基于计算机技术对股骨转子间骨折六部分分型的相关研究

发布时间：2019-09-29 05:16

【摘要】：目的:从生物力学的角度进一步研究股骨转子间骨折六部分分型各型整体的生物力学影响。利用有限元分析法分析六部分分型各型骨折的稳定性,为完善各型骨折的稳定性评估提供进一步的理论依据,从而为各型骨折的治疗提供更有力的指导。方法:征集健康成人志愿者1名,利用CT扫描一侧髋部,获取用于建立三维有限元模型的CT横断面DICOM文件,使用Mimics17.0、Geomagic Studio 2013、Pro/Engineer 5.0、Hypermesh 13.0和MSC.Patran/Nastran 2012软件分别建立股骨转子间骨折六部分分型各型骨折的有限元模型,通过设定材料属性、边界条件及施加载荷,模拟体重70kg人体在缓慢步态单足站立位时股骨的受力情况进行有限元分析,得到六部分分型各型骨折的应力分布云图与形变位移云图,分析其受力分布、应力峰值位置及各部分骨折块整体位移平均值,明确六部分分型各型骨折的稳定性特点。结果:二部分骨折的应力主要集中在小转子部,应力值为133 MPa,股骨头颈部整体位移平均值为6.03 mm。三部分骨折(大转子部破裂)的应力主要集中在大转子部,应力值为222 MPa,股骨头颈部整体位移平均值为6.91 mm,大转子部整体位移平均值为7.11 mm。三部分骨折(小转子部破裂)的应力主要集中在小转子部,应力值为122 MPa,股骨头颈部整体位移平均值为7.31 mm,小转子部整体位移平均值为4.34 mm。四部分骨折的应力主要集中在大转子部,最大应力值为161 MPa,股骨头颈部整体位移平均值为7.87 mm,大转子部整体位移平均值为8.33 mm,小转子部整体位移平均值为4.66 mm。五部分骨折(前外侧壁破裂)的应力主要集中在大转子部,值为177 MPa,股骨头颈部整体位移平均值为8.22 mm,大转子部整体位移平均值为8.71 mm,小转子部整体位移平均值为4.78mm,前外侧壁整体位移平均值为4.08 mm。五部分骨折(后外侧壁破裂)的应力主要集中在小转子部,值为130 MPa,股骨头颈部整体位移平均值为8.57 mm,大转子部整体位移平均值为8.79 mm,小转子部整体位移平均值为4.73 mm,后外侧壁整体位移平均值为5.22 mm。六部分骨折应力主要集中在小转子部,值为152MPa,股骨头颈部整体位移平均值为9.37 mm,大转子部整体位移平均值为9.03mm,小转子部整体位移平均值为4.88 mm,前外侧壁整体位移平均值为4.55 mm,后外侧壁整体位移平均值为5.57 mm。各型骨折的应力集中部位各不相同,主要为大转子部和小转子部,且随着骨折块的增加,各部分骨折块的整体位移平均值随之增加,呈正比趋势。结论:股骨转子间骨折六部分分型各型骨折的应力分布、应力集中部位及各部分骨折块整体体位移平均值均不相同,大转子部和小转子部是影响骨折稳定性的重要部位,各型骨折稳定性由高到低排列为:二部分骨折三部分骨折(大转子破裂)三部分骨折(小转子破裂)四部分骨折五部分骨折(前外侧壁破裂)五部分骨折(后外侧壁破裂)六部分骨折。二部分骨折为稳定型骨折,其余分型为不稳定型骨折。目的:验证初步自主研发的基于CT三维图像的股骨转子间骨折六部分分型的计算机辅助诊断系统的效能,评价其临床应用价值并探讨进一步改进的方向。方法:搜集2014年1月1日至2016年5月31日期间住院治疗的股骨转子间骨折324例患者。依据纳入标准和排除标准进行筛选,最终纳入107例患者作为验证数据。使用影像科CT工作站将这些患者的髋部CT横断面图像进行三维重建得到骨折部位的CT三维重建图像,然后使用切割功能将股骨上段从髋臼中切割出来,最后使用照相功能分别获取股骨上段前侧、后侧、外侧、内侧四个视角方向图像保存并导出。由两名骨科主任医师与一名影像科主任医师协商对骨折进行分型诊断,其结果作为诊断标准。分别由CAD系统、1名骨科住院医师、1名骨科主任医师分别在未知诊断标准的情况下独立对107例患者影像学图像进行诊断,然后由该骨科住院医师与骨科主任医师联合CAD系统再次进行诊断,分别记录其诊断结果与诊断符合率进行统计学分析。结果:在107例患者中,CAD的独立诊断符合率为86.9%,低于骨科住院医师的94.4%(P0.05),显著低于骨科主任医师的97.2%(P0.05)。联合CAD后,该骨科住院医师的诊断符合率由94.4%提高到97.2%(P0.05),骨科主任医师的诊断符合率由97.2%提高到99.1%(P0.05)。结论:基于CT三维图像的股骨转子间骨折六部分分型计算机辅助诊断系统可以实现自动化骨折分型,并有较高的准确度,但仍然存在着不足之处,需要进一步研究改进以满足临床实际应用要求。
【学位授予单位】：遵义医学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R683

【相似文献】