五种骨外固定器的结构稳定性评估和骨折精确闭合复位效果评价

发布时间：2017-08-03 09:32

  本文关键词：五种骨外固定器的结构稳定性评估和骨折精确闭合复位效果评价

  更多相关文章： 胫腓骨骨折 骨外固定器 生物力学 有限元仿真 椭圆拟合测量法

【摘要】：目的:(1)比较单臂(Unilateral fixator,UF)、混合式(Hybrid fixator,HF)、伊式(Ilizarov fixator,IF)、泰勒(Taylor fixator,TF)和奥尔托夫(Orthro-SUV)五种骨外固定器治疗胫腓骨不稳定性骨折的力学稳定性差异。(2)比较标准测量(Standard measurement)和椭圆拟合测量法(fit ellipse measurement)对Stewart平台骨折复位精确度的影响。(3)探讨利用椭圆拟合三维测量的方法指导泰勒架闭合复位胫骨干骨折的临床可行性,以期为微创复位提供理论基础。方法:(1)将15根30cm硬质聚氯乙烯管(UPVC)于中下1/3处制造断裂以模仿胫腓骨骨折模型。所有模型分为5组并按照临床常规治疗方法予以五种骨外固定器妥善固定。在生物力学试验机及有限元分析中先后进行轴向压缩、扭转、弯曲实验。测定各工况下整体结构刚度,分析力学实验与仿真实验相关性。(2)将15根胫骨骨骼模型随机制造断裂以模仿胫骨简单骨折模型,利用Stewart平台(本研究中具备配套软件的新中泰勒骨外固定器)对骨折模型进行固定。模型拍摄正侧位X平片并导入软件(为排除软件测量偏倚本研究选择Trauma CAD,Coreldraw和word结合游标卡尺三种软件)采取标准测量和椭圆拟合测量两种策略描述骨折残留移位。将相关移位参数输入新中软件,软件给出复位处方,按照此处方以先伸长后缩短的原则依次调节六个连接杆。操作完毕后再次拍摄胫骨全长正侧位X光片评估残留移位。(3)本研究纳入两名闭合性胫腓骨骨折患者,术中利用手法复位将患者骨折断端初步复位,泰勒外固定支架固定骨折断端,术中拍摄标准正侧位X光片后采取椭圆拟合的方法进行骨折断端-外固定架复合体移位描述,将相关参数导入泰勒架配套软件得出初次复位处方。手术后进行下肢CT扫描,利用三维测量的方法进行精确移位参数测量,再次利用泰勒架配套软件得出最终复位处方,调整完毕。结果:(1)本研究中轴向刚度、扭转刚度和弯曲刚度均为单臂混合式环形(泰勒、伊氏架和奥尔托夫骨外固定器)。(2)标准测量和椭圆拟合测量法对所有骨折模型进行测量并复位后,正位片中偏移角度改善度为61.55%,71.70%;位移改善度为77.19%,79.22%;侧位片中偏移角度改善度为52.82%,56.20%;位移改善度为60.85%,79.11%。短缩或分离位移改善度为63.43%,73.43%。(3)两名胫腓骨骨折患者,1名患者为左侧胫腓骨骨折,1名患者为右侧胫腓骨骨折,两名患者均为螺旋型简单骨折,安装外固定支架后初始移位参数:正位片侧方移位分别为4.26mm,4.06mm和侧方偏转13.5°和4.22°,侧位片前后移位3.42mm,4.28mm和前后偏转角度为3.65°,2.57°;轴向移位为2mm,2.16mm。首次复位后移位参数:正位片侧方移位分别为0.34mm,1.26mm;侧方偏转4.84°和2.42°;侧位片前后移位0.25mm和0.52mm;前后偏转角度为0.81°,1.08°;轴向移位为0.37mm,0.51mm。结论:(1)实体力学及仿真实验具有极高一致,胫腓骨骨折早期固定中,UF、HF、IF、TF和Ortho-SUV均可提供较好稳定性。(2)椭圆拟合测量法对长骨骨折移位程度更为准确,对提高Stewart平台骨折复位精确度更有优势。(3)椭圆拟合结合三维测量能够指导泰勒架进行精确闭合复位胫骨干骨折,值得临床广泛推广。
【关键词】：胫腓骨骨折 骨外固定器 生物力学 有限元仿真 椭圆拟合测量法
【学位授予单位】：天津医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R687.3
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-10
• 缩略语/符号说明10-11
• 前言11-14
• 研究现状、成果11
• 研究目的、方法11-14
• 一、生物力学分析五种骨外固定器治疗胫腓骨骨折的差异14-24
• 1.1 材料与方法15-19
• 1.1.1 实验仪器15
• 1.1.2 实体力学实验15-16
• 1.1.3 仿真实验16-19
• 1.2 统计学分析19
• 1.3 结果19-20
• 1.3.1 装配体稳定性力学与仿真结果一致性分析19
• 1.3.2 装配体各方向弯曲刚度仿真分析19-20
• 1.4 讨论20-24
• 1.4.1 力学与仿真实验一致性评估20-21
• 1.4.2 五种骨外固定器的刚度评估21-22
• 1.4.3 各角度下五种骨外固定器仿真刚度评估22
• 1.4.4 小结22-24
• 二、两种测量方法对泰勒外固定架行骨折复位精确度的影响24-35
• 2.1 材料与方法25-28
• 2.1.1 实验装置和软件25
• 2.1.2 实验步骤25-28
• 2.2 统计学方法28
• 2.3 结果28-31
• 2.3.1 Trauma CAD，，CorelDraw和Word三种软件测量误差28-29
• 2.3.2 复位改善程度比较29-31
• 2.4 讨论31-34
• 2.5 小结34-35
• 三、椭圆拟合结合三维测量指导泰勒架闭合复位胫骨干骨折35-43
• 3.1 实验装置和软件35-36
• 3.2 实验方法36-38
• 3.2.1 手法复位并初次X-ray摄影36
• 3.2.2 利用Taylor配套软件行初次复位36-37
• 3.2.3 患者拍摄CT37-38
• 3.3 结果38-40
• 3.3.1 患者基本情况38
• 3.3.2 治疗过程影像资料展示38-40
• 3.4 讨论40-42
• 3.5 小结42-43
• 参考文献43-49
• 发表论文和参加科研情况说明49-50
• 综述 开放性胫腓骨骨折治疗策略进展50-65
• 综述参考文献60-65
• 致谢65-66
• 个人简历66

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