Computed Tomography vs Computer Modeling for Comparison and Evaluation of Anatomical Features of the Radial Head

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

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.

About the authors

Anna O. Samokhina

Pirogov Russian National Research Medical University

Author for correspondence.
Email: kafedra.anatomii@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-2000-7360
Russian Federation, Moscow

Sergey E. Shemyakov

Pirogov Russian National Research Medical University

Email: shemy-akov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6272-3026
SPIN-code: 1612-5929

Dr. Sci. (Med.), Professor

Russian Federation, Moscow

Andrei P. Ratiev

Pirogov Russian National Research Medical University

Email: ap@ratiev.ru
ORCID iD: 0000-0002-6559-4263

Dr. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

Karen A. Egiazaryan

Pirogov Russian National Research Medical University

Email: egkar@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6680-9334

Dr. Sci. (Med.), Professor

Russian Federation, Moscow

References

  1. Costa 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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.
  8. 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.
  9. 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.
  10. 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.
  11. 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.
  12. 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.
  13. 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.
  14. 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.
  15. 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.
  16. 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.
  17. 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.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Figure 1. Export of radial head 3D model into vtk format

Download (69KB)
Indexing metadata
3. Figure 2. The appearance of the program window “Automated determination of bone morphometric parameters”

Download (15KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».