参考止点A图像和该参考中点B图像建立坐标系；
步骤1043：以第一透视图以及第二透视图中的滑车面确立滑车轨迹C，以该滑车轨迹C作为圆周上的等长点确定转动中心，设置该转动中心为图像矫正点；
步骤1044：测得该图像矫正点与该参考止点A图像的距离值d；
步骤1045：测得该图像矫正点的偏离角度。
其中，该参考止点A图像与该图像矫正点相连形成第一连线，该参考中点B图像与该图像矫正点相连形成第二连线，该偏离角度为该第一连线与该第二连线之间的夹角θ。
比如，在一实施例中，测得该图像矫正点与该参考止点A图像的距离d为13.04毫米，测得该第一连线与该第二连线之间的夹角θ的角度为78°。
(四)体表标记：
根据该距离和角度数值，在患膝体表参照该参考止点A标记作为手术入路点的修正止点D。如图5所示。根据测得的该图像矫正点与该参考止点A图像的距离d以及该第一连线与该第二连线之间的夹角θ，找到患膝的第一钢球标记以及第二钢球标记，亦即A位置与B位置。相对于该第一钢球标记向下移动距离Td并相对于该第二钢球标记转动偏离角度Tθ，在患者体表标记出该修正止点D。该修正止点D用作于患者手术时的微创入路点。
(五)：
请再次参考图2，为了确定解剖止点，在探测范围F内使用关节镜探查该修正止点D及该修正止点D周围的等长点，确定该内侧髌股韧带的股骨侧解剖止点。比如，关节镜下探查该探测范围F，通过微调该关节镜可很快找到内侧髌股韧带的股骨侧解剖止点。
本实施例的内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法，先由医生通过手法定位初步确定参考止点A以及参考中点B，并在该参考止点A以及参考中点B位置处固定金属标记，再携带该金属止点标记以及金属中点标记由CT透视获得患膝的第一透视图以及第二透视图，通过分析该第一透视图以及第二透视图内的膝关节图像数据，以确定手术入路最接近解剖止点的修正止点D，找到手术入路通道的最佳位置，以便于后续手术操作顺利进行。本实施例的定位方法，不受患者身高体重指数的影响，可根据不同患者通过图像造影的方式分析计算出相适应的最接近解剖止点的手术入路点，在最少手术创面的基础上提高手术成功率，减少术后并发症的发生率以及缩短手术时间。
同时，本实施例的内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法，通过图像分析计算出参考止点A的修正止点D的数据，在最接近解剖止点的位置确定手术入路通道的切口位置，可以最小切口完成手术，减小手术疤痕，在理想状况下，手术疤痕基本不可见。本实施例的内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法，可不必在手术中不断使用C臂机，消除了手术中反复透视对患者造成的辐射影响。本实施例的内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法可操作性强。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
采用手法定位方式确定参考止点，在所述参考止点处固定金属止点标记；
采用手法定位方式确定患者的髌骨内侧边缘，所述髌骨内侧边缘的中点位置设置为参考中点，在所述参考中点处固定金属中点标记；
携带所述金属止点标记以及金属中点标记由CT透视获得患膝的第一透视图以及第二透视图；
对所述第一透视图以及第二透视图进行复合，确定滑车轨迹及其转动中心，设置所述转动中心为图像矫正点；
基于测量标尺测得所述图像矫正点与参考止点图像和参考中点图像的距离和角度数值；
根据所述距离和角度数值，在患膝体表参照所述参考止点标记作为手术入路点的修正止点。
2.根据权利要求1所述的内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法，其特征在于，所述第一透视图为患膝的三维重建图，所述第二透视图为CT图；对所述三维重建图以及CT图像进行复合，确定所述滑车轨迹及其转动中心。
3.根据权利要求1所述的内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法，其特征在于，所述采用手法定位方式确定参考止点的步骤包括：
手指沿体表扪及内收肌的内收肌腱止点，在所述内收肌腱止点下方股骨侧的第一设定距离位置处确定所述参考止点。
4.根据权利要求1所述的内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法，其特征在于，所述参考止点图像与所述图像矫正点相连形成第一连线，所述参考中点图像与所述图像矫正点相连形成第二连线；基于测量标尺测得所述图像矫正点与所述参考止点图像之间的距离值，以及测得所述第一连线与所述第二连线之间的夹角值。
5.根据权利要求3所述的内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法，其特征在于，所述金属止点标记为第一钢球标记，所述第一设定距离为3毫米，所述手法定位方式为手指沿体表扪及内收肌的内收肌腱止点，并标记所述内收肌腱止点前下方3毫米位置为所述参考止点，以透明胶带在患者股骨侧固定所述第一钢球标记。
6.根据权利要求1所述的内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法，其特征在于，所述金属中点标记为第二钢球标记，所 述手法定位方式为手指沿体表扪及髌骨内侧边缘，所述髌骨内侧边缘的中点位置设置为所述参考中点，以透明胶带在所述参考中点处固定所述第二钢球标记。
7.根据权利要求2所述的内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法，其特征在于，对所述三维重建图以及CT图像进行复合，确定滑车轨迹及其转动中心的步骤还包括：
将所述第一透视图以及第二透视图透明化并进行同比例、同位置重叠；
基于所述参考止点图像和所述参考中点图像建立坐标系；
以第一透视图以及第二透视图中的滑车面确立滑车轨迹，以所述滑车轨迹作为圆周上的等长点确定转动中心，设置所述转动中心为图像矫正点；
测得所述图像矫正点与所述参考止点图像的距离值；
测得所述图像矫正点的偏离角度。
8.根据权利要求7所述的内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法，其特征在于，所述参考止点图像与所述图像矫正点相连形成第一连线，所述参考中点图像与所述图像矫正点相连形成第二连线，所述偏离角度为所述第一连线与所述第二连线之间的夹角。
9.根据权利要求7所述的内侧髌骨韧带的解剖止点定位方法，其特征在于，还包括解剖止点确定步骤：
使用关节镜探查所述修正止点及所述修正止点周围的等长点，确定所述内侧髌骨韧带的股骨侧解剖止点。
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