Traumatology and Orthopedics of RussiaTraumatology and Orthopedics of RussiaТравматология и ортопедия России2311-29052542-0933Vreden National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics1759910.17816/2311-2905-17599CLINICAL STUDIESКЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯClinical studiesResearch ArticleComputed Tomography vs Computer Modeling for Comparison and Evaluation of Anatomical Features of the Radial HeadСравнение и оценка анатомических особенностей строения головки лучевой кости человека при компьютерной томографии и компьютерном моделированииhttps://orcid.org/0000-0002-2000-7360SamokhinaAnna O.СамохинаАнна Олеговна
Russian Federation
kafedra.anatomii@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6272-30261612-5929ShemyakovSergey E.ШемяковСергей Евгеньевич
Russian Federation

Dr. Sci. (Med.), Professor

д-р мед. наук, профессор

shemy-akov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6559-4263RatievAndrei P.РатьевАндрей Петрович
Russian Federation

Dr. Sci. (Med.)

д-р мед. наук

ap@ratiev.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6680-9334EgiazaryanKaren A.ЕгиазарянКарен Альбертович
Russian Federation

Dr. Sci. (Med.), Professor

д-р мед. наук, профессор

egkar@mail.ruPirogov Russian National Research Medical UniversityФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России160120251203202531168751608202425112024Copyright ©; 2025, Eco-VectorCopyright ©; 2025, Эко-ВекторCopyright ©; 2025,2025Eco-VectorЭко-Векторhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0https://journal.rniito.org/jour/article/view/17599

Background. The generally accepted method of treating complex radial head fractures is arthroplasty. At the present stage, there is a variety of prosthetic designs, in production of which statistically averaged morphometric parameters are used. The anthropometric features of patients are not taken into account.

The aim of the study — to compare the morphometric parameters of the proximal radius obtained using computed tomography and computer modeling.

Methods. The study used the radiological method of examination and the computer modeling method. The study material was a database of DICOM format computer tomograms of the right and left elbow joints of 137 people (66 males, 71 females). Their age ranged from 40 to 70 years, without signs of musculoskeletal system pathology. Computer tomograms were analyzed using the RadiAnt DICOM Viewer program. Computer modeling was carried out through the ITK-SNAP program (GNU General Public License version 3.0 — GPLv3), with further processing of the obtained model using the developed software method.

Results. Comparison of the morphometric parameters of the radial head obtained using the developed computer modeling program and the morphometric parameters of a standard computed tomogram showed their identity.

Conclusion. The presented software program “Automated determination of bone morphometric parameters” will enable to model the radial head prosthesis on the basis of indicators of computer tomograms, taking into account the individual structural features of the patient’s radius.

Актуальность. Общепринятым методом лечения сложных переломов головки лучевой кости является эндопротезирование. При производстве современных конструкций протезов используются статистически усредненные морфометрические параметры без учета конституциональных антропометрических особенностей пациентов.

Цель исследования — сравнить морфометрические показатели проксимального отдела лучевой кости человека, полученные при помощи компьютерной томографии и компьютерного моделирования.

Материал и методы. В исследовании использовали лучевой метод и метод компьютерного моделирования. Материалом исследования послужила база компьютерных томограмм формата DICOM правых и левых локтевых суставов 137 человек (66 мужчин, 71 женщины), возраст которых составил от 40 до 70 лет, у них отсутствовали признаки патологии опорно-двигательного аппарата. Компьютерные томограммы анализировались с помощью программы RadiAnt DICOM Viewer. Компьютерное моделирование проводилось в программе ITK-SNAP (GNU General Public License version 3.0 — GPLv3) с дальнейшей обработкой полученной модели при помощи разработанного программного метода.

Результаты. Сравнение морфометрических показателей головки лучевой кости, полученных при помощи разработанной программы компьютерного моделирования, и параметров морфометрии стандартной компьютерной томограммы показало их тождественность.

Заключение. Представленный программный продукт «Автоматизированное определение морфометрических параметров кости» в дальнейшем позволит моделировать протез головки лучевой кости, опираясь на показатели компьютерных томограмм с учетом индивидуальных особенностей строения лучевой кости пациента.

radiusradial headradial neckarthroplastymodelingлучевая костьголовка лучевой костишейка лучевой костиэндопротезированиемоделированиеCosta L.A.V., Brabo B.C.P., Marangoni A.L., Taniguchi L.F.P. Severe osteoarthritis of the elbow after a non-displaced radial head fracture: case report. Rev Bras Ortop (Sao Paulo). 2020;55(3):383-385. doi: 10.1055/s-0039-3402468.Kaur M.N., MacDermid J.C., Grewal R.R., Stratford P.W., Woodhouse L.J. Functional outcomes post-radial head arthroplasty: a systematic review of literature. Shoulder Elbow. 2014;6(2):108-118. doi: 10.1177/1758573214524934.Vannabouathong C., Akhter S., Athwal G.S., Moro J., Bhandari M. Interventions for displaced radial head fractures: network meta-analysis of randomized trials. J Shoulder Elbow Surg. 2019;28(3):578-586. doi: 10.1016/j.jse.2018.10.019.Haglin J.M., Kugelman D.N., Christiano A., Konda S.R., Paksima N., Egol K.A. Open surgical elbow contracture release after trauma: results and recommendations. J Shoulder Elbow Surg. 2018;27(3):418-426. doi: 10.1016/j.jse.2017.10.023.Qian Y., Yu S., Shi Y., Huang H., Fan C. Risk Factors for the Occurrence and Progression of Posttraumatic Elbow Stiffness: A Case-Control Study of 688 Cases. Front Med (Lausanne). 2020;7:604056. doi: 10.3389/fmed.2020.604056.Петленко И.С., Федюнина С.Ю., Алиев А.Г., Билык С.С., Захматов Н.С., Шубняков И.И. Эффективность применения 3D-технологий при планировании и выполнении реконструктивно-пластических операций у пациентов с контрактурами локтевого сустава, обусловленными оссификацией. Травматология и ортопедия России. 2024;30(2): 120-130. doi: 10.17816/2311-2905-17531. Petlenko I.S., Fedyunina S.Y., Aliyev A.G., Bilyk S.S., Zakhmatov N.S., Shubnyakov I.I. Effectiveness of 3D visualization technologies in planning and performing reconstructive plastic surgeries in patients with elbow contractures caused by ossification. Traumatology and Orthopedics of Russia. 2024;30(2):120-130. (In Russian). doi: 10.17816/2311-2905-17531.Кесян Г.А., Арсеньев И.Г., Уразгильдеев Р.З., Карапетян Г.С., Левин А.Н., Кесян О.Г. и др. Современные тенденции и перспективы тотальной артропластики локтевого сустава (обзор литературы). Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. 2021;28(3):75-92. doi: 10.17816/vto76056. Kesyan G.A., Arsen’ev I.G., Urazgil’deev R.Z., Karapetyan G.S., Levin A.N., Kesyan O.G. et al. Current trends and prospects for total elbow arthroplasty (literature review). N.N. Priorov Journal of Traumatology and Orthopedics. 2021;28(3):75-92. (In Russian). doi: 10.17816/vto76056.Алиев А.Г., Коваленко А.Н., Амбросенков А.В., Миронов А.Р., Османов А.М., Устазов К.А. и др. Показания и результаты первичного и ревизионного эндопротезирования локтевого сустава (обзор литературы). Гений ортопедии. 2019;25(4):600-609. doi: 10.18019/1028-4427-2019-25-4-600-609. Aliev A.G., Kovalenko A.N., Ambrosenkov A.V., Mironov A.R., Osmanov A.M., Ustazov K.A. et al. Indications and results of primary and revision total elbow arthroplasty (literature review). Genij Ortopedii. 2019;25(4):600-609. (In Russian). doi: 10.18019/1028-4427-2019-25-4-600-609.Laumonerie P., Tibbo M.E., Reina N., Pham T.T., Bonnevialle N., Mansat P. Radial head arthroplasty: a historical perspective. Int Orthop. 2019;43(7):1643-1651. doi: 10.1007/s00264-018-4082-9.Kodde I.F., Viveen J., The B., van Riet R.P., Eygendaal D. Management of the failed radial head arthroplasty. EFORT Open Rev. 2020;1;5(7):398-407. doi: 10.1302/2058-5241.5.190055.Алиев А.Г., Тихилов Р.М., Шубняков И.И., Коваленко А.Н., Амбросенков А.В., Антипов А.П. Среднесрочные результаты эндопротезирования локтевого сустава у пациентов с ревматоидным артритом. Научно-практическая ревматология. 2018;56(5): 635-640. doi: 10.14412/1995-4484-2018-635-640. Aliev A.G., Tikhilov R.M., Shubnyakov I.I., Kovalenko A.N., Ambrosenkov A.V., Antipov A.P. Medium-term results of total elbow arthroplasty in patients with rheumatoid arthritis. Rheumatology Science and Practice. 2018;56(5):635-640. (In Russian). doi: 10.14412/1995-4484-2018-635-640.Егоров К.С., Неверов В.А., Зуев В.Ю., Земскова М.А., Черняев С.Н. Выбор тактики хирургического лечения больных с переломами головки лучевой кости. Вестник хирургии им. И.И. Грекова. 2023;182(3): 24-32. doi: 10.24884/0042-4625-2023-182-3-24-32. Egorov K.S., Neverov V.A., Zuev V.Yu., Zemskova M.A., Chernyaev S.N. The choice of tactics of surgical treatment of patients with fractures of the head of the radius. Grekov’s Bulletin of Surgery. 2023;182(3):24-32. (In Russian). doi: 10.24884/0042-4625-2023-182-3-24-32.Mahaisavariya B., Saekee B., Sitthiseripratip K., Oris P., Tongdee T., Bohez E.L. et al. Morphology of the radial head: a reverse engineering based evaluation using three-dimensional anatomical data of radial bone. Proc Inst Mech Eng H. 2004;218(1):79-84. doi: 10.1243/095441104322807785.Popovic N., Djekic J., Lemaire R., Gillet P. A comparative study between proximal radial morphology and the floating radial head prosthesis. J Shoulder Elbow Surg. 2005;14(4):433-440. doi: 10.1016/j.jse.2004.10.012.Acevedo D.C., Paxton E.S., Kukelyansky I., Abboud J., Ramsey M. Radial head arthroplasty: state of the art. J Am Acad Orthop Surg. 2014;22(10):633-642. doi: 10.5435/JAAOS-22-10-633.Pasli B., Yücedag Gündogdu H., Ülkir M., Erçakmak Güneş B. Anatomical features of the proximal end of the radius and its implications for implant design. Surg Radiol Anat. 2024;46(6):787-794. doi: 10.1007/s00276-024-03372-3.Lalone E.A., Deluce S.R., Shannon H., King G.J.W., Johnson J.A. Design of anatomical population-based and patient-specific radial head implants. J Hand Surg Am. 2017;42(11):924.e1-924.e11. doi: 10.1016/j.jhsa.2017.05.028.