骶骨皮质骨钉道的影像解剖学测量及三维有限元分析

发布时间：2020-11-08 18:20

　　 目的:测量骶骨皮质骨钉道的影像解剖学参数,并利用三维有限元比较骶骨皮质骨钉道(cortical bone trajectory,CBT)螺钉和传统椎弓根钉道(traditional trajectory,TT)螺钉最大拔出力、螺钉稳定性的差异。方法:1.选取2017年1月至8月在南华大学附属第一医院行骨盆螺旋CT平扫患者的影像资料,排除解剖异常者,获得30例骶骨解剖结构正常患者的骨盆CT扫描数据,年龄35-70岁,平均年龄52.6岁,其中男性女性均15人,使用三维重建软件(Mimics、geomagic)建立骶骨三维模型,再在solidworks上建立螺钉模型,按照骶骨皮质骨轨迹置钉方法模拟置钉,进行骶骨皮质骨钉道参数的相关测量,测量参数包括皮质骨钉道与上终板所形成的夹角(A),钉道长度(B),骶骨终板穿透的最大距离(C),骶骨上终板的前后径(D)。2.回顾性选取5名女性骨质疏松患者CT影像学资料,排除骶骨病变及解剖异常者等,均为256排螺旋CT扫描,骨密度T值-2.5 SD,年龄53-65岁,平均年龄55.6岁,以其中一例患者骶尾骨轮廓为模型建立三维有限元模型,并模拟传统椎弓根螺钉置钉(螺钉直径6.5 mm、长度45 mm)及皮质骨钉道置钉(螺钉直径6.5 mm、长度35 mm),根据五位患者的CT值得到五组不同的弹性模量,然后根据弹性模量进行赋值,分析并比较两种不同钉道螺钉的最大轴向拔出力(Maximum pullout strength,MPS)、以及上下左右四种载荷下螺钉的载荷位移比。结果:1.骶骨皮质骨钉道参数测量结果:男性各测量参数的结果示:左侧头倾角为:(28.61±2.23)、右侧头倾角为:(29.14±2.20);左侧钉道长度为:(31.21±1.47)、右侧钉道长度为:(31.19±1.50);左侧骶骨终板穿透的最大距离为:(27.34±1.70)、右侧骶骨终板穿透的最大距离为:(27.14±1.69);以上三组数据左右两侧均行独立样本T检验,左右两侧无统计学差异(P0.05)。女性各测量参数的结果示:左侧头倾角为:(27.89±1.82)、右侧头倾角为:(28.52±2.54);左侧钉道长度为:(30.57±2.14)、右侧钉道长度为:(30.92±2.26);左侧骶骨终板穿透的最大距离为:(27.27±1.62)、右侧骶骨终板穿透的最大距离为:(27.96±1.56);以上三组数据左右两侧均行独立样本T检验,左右两侧无统计学差异(P0.05)。男女之间比较各测量参数示:男性头倾角为:(27.88±1.82)、女性头倾角为:(28.52±2.54);男性钉道长度为:(30.56±2.13)、女性钉道长度为:(30.92±2.26);男性的骶骨终板穿透的最大距离为:(27.27±1.62)、女性的骶骨终板穿透的最大距离为:(27.95±1.56);男性骶骨前后径为:(34.72±1.33)、女性骶骨前后径为:(33.1±1.42);男女之间行独立样本T检验,男女之间均无统计学差异(P0.05)。综上所述,本研究中骶骨皮质骨钉道与骶骨上终板平均头倾角为(28.54±2.20)°,平均钉道长度为(30.97±1.84)mm,骶骨上终板最大穿刺距离为(27.42±1.63)mm、骶骨前后径为(33.85±1.33)mm。2.两种不同钉道置钉螺钉最大拔出力及螺钉稳定性结果:两组螺钉的最大拔出力比较:CBT螺钉的最大拔出力及TT螺钉的最大拔出力分别为(886.00±26.08)N和(688.00±10.95)N,差异具有统计学意义(p0.001)。两组螺钉稳定性比较:TT螺钉在上方向载荷位移比值为(770.80±6.42)N/mm,CBT螺钉为(940.00±18.70)N/mm,差异具有统计学意义(t=19.141,p0.001);TT螺钉在下方向载荷位移比值为(701.00±10.32)N/mm,CBT螺钉为(916.20±14.26)N/mm,差异具有统计学意义(t=27.344,P0.001);TT螺钉在左方向载荷位移比值为(836.40±6.88)N/mm,CBT螺钉为(1063.60±35.58)N/mm,差异具有统计学意义(t=14.020,P0.001);TT螺钉在右方向载荷位移比值为(790.40±9.24)N/mm,CBT螺钉为(1045.40±42.76)N/mm,差异具有统计学意义(t=13.041,P0,001)。结论:1.三维重建软件测量是一种可靠、易行的方法,理想骶骨皮质骨钉道与骶骨上终板的头倾角为(28.54±2.20)°,钉道长度为(30.97±1.84)mm,骶骨上终板最大穿刺距离为(27.42±1.63)mm、骶骨前后径为(33.85±1.33)mm,利用三维重建软件对骶骨皮质骨钉道进行影像剖学测量,可以为其临床应用提供一定的参考价值。2.成功建立了骨质疏松骶骨三维有限元模型,在骨质疏松患者中,骶骨皮质骨钉道螺钉的抗拔出力及螺钉稳定性均强于骶骨传统椎弓根钉道,可以做为骶骨传统椎弓根螺钉内固定技术的一种替代方法。
【学位单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R687
【部分图文】：

1.2.2 测量指标说明头倾角（A）：皮质骨钉道与骶一上终板所形成的夹角。图 1-1 Mimics 重建骶尾骨三维模型图 1-2.骶骨俯视观 图 1-3.骶骨侧位观

41.2.2 测量指标说明头倾角（A）：皮质骨钉道与骶一上终板所形成的夹角。钉道长度(B)：从进钉点到螺钉与骶骨上终板平分线交点之间的距离。骶骨终板穿透的最大距离(C):钉道与骶骨上终板最前缘、最后缘交点之间的距离。骶骨上终板前后径（D）：骶骨前后径的最大距离。安全范围定义为 C/D×100%:骶骨终板穿透的最大距离与骶骨上终板前后径之比。图 1-2.骶骨俯视观 图 1-3.骶骨侧位观

41.2.2 测量指标说明头倾角（A）：皮质骨钉道与骶一上终板所形成的夹角。钉道长度(B)：从进钉点到螺钉与骶骨上终板平分线交点之间的距离。骶骨终板穿透的最大距离(C):钉道与骶骨上终板最前缘、最后缘交点之间的距离。骶骨上终板前后径（D）：骶骨前后径的最大距离。安全范围定义为 C/D×100%:骶骨终板穿透的最大距离与骶骨上终板前后径之比。图 1-2.骶骨俯视观 图 1-3.骶骨侧位观
【参考文献】

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本文编号：2875157