计算机辅助骨科手术系统在股骨远端骨折内固定中应用的实验研究

摘要

本研究分为二部分。 第一部分：股骨髁形态观察和几何参数的测量 目的：对股骨髁进行形态学观察和测量，掌握股骨髁的形态特征，用于指导股骨远端手术中的定位判断。 方法：将90侧下肢防腐标本经物理、化学方法去除软组织做成干燥下肢骨骼标本，有86侧可用于观察、测量。对股骨髁形态进行大体观察。测量股骨外髁前后径(X1)、髁膑面前切迹深(X2)、髁膑面切迹前后径(X3)、髁间窝深(X4)、外髁高(X5)、髁膑面下切迹深(X6)，计算股骨髁膑面前切迹深指数(X2/X1)、股骨髁间窝深指数(x4/X1)、股骨髁膑面下切迹深指数(X6/X5)。对数据进行统计学处理。 结果：股骨髁形态不规则，各部分有一定特征。X1为57.5±4.7mm，X2为6.3±2.3 mm，X3为23.1±2.9mm，X4为28.1±3.O mm，X5为35.8±4.8 mm，X6为8.7±1.1 mm。X2/Xl为O．109±0.040(95％的参考范围0.032-O．199)，X6/X5为0.246±0.033(95％的参考范围0.198-O．323)，X4/X1为0.488±0.028(95％的参考范围0.43 1-O．549)。其中，X1与X2、X4正相关，相关性有统计学意义；X1与X2/X1、X4/X1不相关；X5与X6正相关，X5与X6/X5负相关，相关性有统计学意义。根据X2/Xl、X4/X1、X6/X5可以推断股骨髁问凹陷相对于股骨外髁的位置。 结论： 1、了解股骨髁的形态特点有利于指导股骨远端骨折的内固定定位定向操作； 2、股骨膑面前切迹深指数、股骨膑面下切迹深指数、髁问窝深指数为解剖学研究增加了新的内容，且可以用于推断股骨髁间凹陷相对于外髁的位置，从而指导股骨远端内固定手术中定位定向操作。 第二部分：计算机辅助骨科手术系统在股骨远端骨折内固定中应用的实验 目的：通过用标本模拟手术实验，探讨计算机辅助骨科手术系统在股骨远端骨折内固定手术中应用的方法和价值。 方法：90侧股骨标本，做成33B1、33C1型骨折模型各30侧，骨折复位克氏针临时固定，保留完整骨骼30侧。将90侧标本分别用氯丁胶、聚氨酯海绵粘贴包裹做成模拟有软组织覆盖的完整标本。每种模型标本的固定操作用抽签法随机决定用传统方法(传统组)或在CAOSS(Computer Assisted Orthopedic Surgery System，计算机辅助骨科手术系统)导航辅助下(导航组)进行；要求Bl型骨折模型行3枚松质骨螺钉固定，记录操作时间、错误钻孔数、钉道方向偏离角度、钉道间距、螺钉距骨面的距离；C1型骨折模型行DCS(Dynamic Condylar Screw，动力髁螺钉)及附加2枚松质骨螺钉固定，记录错误钻孔数、固定前后髁干角变化；完整股骨标本行DFN(Distal Femoral Nail，股骨远端髓内钉)固定，记录锁钉钻孔情况、锁钉失败情况。另外，所有在CAOSS导航辅助下的手术中记录较传统手术额外增加的时间，包括每次操作中机器布置连接时间、开机时间、每次透视时间；所有用导航虚拟探针测量了长度的钉道在术后再加用普通骨科测深尺测量和三角规测量，对三种测量方法进行比较。对数据进行统计学处理。 结果：CAOSS辅助下手术额外增加的时间：机器布置连接时间为363±26s，开机时间为434±4s，每次透视时间为110±28s。钉道测量方法：导航虚拟探针与普通骨科测深尺测量结果差异无统计学意义(P>0.05)，这两种测量结果与真实值(三角规测量值)的差异均有统计学意义(P<0.05)，其中在股骨髁部钉道的测量差值较大，分别为4.4±2.6mm、3.3±1.9mm。Bl型骨折固定中，导航组每枚螺钉固定操作时间短(导航组111±8s，传统组118s)、错误钻孔率低(导航组0％，传统组18.4％)、钉道偏离角度小(导航组1.3±0.6。，传统组8.5±4.4°)、3枚螺钉间距大，差异均有统计学意义(P<0.05)。C1型骨折固定中，导航组术后股骨髁干角变化小(导航组2.6±0.8。，传统组4.3±1.6°)、附加钉错误钻孔率低(导航组O％，传统组17.5％)，差异均有统计学意义(P<0.05)。DFN固定中，导航组锁钉失败率低(导航组0％，传统组11.8％)、髓内钉锁钉总时间及髓内钉钉头端锁钉时间少(导航组664±8s、340±8s，传统组703±27s、397±28s)，而钉尾端锁钉时间长(导航组324±5s，传统组305±9s)，差异均有统计学意义(P<0.05)。另外，在导航组操作中还可以感觉到切口定位准确、不用充分显露、不用过多牵拉切口周组织、定位操作方便。 结论： 1、CAOSS可以用于辅助股骨远端骨折内固定操作，并具有减少显露、准确定位的优点，能提高手术的有效性、安全性； 2、掌握股骨髁部形态特征更方便CAOSS辅助下股骨远端骨折内固定操作中的定位判断。

目录

论文说明：中英文缩略对照表

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摘要

前言

第一章股骨髁形态观察和几何参数的测量

1.1实验材料

1.2实验方法

1.3结果

1.4讨论

1.5结论

第二章计算机辅助骨科手术系统在股骨远端骨折内固定中应用的实验

2.1实验材料

2.2实验方法

2.3结果

2.4讨论

2.5结论

参考文献

图片

综述 计算机辅助骨科手术在创伤骨科的应用

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文及获得专利