デジタル技術を用いた中国漢民族の大腿骨上顆の形態学的計測

Morphological Measurement of Supracondylar Femur Based on Digital Technology in Chinese Han Population.

• Lei Wang
• Dong-Mu Tian
• Xin Liu
• Jian-Feng Zhang
• Li-Ming Zhao
• Xin He
• Yong-Cheng Hu

抄録

目的:

義肢再建に影響を与える基本的な要因である大腿骨上顆の形態に関する研究は比較的少ない。本研究の目的は、大腿骨上顆の形態学的パラメータを測定し、大腿骨上顆を分類し、大腿骨遠位補綴物の開発のための理論的指針を提供することである。

OBJECTIVE: Relatively few studies have reported on the morphology of the supracondylar femur, which is a fundamental factor affecting prosthetic reconstruction. The objectives of the present study were to measure the morphological parameters of the supracondylar femur, to classify the supracondylar femur, and to provide theoretical guidance for the development of distal femoral prostheses.

方法:

本研究は、華北地域の漢民族の患者82名で構成された。研究には男性57人、女性25人が含まれ、平均年齢は50.9歳（範囲、18～87歳）であった。有効なCTデータには大腿骨遠位部の10cm以上の範囲が含まれていることが望ましい。右遠位大腿骨上顆のCTデータはDICOMファイルから取得した。海綿骨と骨髄腔の結果は保持し、皮質骨の情報は消去して腔の情報を得た。皮質内腔の測定はこれまで報告されていない。ルーメンモデルは、Mimics 17.0ソフトウェアを使用して再構築した。ルーメンモデルの表面は、Geomagic studio 12.0ソフトウェアを使用して平滑化した。Solidworks 2014ソフトウェアを使用して、ルーメンの変数が検討された3次元座標系を確立した。様々な測定値の間の相関関係を計算した。

METHODS: The study consisted of 82 patients of Han Chinese nationality in North China. There were 57 men and 25 women included in the study, with an average age of 50.9 years (range, 18-87 years). Effective CT data should include a range of more than 10 cm for the distal femur. CT data for the right distal supracondylar femurs was obtained from DICOM files. Results for the cancellous bone and marrow cavity were retained, and information for the cortical bone was erased to obtain information of the lumen. Measurements of the intracortical cavity have not been reported previously. Lumen models were reconstructed with Mimics 17.0 software. The surfaces of the lumen models were smoothed with Geomagic studio 12.0 software. Using the Solidworks 2014 software, we established a 3-D coordinate system, where variables of the lumen were examined. Correlations between the various measurements were calculated.

結果:

大腿骨上軟骨部を5段階に分け、各段階の長さ、幅、高さ、角度を測定した。長さの指標（横径[EF]、内側前方後径[AC]、中央前方後径[GH]、外側前方後径[BD]）と体積の指標（V）の間には強い相関があった。また、各層の長さ指標(EF, AC, GH, BD)間には強い相関が見られた。角度γは、L2-L6層では側方前部後径(BD)と相関し(r = -0.383、-0.385、-0.296、-0.258、-0.24; 全てのP < 0.05)、L4-L6層では高さ指数(h)と相関した(r = -0.244、-0.385、-0.506; 全てのP < 0.05)。最も代表的なパラメータは、内側前頭径(AC R = 0.865; AC R = 0.932)、冠状幅比、および体積を伴う矢状幅比であった。解析の結果、フラワートップハットの内腔形状が最大で81％を占めていることがわかった。

RESULTS: The supracondylar region of the femur was divided into five levels, and the length, breadth, height, and angle values were measured at each level. There were strong correlations between the length indexes (transverse diameter [EF], medial anteroposterior diameter [AC], middle anteroposterior diameter [GH], and lateral anteroposterior diameter [BD]) and the volume index (V). There were also strong correlations among the length indicators (EF, AC, GH, and BD) in each layer. Angle γ was correlated with the lateral anteroposterior diameter (BD) at L2-L6 layers (r = -0.383, -0.385, -0.296, -0.258, -0.24; all P < 0.05) and with the height index (h) at L4-L6 layers (r = -0.244, -0.385, -0.506; all P < 0.05). The most representative parameters were the medial anteroposterior diameter (AC R = 0.865; AC R = 0.932), the coronal width ratio, and the sagittal width ratio with volume. The analysis found that the lumen shape of flower-top hat accounted for 81% at most.

結論:

大腿骨上顆は非対称な構造領域を持っています。冠状面は植木鉢状の形態に支配され、矢状面は側方1/3で最も狭く、トップハット状の形態に類似している。これらの結果は、大腿骨遠位部プロテーゼの開発と臨床応用のための理論的指針となるものである。

CONCLUSIONS: The supracondylar femur has an asymmetrical structural area. The coronal plane is dominated by a flowerpot-like morphology, and the sagittal plane is narrowest in the lateral 1/3 and resembles a top-hat-like morphology. Our results provide theoretical guidance for developing distal femoral prostheses and for their clinical application.

© 2019 The Authors. Orthopaedic Surgery published by Chinese Orthopaedic Association and John Wiley & Sons Australia, Ltd.