收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于CT数据的后踝解剖型锁定钢板的研制与临床研究

苏日宝  
【摘要】:第一部分 基于CT数据的后踝解剖型锁定钢板的设计目的:根据我国成人正常踝关节CT图像数据构建后踝表面信息数据库,通过Mimics软件,对正常成人踝关节CT三维重建医学图像快速分割图像,测量后踝解剖学数据,设计研发符合后踝解剖形态具有成角稳定性的后踝解剖型锁定钢板。同时,采用蒙特卡罗方法拟合设计后踝解剖型锁定钢板的相关解剖学参数。方法:采集我国长三角地区300例成人(18岁-65岁)正常踝关节CT图像,通过目前国际上公认的一款强大的医学图像处理软件Mimics软件进行数据分析,研制符合国人后踝解剖学形态的后踝解剖型锁定钢板,分别测量后踝平面-后踝切迹平面夹角α、后踝切迹与后踝穹隆顶切线面的夹角β、后踝切迹与下胫腓联合的胫骨腓切迹面夹角Y,绘制后踝置钉安全区,在后踝安全区域内设置螺钉置钉点及钉道方向,测量后踝钢板远排螺钉安全进钉角度。采用蒙特卡罗方法对正常踝关节CT图像进行数据拟合所设计的后踝解剖型锁定钢板所需要的各种解剖学参数,包括后踝平面-后踝切迹平面夹角α、后踝切迹与后踝穹隆顶切线面的夹角β、后踝切迹与下胫腓联合的胫骨腓切迹面夹角γ,绘制后踝置钉安全区,在后踝安全区域内设置钢板螺钉置钉点及钉道方向,测量后踝钢板远排螺钉安全进钉角度。结果:后踝平面-后踝切迹平面夹角、后踝切迹与后踝穹隆顶切线面的夹角、后踝切迹与下胫腓联合的胫骨腓切迹面夹角男女之间比较差异无显著性意义(P0.05)。结论:结果表明设计研发后踝解剖型锁定钢板可利用Mimics软件测量后踝解剖学数据,方法简单易行、形象直观;根据后踝骨面特征的相关解剖学参数可详细描述后踝解剖的共同特征和差异性。同时,蒙特卡罗方法可以对正常踝关节CT图像数据进行相关的各种解剖学参数大数据拟合,进一步验证后踝解剖型锁定钢板的解剖学特性。第二部分 比较后踝解剖型锁定钢板固定后踝骨折的有限元分析目的:1.利用有限元方法分析所设计的后踝解剖型锁定钢板固定不同类型后踝骨折的生物力学稳定性。2.分析比较与空心拉力螺钉、1/3管型钢板固定后踝骨折的生物力学稳定性。方法:1.以一名正常成年男性志愿者的踝关节为受试对象,通过使用西门子64排双源螺旋CT拍摄这名正常成年男性的右侧踝关节,所获取的CT图像数据,应用有限元建模技术,建立踝关节的三维有限元模型,并对模型有效性进行验证。通过对后踝关节面骨折类型进行分区、切割,模拟计算不同后踝骨折条件下施加正常应力时的骨折移位程度、不同程度应力时骨折移位程度、最大应力、最大位移等相关参数。分析所设计的后踝解剖型锁定钢板固定不同类型后踝骨折的生物力学稳定性及其特性。2.利用有限元方法分析比较与空心拉力螺钉、1/3管型钢板固定后踝骨折的生物力学稳定性,评价后踝解剖型锁定钢板在固定后踝骨折时的生物力学特性及优势。结果:后踝解剖型锁定钢板固定不同类型后踝骨折的生物力学稳定性较空心拉力螺钉、1/3管型钢板固定的生物力学稳定性具有明显优势。空心螺钉、1/3管型钢板及解剖型锁定钢板的三种固定方式对应位移云图的变化趋势表明:位移变化的结果云图分布相近,可比性很高;位移值依次降低,固定效果在提升。三种固定方式的应力云图的变化趋势表明:应力变化的结果云图分布相近,可比性很高;应力值依次降低,而且效果明显。解剖锁定钢板对比空心钉和1/3管型钢板应力值降低。结论:通过构建成人踝关节后踝骨折模型的有限元分析,所设计的后踝解剖型锁定钢板在固定后踝骨折时,其生物力学特性较空心螺钉、1/3管型钢板固定后踝骨折更具有生物力学成角稳定性。第三部分 后踝解剖型锁定钢板的生物力学研究目的:1、分析比较后踝解剖型锁定钢板及1/3管型钢板固定尸体标本后踝骨折的生物力学特性。2、通过万用生物力学测试系统检测所设计后踝解剖型锁定钢板的力学强度,如抗轴向压缩、抗扭转力,计算其力学强度与体积的比值。方法:本课题组项目研究与常州华森医疗器械有限公司合作研发生产所设计的后踝解剖型锁定钢板。采用与人体骨骼弹性模量相近的钛合金材料(Tc4),设计后踝解剖型锁定钢板,并进行相关出厂检测。同时,本实验采用同一厂家生产的1/3管型钢板作为实验对照钢板。生物力学试验采用6具成年新鲜带踝的小腿标本(复旦大学附属华山医院浦东分院解剖教研室及延边大学解剖学实验室),其中男性4具,女性2具,平均年龄50岁(36-65岁)。自膝关节离断,保留小腿及踝关节。标本随机分为2组,A组为后踝解剖型锁定钢板组,B组为1/3管型钢板组。A、B两组内固定材料均采用同一医疗器械公司生产的钢板进行实验研究(常州华森医疗器械有限公司提供)。分别固定尸体标本的后踝骨折,采用万用生物力学测试系统对所设计的不同长度规格的后踝解剖型锁定接骨板和1/3管型钢板进行抗轴向压缩、抗扭转力的力学测试,评价后踝解剖型锁定钢板在固定后踝骨折时的生物力学特性及优势。结果:本试验研究结果显示,后踝解剖型锁定钢板较1/3管型钢板固定不同类型后踝骨折,在抗轴向压缩实验及抗扭转力实验等方面均取得良好效果,在统计学上均具有显著差异性(P0.05)。结论:本试验研究表明后踝解剖型锁定钢板较1/3管型钢板固定不同类型后踝骨折,在抗轴向压缩、抗扭转力等方面均取得良好效果,具有生物力学角稳定性,防止后踝骨折的轴向移位。因此,后踝解剖型锁定钢板在固定后踝骨折时具有良好的生物力学稳定特性。第四部分 后踝解剖型锁定钢板在后Pilon骨折的临床应用目的:比较分析后踝解剖锁定钢板固定、1/3管型钢板及空心拉力螺钉内固定治疗后踝骨折的临床疗效。方法:回顾性分析2017年1月至2018年08月收治的82例踝关节骨折累及后踝骨折,且后踝关节面大于踝关节面25%以上骨折患者的临床资料,采用后外侧入路且根据固定方式不同分为后踝解剖锁定钢板固定组(解剖锁定钢板组,A组),1/3管型钢板固定组(管型钢板组,B组)和空心螺钉固定组(空心螺钉组,C组)。A组24例,男15例,女9例;年龄20-65岁,平均(43.3±12.4)岁;根据Denis-weber骨折分型:B型10例,C型14例。B组28例,男18例,女10例;年龄21-62岁,平均(44.0±11.8)岁;根据Denis-weber骨折分型:B型16例,C型12例。C组30例,男18例,女12例;年龄20-65岁,平均(49.9±11.3)岁;根据Denis weber骨折分型:B型14例,C型16例。比较三组手术时间、术中透视次数、出血量,以及术后1个月,3个月,6个月及12个月,患者术后X线表现,骨折愈合时间,患者末次随访时采用美国足踝外科协会(AOFAS)的踝-后足评分标准,评估踝关节功能。结果:结果表明后踝解剖型锁定钢板组(A组)平均手术时间(0.88±0.14)h较空心螺钉组(C组)(1.14±0.14)h及管型钢板组(B组)(1.23±0.12)h均短,差异有统计学意义(P0.05)。三组平均出血量为A组(108.33±11.87)ml、B组(136.61±11.10)ml、C组(117.67±9.46)ml,术中出血量A组C组B组,统计学无明显差异(P0.05),但所设计解剖型锁定钢板组手术时间短,术中相对出血少。术中三组透视次数比较,A组(6.04± 1.14)次、B 组(7.75±1.45)次、C 组(9.3±1.72)次,A 组B 组C 组,差异有统计学意义(P0.05)。术后X线表现、骨折愈合时间,术后功能及并发症进行比较。结果表明术后三组患者均无伤口感染,无切口延迟愈合及骨不连发生。有3例C组患者出现后踝骨折复位不良,骨折移位大于2mm;有2例患者空心螺钉位置差,空心螺钉置入下胫腓联合。A组及B组分别有1例和3例患者术后出现踇趾轻度屈曲挛缩,A组2例和B组5例患者出现踝关节活动时不适感,经过康复锻炼后症状消失。术后1个月、3个月、6个月、12个月及末次随访时三组患者AOFAS的踝-后足评分比较,三组的踝-后足评分在术后1个月、6个月及12个月组间比较,比较均无统计学意义(P0.05),但在术后3个月三组间踝-后足评分比较,A组优于B组及C组,差异均有统计学意义(P0.05);末次随访时所有患者的AOFAS踝-后足评分分别与相应术后3个月、6个月、12个月比较差异均有统计学意义(P0.05)。结论:经后外侧入路采用三种不同方式内固定后Pilon骨折,空心螺钉相对微创,但复位质量不确定,术中透视次数多,时间长;而管型钢板及解剖锁定钢板可直视下解剖复位,创伤相对大,但术后易早期功能锻炼和负重行走。但术中管型钢板需要塑型,增加手术时间,螺钉方向不易把控,容易误入关节内,导致不良并发症。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前19条
1 张为众;杨晓华;李锐;;以CT断层扫描影像为基础之头状骨有限元分析[J];现代预防医学;2009年10期
2 邱宝平;张朝春;张发惠;徐浩;陈宗雄;;CT三维重建在髋臼骨折诊疗中的应用[J];福建中医学院学报;2009年02期
3 叶哲伟;杨述华;李利军;周均清;吴强;杨操;李进;许伟华;;复杂胸椎骨折中CT图像三维重建的应用探讨[J];生物骨科材料与临床研究;2008年03期
4 吴忠伟;陈日勇;;CT三维重建对后踝骨折手术处理的指导意义[J];实用骨科杂志;2007年04期
5 张伟雄,卿安蓉;螺旋CT三维重建在髁突骨折治疗中的应用[J];临床口腔医学杂志;2005年02期
6 王宁;朴成哲;马勇;;三维重建CT的四分法分型在胫骨平台骨折治疗中的应用[J];沈阳医学院学报;2012年03期
7 李健;骆莹莹;王红琴;;螺旋CT三维重建在复杂气管异物中的临床应用[J];中国医药导刊;2011年03期
8 汪荣;宋岩峰;张文举;叶友强;;基于CT三维重建的女性次髎穴定位研究[J];针刺研究;2010年04期
9 彭涛;周增俊;徐宏;;螺旋CT及三维重建在颅底骨折诊治中的临床应用[J];西藏医药杂志;2008年03期
10 张欣,袁旭初,包雪平;螺旋CT三维重建在面中部骨折诊治中的价值[J];交通医学;2003年01期
11 杨震,寿柏泉,郑洪,孟兆业,董震,苏宏,张宗军,黄伟;电子束CT三维重建在髁突骨折中的应用评价[J];医学研究生学报;2002年04期
12 邱永友;中央型肺癌的胸片、螺旋CT及多平面、三维重建的应用[J];影像诊断与介入放射学;2002年04期
13 赖志军,贾宁阳,倪斌;螺旋CT三维重建在颈椎后纵韧带骨化中的应用[J];中国矫形外科杂志;2002年04期
14 鲍小亚;;探究CT三维重建在骨关节创伤疾病诊断中的价值[J];世界最新医学信息文摘;2017年44期
15 孟祥军;米其武;梁铸林;叶永康;罗道升;方少伟;钟惟德;;CT三维重建在腹腔镜肾部分切除术中的应用价值[J];中国内镜杂志;2014年02期
16 刘园园;;螺旋CT三维重建在膝关节骨折中的应用价值[J];中国城乡企业卫生;2013年03期
17 方海中;李君权;;128层螺旋CT三维重建检查胫骨平台骨折的临床价值分析[J];医学影像学杂志;2013年09期
18 刘艳辉;高凤梅;张玉宝;苏红青;吴占坡;赵红林;王金戈;;螺旋CT三维重建在胫骨平台骨折治疗后的应用价值[J];现代中西医结合杂志;2011年22期
19 丁耀军;柳健;谢安明;谭少庆;;64排螺旋CT三维重建在髋臼骨折中的临床价值[J];南昌大学学报(医学版);2010年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 叶哲伟;杨述华;李利军;周均清;杨操;李进;许伟华;吴强;;复杂胸椎骨折中CT图像三维重建的应用探讨[A];泛长江流域骨科新进展暨第九届全国骨科护理研讨会论文汇编[C];2007年
2 伍晓六;雷益;夏军;刘品霓;陈静;;膝关节前交叉韧带重建术的CT评价[A];中华医学会第十八次全国放射学学术会议论文汇编[C];2011年
3 谢瑞刚;;青少年特发性脊柱侧凸的CT诊断和测量[A];中华医学会第十三届全国放射学大会论文汇编(下册)[C];2006年
4 周英晋;李军辉;邢新;张敬德;肖斌;;CT三维重建下软组织深部海绵状血管瘤的诊疗[A];中华医学会整形外科学分会第十一次全国会议、中国人民解放军整形外科学专业委员会学术交流会、中国中西医结合学会医学美容专业委员会全国会议论文集[C];2011年
5 张爱东;李炬;陈发;孙灵霞;;工业CT图像的三维重建[A];第十二届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集[C];2004年
6 李庆庆;茹选良;桂先革;蒋增辉;;基于CT三维重建的丽水人髋臼前倾角测量分析及临床意义研究[A];2015年浙江省骨科学学术年会论文汇编——关节专题[C];2015年
7 陈昊;焦红杰;康晓鹏;原建荣;周平;胡熙;梅舒婷;;螺旋CT三维重建在发育性髋关节脱位的术前应用[A];中华医学会第八次全国小儿外科学术会论文集[C];2010年
8 张爱东;李炬;陈发;孙灵霞;;基于面操作的工业CT图像的三维重建[A];2004年CT和三维成像学术年会论文集[C];2004年
9 陈玥;;螺旋CT三维重建对膝关节骨折的诊断作用及价值分析要求[A];湖南中医药大学学报2016/专集:国际数字医学会数字中医药分会成立大会暨首届数字中医药学术交流会论文集[C];2016年
10 周怀恩;管骅;方英;慈军;;蝶腭孔CT三维重建的临床应用研究[A];2014年浙江省医学会耳鼻咽喉头颈外科学学术年会论文汇编[C];2014年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 苏日宝;基于CT数据的后踝解剖型锁定钢板的研制与临床研究[D];苏州大学;2019年
2 许国强;CT/荧光双模式脂质纳米颗粒研制及其在淋巴和肿瘤成像中的应用[D];华中科技大学;2019年
3 徐永菊;拟南芥生物钟相关蛋白XCT正调节RPW8.1介导的免疫[D];四川农业大学;2017年
4 彭将臣;能谱CT小肠造影在评估回结肠型克罗恩病肠道严重程度中的应用[D];上海交通大学;2016年
5 曾咏;经导管主动脉瓣置换术后自膨胀式瓣膜的CT形态特点与血流动力学、预后的关系[D];浙江大学;2019年
6 王治斌;血肿周围水肿等常见CT征象对自发性脑出血早期血肿扩大的预测[D];北京协和医学院;2019年
7 欧阳爱梅;肾癌FORCE双能量CT及增强CT表现与肿瘤微结构关系研究[D];山东大学;2018年
8 刘鹏;CT静脉成像在下肢慢性静脉疾病中的临床应用[D];河北医科大学;2018年
9 周悦;能谱CT充气检查联合GSI自动智能辅助技术在评估食管癌分期诊断中的研究价值[D];郑州大学;2017年
10 李琳;能谱CT在甲状腺病变诊断及鉴别诊断中的应用研究[D];北京协和医学院;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孟振;国人跟骨的螺旋CT三维重建测量数据及临床意义[D];苏州大学;2014年
2 刘大健;基于CT影像的膝关节三维建模及应力分析研究[D];东北大学;2015年
3 徐克龙;CT三维重建髂内动脉在腹腔镜根治性膀胱切除术中的临床应用[D];昆明医科大学;2013年
4 侯彦杰;112例成人CT扫描三维重建肩峰和锁骨形态的观察[D];新疆医科大学;2013年
5 邹明;肺结节CT图像三维交互式分割系统[D];华中科技大学;2012年
6 汪玲;翼腭间隙通道的CT三维重建观测及临床应用[D];新乡医学院;2015年
7 杨恒;蝶窦CT扫描三维重建在经单鼻蝶入路垂体瘤切除术中的应用[D];遵义医学院;2010年
8 毛昕;肱骨外科颈骨折螺旋CT三维分型及其临床价值研究[D];苏州大学;2005年
9 时美晨;基于医学CT图像序列的主动脉夹层三维重建方法的研究[D];天津工业大学;2017年
10 李承烨;CT三维重建数据下喙突与关节盂对应关系的解剖研究[D];遵义医学院;2017年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 丁佳;中国化石研究用上自主CT[N];科学时报;2011年
2 本报记者 钱力;给动植物做CT:守住检验检疫安全防线[N];科技日报;2019年
3 中国地质科学院地质研究所 符伟侯 贺晟 杨瑨 国瑞;给地球做“CT”[N];中国矿业报;2018年
4 青岛日报、青岛观、青报网记者 赵波 通讯员 伊丽明 马华;做手术,机器人操刀 做CT,0.3秒成像[N];青岛日报;2018年
5 王攀;“海洋六号”给南极海域海底“做CT”[N];中国海洋报;2017年
6 本报记者 王聪;为污染物做“CT” 给建筑物“戴帽穿衣”[N];人民政协报;2017年
7 本报记者 王敏壹 通讯员 周广言;管道“CT”问诊能源动脉[N];石油管道报;2017年
8 严鹏;剧本评估有了专业“CT仪”[N];中国新闻出版广电报;2017年
9 首席记者 张科勇;做岩石“CT”的探路人[N];绍兴日报;2017年
10 本报记者 王克鹏 见习记者 周文聪 实习生 米佳;给大武水源地做全身“CT”[N];淄博日报;2017年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978