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基于精确三维测量股骨干骨折髓内钉内固定的数字化设计及临床应用
背景：传统的髓内钉手术的局限性在于依赖医生的个人经验，而且扩髓会导致髓腔内生物学环境的破坏，影响骨的愈合。目的：观察数字化技术辅助髓内钉内固定治疗股骨干骨折的疗效分析。方法：2010年1月至2014年1月莆田学院附属医院骨科收治股骨干骨折患者80例，均应用数字化技术辅助治疗，术前建立股骨干骨折的三维数字模型，对三维数字骨折端进行虚拟复位，测量髓腔的直径，按测量数据选取合适规格的髓内钉，然后按照数字化技术制定的手术方案进行闭合复位髓内钉内固定治疗。结果与结论：80例患者随访12-24个月，骨折全部获得骨愈合，随访12个月时按骨科临床疗效标准评价，优62例，良15例，可3例，优良率为96%。无感染、内固定物断裂或松动等并发症发生。提示，数字化技术辅助髓内钉内固定治疗股骨干骨折疗效确切，能明显缩短手术时间，减少手术创伤，减少患者和医护人员术中透视的放射量。
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髋臼四边体骨折安全置钉角度及范围的测量
目的 在CT图像上测量四边体后缘螺钉植入的角度与范围,防止螺钉植入髋臼内,为四边体骨折手术固定提供帮助.方法 随机选择100例用3 mm层厚CT扫描骨盆的患者,在CT图像上选择髋臼横切面中心图像,根据轴心线将髋臼分成前、后两部分,通过髋臼轴心线与四边体的相交点(A点)测量3个指标(A点与髋臼后缘相切的线与四边体内侧面的夹角,反复测量3次,取得平均值;A点到四边体后缘的距离;该层面的四边体的宽度),分析各项指标的变化.结果 全组患者(n =100)的四边体置钉角度平均为(44.7±4.9)°;男组(n=64)、女组(n=36)的四边体置钉角度分别为(45.9±5.3)、(42.5±4.6)°,差异无统计学意义(P＞0.05).全组患者四边体宽度平均为(61.0±2.4) mm;男组、女组的四边体宽度分别为(63.9±2.5)、(59.0±2.3)mm,差异无统计学意义(P＞0.05).全组患者的A点到四边体后缘的距离平均为(38.0±1.9) mm;男组、女组的A点到四边体后缘的平均距离分别为(39.0±1.5)、(37.0±2.3)mm,差异无统计学意义(P＞0.05).结论 在CT图像上测量四边体后缘螺钉植入的角度与范围,可为四边体的固定范围及固定角度提供理论指导,实现四边体骨折的牢固固定,并避免螺钉植入髋臼,保证手术成功.
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AF内固定器不同置钉角度的有限元分析
目的:研究AF内固定系统在螺钉不同置钉角度时的应力分布,寻求置钉佳角度以减少AF内固定系统的断裂.方法:建立AF内固定系统不同置钉角度三维有限元模型,采用有限元分析法,研究模拟椎弓根螺钉不同置钉角度的压力载荷状态,观察AF内固定系统不同置钉角度受力情况.结果:(1)AF内固定系统中螺钉的根部及连接棒下部承受应力大.(2)置钉角度的不同可以影响内固定系统的应力分布;随着水平角(TSA角0°,5°,10°,15°)增大内固定系统受力加大.结论:在加载下AF内固定器的螺钉根部及螺钉和连接棒的结合处为应力集中的部位,容易发生疲劳和断裂.
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不同置钉角度下腰骶椎椎弓根螺钉固定加椎间融合的有限元生物力学比较研究
目的 比较不同置钉角度下腰骶椎椎弓根螺钉固定加椎间融合的有限元生物力学性能,以确定佳的椎弓根螺钉固定角度. 方法 通过CT扫描、Mimics 13.0软件三维重建、Freeform6.0表面处理和Ansys10.0软件前处理等方法建立正常L4～S1节段有限元模型,并据此建立去除L5～S1椎间盘后椎弓根螺钉后路固定加椎间融合模型.根据不同置钉角度分为3组:模型1组:上、下位螺钉水平位内置0°,矢状位与终板平行;模型2组:上、下位螺钉水平位内置15°,矢状位与终板平行;模型3组:上位螺钉水平位内置0°、矢状位上翘15°,下位螺钉水平位内置0°、矢状位与终板平行.在这3组模型上分别加载5N·m的前屈、后伸、左侧弯和左旋转扭矩载荷,计算各组钉棒结构、椎间融合器及L4～S1的应力分布值. 结果 在前屈、后伸、左侧弯和左旋转4种状态下,模型2组的钉棒结构、椎间融合器、L4、L5和S1的大应力值均处于低水平,前屈时分别为2.96×107、5.65×106、5.76×106、8.06×106、8.51×106 N/m2,后伸时分别为2.98×107、6.08×106、6.49×106、8.63×106、9.17×106N/m2,侧弯时分别为3.06×107、9.71×106 、2.39×106、1.14×106、8.61×106 N/m2,左旋转时分别为2.96×107、1.00×106、5.76×106、8.06×106 、8.51×106 N/m2.除左旋转以外,其他3种静载状态下模型1组的钉棒结构和椎间融合器大应力值均低于模型3组.结论 腰骶椎后路椎弓根螺钉固定加椎间融合时,矢状位与终板平行、水平位内倾一定角度有助于改善整体结构的应力水平,缓解螺钉和椎体结构的应力集中,从而避免断钉、断棒及螺钉松动的发生.
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颈椎前路钢板螺钉系统交叉置钉与平行置钉的生物力学研究
目的 对颈椎前路钢板螺钉内固定系统的螺钉交叉置钉与平行置钉方法进行拔出试验和疲劳试验的比较,为临床置钉提供理论依据. 方法 取88具新鲜山羊颈椎标本,随机分为A、B、C、D4组(n=22),每具标本在C4～C6节段行颈椎前路钢板内固定,A、C组采用平行置钉法,B、D组采用交叉置钉法,置钉完成后,测量并比较对A、B组钢板拔出所需大轴向拔出力以及C、D组疲劳寿命和疲劳强度,并观察钢板、螺钉松动情况. 结果 A、B组钢板拔出所需大拔出力[(1 101.7±238.2)N、(1 190.7 ±247.6) N]比较差异无统计学意义(t=-1.214,P=0.232);C、D组均可见螺钉与钢板结合处松动,钉孔平面无断裂,检查螺钉无裂缝及断裂,C、D组的疲劳寿命(0.056×107次、0.054×107次)、疲劳强度[(469.3±83.8) MPa、(472.5 ±53.8) MPa]比较差异均无统计学意义(P＞0.05). 结论 在颈椎前路钢板内固定系统中,交叉置钉与平行置钉的钢板大拔出力及疲劳强度无明显差异,在一些特殊情况下颈椎前路钢板置入时可不必刻意追求螺钉的平行对称.
