The Measurement of Femoral Neck Anteversion by 3D Modeling of Femoral Major Axes

대퇴골 주요축의 3차원 모델링에 의한 전염각의 측정

The accurate measurement of the femoral anteversion is important for the derotational osteotomy. To estimate femoral anteversion, following three major parameters are required; the neck axis, the long axis, and the knee axis. Conventional methods on the basis of 2D images are ambiguous to determine these major axes. As the femur has a complex 3 dimensional structure, the 3 dimensional model should be applied for accurate and reliable measurement of femoral anteversion. In this thesis, we model femur and define three parameters. The neck axis is defined from the femoral head and neck model. The long axis is determined from the cylindrical model of the femoral shaft. The knee axis is also determined from the model of femoral condyles. According to the definition of the femoral anteversion, the femoral anteversion is efficiently estimated from these models. 20 specimens were tested by the conventional 2D imaging method and 3D imaging method witch was developed by authors and the new 3D modeling method. The study provides accurate, fast and human factor free measurement for femoral anteversion.

대퇴 전염각의 정확한 측정은 뼈를 절개하여 각을 조절하는 시술(derotation osteotomy)에 있어서 매우 중요하다 대퇴 전염각을 정확히 측정하기 위해서는 대퇴골 장축과 목축, 관절구축의 정확한 선정이 필수적이다. 기존의 2차원 영상에 의한 대퇴 전염각의 측정 방법은 간단하지만 3차원 공간상에서 축들을 결정하기 모호한 단점을 가지고 있고, 3차원 영상을 이용하는 방법은 뼈를 밖에서 직접 측정하는 것과 같은 결과를 얻을 수 있어 2차원 방법보다는 정확한 측정이 가능하나 처리과정이 복잡하고 정량적이고 객관화된 결과를 얻는 것이 어려운 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 대퇴골을 3차원으로 모델링하여 정량적이고 객관적인 대퇴 전염각의 측정법을 제시한다. 이것은 먼저 촬영된 슬라이스 영상들을 3차원상에서 재구성한 뒤, 대퇴골두와 목 모델로부터 대퇴골 목축을 정하고, 대퇴 관절구 모델로부터 대퇴 관절구축을 결정한다. 또한, 대퇴골 주축을 원통으로 모델링하여 장축을 결정한다. 대퇴 전염각은 대퇴관절구의 접평면에 대한 대퇴골축의 기울어진 정도로 정의되며, 이 정의를 이용하여 대퇴 전염각을 구한다. 결과에서 20명 CT영상으로부터 대퇴골 샘플을 측정하여 기존의 2차원 및 3차원 영상법의 결과와 비교하여 제시한 방법이 객관적이고 정확한 측정방법임을 검증한다.