全膝关节置换术中有限元分析确定力线平衡方法技术

本发明专利技术公开了一种全膝关节置换术中有限元分析确定力线平衡方法，在术前将健侧腿部进行数据采集并建模，对患者健侧腿部模型进行有限元受力分析，并在手术过程中对置换完成的膝关节进行数据采集并建模，通过将健侧模型镜像对应到患侧，经高斯‑拉普拉斯金字塔法进行数据分析，判断患侧下肢力线是否处于平衡状态，若处于非平衡状态，通过健侧腿部模型，向医生提示适当的修骨或调节假体位置，最终使得膝关节处于平衡状态。保持该位置不变，进行手术缝合。本发明专利技术通过提高手术中膝关节平衡的准确率，对增加患者术后假体的使用寿命，降低术后并发症，提高患者术后生活质量有重要作用。

【技术实现步骤摘要】
全膝关节置换术中有限元分析确定力线平衡方法
本专利技术涉及临床全膝关节置换术领域，尤其涉及全膝关节置换术中有限元分析力线准确确定方法。
技术介绍
全膝关节置换术(TKA)使用金属、高分子聚乙烯、陶瓷等材料，根据人体关节的形态、构造及功能制成人工膝关节假体，通过外科技术植入人体内，缓解关节疼痛，纠正关节畸形，恢复关节功能，提高患者生活质量。TKA常用于治疗和改善严重的膝关节疼痛、不稳、畸形，如类风湿性关节炎、膝骨性关节炎，少数创伤性关节炎等疾病，包括截骨和软组织松解两个步骤，最终实现恢复下肢力线、保持软组织平衡，达到膝关节平衡的目的。若术中截骨不当或假体匹配不精确，会导致力线的不平衡，进一步导致患者疼痛、假体磨损及松动等问题，最终影响患者健康和假体在患者体内留存时间。目前医院常参考多个人体解剖位置来使力线平衡，如使用两踝中点的踝关节中心、髌骨沟中点、髁间切迹、股骨干下端等位置作为下肢力线的参考位置，并结合患者股骨解剖轴经胫骨髁连线形成的F角和胫骨解剖轴经胫骨髁连线形成的T角来确定力线平衡。该方法需结合患者X光片进行测量绘制，且术中患者患侧腿部通常因病变难以准确测量F角和T角，并可能随着本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全膝关节置换术中有限元分析确定力线平衡方法，其特征在于，包括以下内容：在临床全膝关节置换手术前，对患者健侧下肢骨骼进行三维成像，将所得三维成像数据进行数据处理，并通过软件进行三维建模，对该模型进行有限元分析，选取分析结果的若干位置作为参照；在术中，打开患者膝关节，进行全膝关节置换，在截骨后将假体置于膝关节处，进行三维成像并建模，对该模型进行有限元分析，在患侧有限元分析结果里选取与健侧对应的若干位置，通过判别两侧是否平衡，给出当前力线是否准确结论；所述三维成像数据，使用医院CT、MRI仪器采集到的骨骼三维原始数据，能反映出患者此时下肢骨骼的真实情况；所述数据处理的方法，使用高斯‑拉普拉斯...

【技术特征摘要】
1.一种全膝关节置换术中有限元分析确定力线平衡方法，其特征在于，包括以下内容：在临床全膝关节置换手术前，对患者健侧下肢骨骼进行三维成像，将所得三维成像数据进行数据处理，并通过软件进行三维建模，对该模型进行有限元分析，选取分析结果的若干位置作为参照；在术中，打开患者膝关节，进行全膝关节置换，在截骨后将假体置于膝关节处，进行三维成像并建模，对该模型进行有限元分析，在患侧有限元分析结果里选取与健侧对应的若干位置，通过判别两侧是否平衡，给出当前力线是否准确结论；所述三维成像数据，使用医院CT、MRI仪器采集到的骨骼三维原始数据，能反映出患者此时下肢骨骼的真实情况；所述数据处理的方法，使用高斯-拉普拉斯图像增强算法，增强下肢骨骼表面的差异；将医院采集到的三维成像原始数据，转化为三维分层的点云数据，通过隔层之间建立三角网格化模型形成表面的小单元；对形成的单元面进行高斯-拉普拉斯金字塔处理；高斯-拉普拉斯金字塔法是对图像的处理方法，将第k层的图像进行下采样得到第k+1层的高斯图像，将第k+1层的高斯图像进行上采样并与第k层的图像相减得到第k层的拉普拉斯图像；对于第k层图像的第i行第j列的像素点，作如下变换，形成第k+1层图像：其中，W(m,k)＝W(m)*W(k)是长度为5...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴小玲，竺明月，李修寒，刘志鹏，朱松盛，
申请(专利权)人：南京医科大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32