外支架結(jié)合有限內(nèi)固定與鋼板治療跟骨SandersⅡ型骨折的比較.pdf

1、本文主要從以下幾方面進(jìn)行論述:
　　第一部分 外支架結(jié)合有限內(nèi)固定與鋼板治療跟骨SandersⅡ型骨折的有限元分析
　　目的：通過有限元分析法對比外固定支架結(jié)合有限內(nèi)固定技術(shù)(EFLIF)與切開復(fù)位內(nèi)固定技術(shù)（ORIF）治療跟骨SandersⅡ型骨折的穩(wěn)定性及應(yīng)力分布情況。
　　方法：采用General Electrics16層螺旋電子計算機斷層掃描(Computed Tomography,CT)，即對志愿者右足自踝關(guān)

2、節(jié)以上15cm掃描至足底，設(shè)定掃描參數(shù)，掃描時保持右足中立位，將掃描數(shù)據(jù)以醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信(Digital Imaging andCommunications in Medicine，DICOM)格式輸入Mimics15.01軟件，經(jīng)區(qū)域增長、閾值分割等處理后重建出足踝部骨骼及周圍軟組織的三維結(jié)構(gòu)，然后導(dǎo)入有限元分析軟件ANSYS12.0的Workbench模塊建立完整的足踝部有限元模型。用Solidworks2012軟件的分割命令建

3、立跟骨的SandersⅡ型骨折模型，采用Solidworks繪制外固定支架、有限內(nèi)固定螺釘及鋼板模型并裝配在一起，分別建立兩種固定方式的計算機輔助技術(shù)(Computer Aided Design，CAD)模型，最后進(jìn)行網(wǎng)格劃分、材料賦值及確定力學(xué)邊界條件。通過模擬人體單足站立狀態(tài)下的力學(xué)傳遞，對模型脛骨下端的上截面施加700 N的垂直載荷，對距骨予以約束。測量踝關(guān)節(jié)脛骨下關(guān)節(jié)面的接觸壓力、接觸面積，并將結(jié)果與前者進(jìn)行對照。根據(jù)Sande

4、rsⅡ型骨折對跟骨進(jìn)行截骨，同時根據(jù)外固定支架、空心釘及鋼板形態(tài)建立跟骨SandersⅡ型骨折兩種固定方式的有限元模型，設(shè)定骨折塊之間為非接觸狀態(tài)，摩擦系數(shù)為0.3。進(jìn)一步利用Abaqus6.10軟件對模型縱向加載700N的壓應(yīng)力及模擬下肢非負(fù)重狀態(tài)下跟骨受到跟腱的最大拉應(yīng)力160N，記錄骨折塊之間位移，分析外固定支架、螺釘及鋼板的應(yīng)力分布情況。
　　結(jié)果：當(dāng)垂直加載700N載荷情況下，EFLIF與ORIF治療跟骨SandersⅡ

5、型骨折，模型相對位移最大值分別為1.462mm和2.174mm，骨折塊之間相對位移最大值分別為0.01448mm和0.3262mm，二者骨折塊之間相對位移最大值均小于1mm。EFLIF模型應(yīng)力主要集中在外固定釘與骨骼接觸處，最大值為102.2MPa，小于外固定支架的屈服強度;ORIF模型應(yīng)力主要集中于骨折線處載距突螺釘上，最大值為2491MPa，大于螺釘?shù)那姸?。在跟腱方?60N載荷情況下，EFLIF與ORIF治療跟骨Sanders

6、Ⅱ型骨折時，骨折塊之間相對位移最大值分別為0.3335mm和0.1808mm，二者骨折塊之間相對位移最大值均小于1mm。外支架應(yīng)力主要集中于外固定釘桿連接處，主應(yīng)力最大值為47.2MPa;鋼板應(yīng)力主要集中在螺釘和鋼板連接處，主應(yīng)力最大為141.9MPa，二者應(yīng)力值均小于器械屈服強度。
　　結(jié)論：EFLIF與ORIF都能夠為跟骨SandersⅡ型骨折提供足夠的生物力學(xué)穩(wěn)定性，采用EFLIF技術(shù)固定時骨折穩(wěn)定性更佳，應(yīng)力分布更為均勻，

7、是更為合理的固定方式。ORIF模型存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，在700N載荷下可能出現(xiàn)內(nèi)固定失效的情況。
　　第二部分 外支架結(jié)合有限內(nèi)固定與鋼板治療跟骨SandersⅡ型骨折的臨床研究
　　目的：探討EFLIF與ORIF治療跟骨SandersⅡ型骨折的臨床效果與并發(fā)癥發(fā)生率。
　　方法：回顧性分析50例SandersⅡ型跟骨骨折患者，按照治療方式的不同分為EFLIF治療組與ORIF治療組，每組25例。采用影像學(xué)評估及臨床評估標(biāo)

8、準(zhǔn)對兩組的結(jié)果進(jìn)行評價。影像學(xué)評估采用術(shù)前、術(shù)后即刻以及末次隨訪時的B(o)hler角角度作為主要的影像學(xué)評估標(biāo)準(zhǔn);臨床評估采用美國足踝骨科協(xié)會(AOFAS)的踝與后足評分系統(tǒng)及VAS評分系統(tǒng)。對比兩組病例的受傷至手術(shù)時間、住院時間、手術(shù)時間、失血量、術(shù)中透視次數(shù)、隨訪時間、關(guān)節(jié)活動范圍、返回受傷前工作例數(shù)、距下關(guān)節(jié)炎發(fā)生數(shù)、病人滿意度、骨折愈合時間及并發(fā)癥發(fā)生率。
　　結(jié)果：兩組病例中年齡，性別，損傷類型，合并傷及合并內(nèi)科疾病方

9、面差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。隨訪時間EFLIF組平均(23.32±4.08)個月，ORIF組平均(24.36±3.35)，兩者相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義（t=1.326，P=0.197）。手術(shù)時機，手術(shù)時間，出血量，住院時間方面兩組差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。術(shù)中透視次數(shù)EFLIF組平均(6.88±1.30)次，ORIF組平均(4.24±1.01)次，二者相比差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(t=8.229，P=0.000)。兩組中B(o)

10、hlers角均獲得解剖學(xué)重建，隨訪期內(nèi)未發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的B(o)hlers角丟失，術(shù)前、術(shù)后即刻及末次隨訪時組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。AOFAS踝與后足評分EFLIF組平均(83.32±7.56)分，ORIF組平均(84.40±8.76)分，二者相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義(t=0.597，P=0.556)。VAS評分EFLIF組平均(1.64±0.70)分，ORIF組平均(1.60±0.70)分，二者相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義(t=0.225

11、，P=0.824)。距下關(guān)節(jié)活動范圍，返回受傷前工作例數(shù)，病人滿意度及距下關(guān)節(jié)發(fā)生率二者相比差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。關(guān)節(jié)活動范圍EFLIF組平均(26.16±2.13)°，ORIF組平均(25.00±2.77)°，二者相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義(t=1.659，P=0.247)。EFLF組1例(4％)發(fā)生釘?shù)栏腥荆琌RIF組有3例(12％)發(fā)生淺表感染及1例(4％)深部感染，二者相比差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(x2=5.17，P＜0.05