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背景:股骨远端形态学(Distal femoral morphology,DFM)不仅对于膝关节的运动学分析,也对于人工全膝关节置换(total knee arthroplasty,TKA)假体设计至关重要。尤其是在矢状位上,股骨滑车和股骨髁之间的关系,决定了TKA股骨侧假体的前后径和上下径的大小。目前很少有研究报道股骨滑车与股骨髁在矢状位上的关系,而且已报道的文献中往往有相互矛盾的结论。目前,从国际方面看,几乎所有DFM的分析都基于圆形理论,所以很长时间里,TKA假体的设计并没有明显突破。有20%的患者TKA术后功能并不满意,考虑与假体设计缺陷有关。从国内方面看,重点在于我国并没有任何真正意义上的DFM测量文章,这导致我国在TKA假体设计上,仍拷贝借鉴国外的假体设计图纸,没有我们自主的适合国人的TKA假体出现。本课题用椭圆拟合法来表示MRI矢状位图像中股骨滑车与股骨髁的形态轮廓,并分析它们之间的关系,判定TKA假体是否存在男女之间的差别,以及与身高等参数是否具有相关性。方法:本研究共选取50例志愿者行右膝关节MRI矢状位扫描,其中男性25人(平均27.8±3.5岁),女性25人(平均24.2±0.8岁)。男性的平均身高为176.2±3.2cm,女性的平均身高为162.9±4.1cm。采用膝关节伸直0°的体位。扫描方向为在冠状位相切于股骨髁最远端,在轴位上垂直于穿髁线(Transepicondylar axis,TEA)。在MRI矢状位断层图像上,股骨滑车沟最深处用一圆形与之相匹配。基于这个圆形的圆心,可发现内侧和外侧滑车各有一与之相匹配的椭圆形。在显示股骨内髁最远端MRI断层图像上,可用一水平椭圆与软骨关节面相匹配。以这个椭圆的中心为基础,股骨外髁可用一旋转椭圆来匹配。股骨滑车椭圆与股骨髁椭圆的半长轴和半短轴构成了一个可表示股骨滑车和股骨髁关系的矩形。测量并计算所有椭圆半长轴及半短轴长度,以及矩形的前后及上下距离、矩形内切角角度。结果:股骨滑车椭圆和股骨髁椭圆的半长轴和半短轴构成了一个可表示滑车和髁关系的矩形。该矩形的前后距离(l)为12.33±1.41mm,该矩形的上下距离(w)为7.21±1.23mm。矩形的平均内切角度(θ)为30.1°±2.6°。l,w和θ在男女之间存在显著差异(均P≤0.006),并且与所有椭圆的半长轴和半短轴的大小(均P≤0.019)均有显著相关性,与受试者身高亦有统计学意义(均P≤0.001)。结论:椭圆拟合法将复杂的DFM简单化。可分析股骨滑车与股骨髁之间的关系,并可作为一种新的构建TKA假体关节面的方法。股骨滑车与股骨髁的关系在男性和女性之间存在显著差异,并且与受试者身高有显著相关性。故TKA假体设计应考虑男女之间的差别,并与身高等参数有相关性。