关键词:
关节成形术,置换,髋
人工智能
神经网络,计算机
参数测量
摘要:
目的探讨通过卷积神经网络测量全髋关节置换(total hip arthroplasty,THA)术后假体角度及双下肢长度差与人工测量的差异。方法收集2024年1至3月,在解放军总医院第四医学中心骨科实施单侧THA患者100例,其中50例使用陶瓷内衬髋关节假体、50例使用聚乙烯内衬髋关节假体。男58例、女42例,年龄(51.6±12.71)岁,均为单侧,左侧45髋、右侧55髋。利用Attention UNet网络分割假体并识别关键点,计算髋臼假体外展角、前倾角和双下肢长度差。分别使用卷积神经网络和人工方法测量假体前倾角、外展角和双下肢长度差,并进行比较。采用Bland-Altman方法评估两种测量方法的一致性。结果卷积神经网络测量100例假体的外展角、前倾角和双下肢长度差分别为40.55°±4.76°、21.5°(19.0°,27.0°)和3.6(1.7,6.8)mm,人工测量为40.58°±4.93°、21.0°(17.6°,23.2°)和3.0(2.0,7.0)mm。两种方法测量前倾角的差异有统计学意义(Z=-2.189,P=0.029),而外展角和双下肢长度差的差异无统计学意义(P>0.05)。卷积神经网络测量50例聚乙烯内衬假体的外展角和前倾角分别为40.31°±4.70°和20.0°(18.0°,22.0°),人工测量分别为40.49°±4.92°和20.0°(17.0°,21.5°),差异均无统计学意义(P>0.05);卷积神经网络测量50例陶瓷内衬假体的外展角和前倾角分别为40.79°±4.86°和26.5°(20.8°,33.0°),人工测量分别为40.68°±4.98°和20.0°(18.0°,22.0°),两种方法测量假体前倾角的差异有统计学意义(Z=-3.426,P=0.001),而外展角的差异无统计学意义(t=0.994,P=0.325)。Bland-Altman方法显示人工与卷积神经网络测量100例假体外展角的差值为0.0310°±1.091°[95%CI(-2.107°,2.169°)],聚乙烯内衬假体的差值为0.178°±1.296°[95%CI(-2.362°,2.718°)],陶瓷内衬假体的差值为-0.116°±0.825°[95%CI(-1.733°,1.501°)];100例假体前倾角的差值为-3.280°±6.920°[95%CI(-16.840°,10.280°)],聚乙烯内衬假体的差值为-0.002°±1.471°[95%CI(-2.885°,2.881°)],陶瓷内衬假体的差值为-6.560°±8.523°[95%CI(-23.270°,10.150°)];双下肢长度差的差值为(-0.101±0.947)mm[95%CI(-1.956,1.755)mm]。结论卷积神经网络测量THA术后髋臼假体外展角、聚乙烯内衬假体前倾角、双下肢长度差与人工测量值无差异,但测量陶瓷内衬假体前倾角与人工测量方法有差异。Bland-Altman分析表明两种测量方法在测量外展角、聚乙烯内衬假体前倾角和双下肢长度差时具有较好的一致性。