导向在截骨中的应用研究

摘要

目的：
　　本项目拟在数字医学研究的基础上探讨截骨导向器的设计，利用电脑图形图像处理、计算医学、现代临床解剖学和骨科学相结合进行跨学科、多学科交叉研究，设计一款可同时对电钻钻孔及骨刀截骨进行导向的辅助器械，通过在骨骼模型进行模拟操作来改进器械，并最终应用于临床，提高临床截骨的质量及效率，从而造福患者，提高医疗水平。
　　方法：
　　(1)截骨导向器的设计:按照导向器可同时进行电钻导向及骨刀导向的要求，结合临床经验，构思导向器的设计。将导向器的设计通过软件工程师采用CAD软件画出三维施工图纸，并进行电脑上模拟操作，修改至完善后，将CAD施工图纸发送至器械加工公司，生产出成型的截骨导向器。
　　(2)截骨导向器在模型上的应用:取股骨模型模拟人体股骨标本，外表加以覆盖泡沫的模拟股骨周围的软组织，于标本的股骨髁上的外侧将泡沫开一长3cm，宽1cm的槽模拟截骨时的手术切口。制作该类标本共60例，并分为三组，分别为无导向组20例，单纯电钻导向组20例和电钻、骨刀导向组20例。电钻采用直径为3.2mm的钻头，钻孔的数量为4个;截骨采用宽度为20mm、厚度为2mm的骨刀，使用骨刀的次数不限，以将股骨模具截断为止。
　　(3)截骨导向器的临床应用:自2010年1月至2013年8月将入住我科需进行截骨骨搬运治疗的胫骨感染性骨不连的患者随机分成无导向组13例，导向组13例。截骨的位置为胫骨结节下方，采用经电钻钻孔后再行骨刀截骨的方法，电钻采用直径为3.2mm的钻头，钻孔的数量为4个;截骨采用宽度为20mm的骨刀，使用骨刀的次数不限，直至截断为止。截骨后均采用Orthofix肢体重建外固定支架固定并进行骨搬运。无导向组为按常规徒手行电钻钻孔后，取骨刀截骨;导向组为在截骨导向器的导向下进行电钻钻孔及骨刀截骨。
　　(4)统计学处理结果以(x)±s表示，数据资料应用SPSS19.0版统计软件进行统计，采用的统计学方法有单因素ANOVA分析，独立样本T检验等，设定P＜0.05为差异有统计学意义。
　　内容：
　　(1)截骨导向器的设计:1、导向器的导向精确度:电钻导向时，各钻孔是否位于同一平面，及其偏差数值;骨刀导向时，是否使骨刀的骨道与电钻的钻孔平面重叠，及其偏差数值;2、导向器的力学测试，测试导向器可承受的力量，是否可满足临床的使用条件;3、导向器的使用便携性，测试导向器使用时是否简单好用。
　　(2)截骨导向器在模型上的应用:在模型应用中，分三组，分别为无导向组、单纯电钻导向组和电钻、骨刀导向组。各组进行截骨后，记录截骨的时间，钻孔的变异范围（分两侧观察:切口侧及对侧），骨刀切口的变异范围（分两侧观察:切口侧及对侧）以及电钻钻孔与骨刀切口的吻合率。
　　(3)截骨导向器在临床上的应用:在临床应用中，各组进行截骨术后，记录截骨的时间;术后进行随访，记录骨搬运的距离，骨搬运的骨愈合指数（为将每例病人的骨搬运距离（单位为cm）除以骨搬运段从开始骨搬运到完成骨矿化的时间（单位为月））。
　　结果：
　　1、设计的截骨导向器简单轻便，实际应用操作容易上手，电钻导向及骨刀导向均在同一平面，同时，导向器上设计了滑槽，通过滑槽的移动，可随意选择截骨的位置。
　　2、截骨导向器在模型上的应用研究中，无导向组的截骨时间为9.5±2.8分钟;电钻钻孔的变异范围:切口侧2.0±1.1 mm，对侧11.2±2.5 mm;骨刀切口的变异范围:切口侧4.5±1.1 mm，对侧11.7±3.5 mm;电钻钻孔与骨刀切口的吻合率为55％。单纯电钻导向组的截骨时间为6.3±1.2分钟;电钻钻孔的变异范围:切口侧0.0±0.0 mm，对侧0.0±0.0 mm;骨刀切口的变异范围:切口侧3.2±0.6 mm，对侧4.8±1.2 mm;电钻钻孔与骨刀切口的吻合率为80％。电钻、骨刀导向组的截骨时间为5.5±0.6分钟;电钻钻孔的变异范围:切口侧0.0±0.0mm，对侧0.0±0.0 mm;骨刀切口的变异范围:切口侧2.1±0.3 mm，对侧1.9±0.3 mm;电钻钻孔与骨刀切口的吻合率为100％。将三组的截骨时间、切口对侧（即非切口侧）电钻钻孔及骨刀切口的变异范围进行单因素ANOVA分析，组间比较P值均＜0.05，差异均有统计学意义。
　　3、截骨导向器在临床的应用研究中，无导向组的截骨时间为12.5±2.9分钟，骨搬运的距离为6.3±1.2cm，骨搬运的骨愈合指数为0.81±0.24;导向组的截骨时间为9.5±1.6分钟，骨搬运的距离为6.6±1.0cm，骨搬运的骨愈合指数为1.02±0.09。将两组的截骨时间及骨愈合指数进行独立样本T检验，P值均＜0.01，差异均有统计学意义。
　　结论：
　　使用电钻钻孔骨刀截骨法进行截骨时，徒手操作需反复定位确定电钻钻孔的位置、方向以及骨刀截骨的位置和方向，将浪费较多时间;同时，徒手操作无法将电钻的钻孔与骨刀的骨道均位于同一平面，将增加截骨的难度及对截骨平面周围组织的损伤。在使用导向器进行导向时，电钻钻孔及骨刀截骨均在导向下操作，减少了徒手操作时反复定位的时间，从而可明显缩短手术时间;另外，截骨时电钻的钻孔与骨刀的骨刀位于同一平面，截骨更为容易，对周围组织的损伤更少，从而对截骨平面的髓内、髓外的血运破坏较少，骨搬运的骨愈合指数明显优于徒手操作的患者。因此，导向在截骨中应用具有重要的意义，值得临床推广应用。

目录

摘要

前言

参考文献

第一章 截骨导向器的设计

1、背景

2、截骨导向器的设计

3 使用操作

参考文献

第二章 导向在模型截骨中的应用研究

1 资料和方法

2 结果

3 讨论

参考文献

第三章 导向截骨在临床中应用的前瞻性研究

1 资料和方法

2 结果

3 讨论

参考文献

全文总结

综述

中英文缩略词对照表

攻读博士学位期间的主要科研成果

致谢

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