夹板对桡骨远端Frykman Ⅷ型骨折尺侧柱干预的临床研究及有限元分析

摘要

研究背景：
　　夹板弹性固定技术治疗桡骨远端骨折简便廉，是中医学的闪光部分，用其治疗桡骨远端骨折效果满意，然而令人遗憾的是，它一直停留在“经验”状，缺乏科学的发掘和整理，其特色和优势也没有得到系统的诠释和阐明。目前在桡骨远端骨折的治疗中，内固定手术治疗的比例逐年增高，其过度的使用会增加了患者的身体创伤、经济和精神负担，同时夹板使用比例急剧压缩，不知不觉中有被淹没及失传的趋势。基于以上现状，我们急需用现代手段整理、挖掘和提高这一传统技术，并予以继承和创新，这是广大中医骨伤医务工作者的当务之急！
　　文献中报道约有50％-70％的桡骨远端骨折伴有尺骨茎突骨折，1967年Frykman提出桡骨远端Frykman分型，其中FrykmanⅧ型骨折特点是骨折波及桡腕关节和下尺桡关节(distal radioulnar joint，DRUJ)，同时合并尺骨茎突骨折，该型骨折的发生比例有逐年升高的趋势。由于尺骨茎突骨折骨块较小固定困难，而且是否需要手术干预目前也存在争议，临床医生选择切开复位内固定治疗FrykmanⅧ型骨折时多仅行桡骨远端骨折切开复位内固定，尺骨茎突骨折不予固定，术后依然按照AO指导原则鼓励患者早期行功能锻炼，这会导致尺侧柱的损伤在恢复过程中既没有得到保护，在做功能锻炼时还有可能造成损伤程度的加重。相关文献也报道，有、无尺侧结构损伤的同型桡骨远端骨折在仅行桡骨远端骨折内固定术后腕关节功能有明显差异，前者腕关节功能较差，且出现尺侧柱并发症机率较大。我们通过临床观察发现手法复位夹板固定治疗桡骨远端FrykmanⅧ型非关节内粉碎骨折的效果还是比较满意的，与该型骨折仅行桡骨远端内固定手术相比，腕关节功能恢复更好，尺侧柱出现并发症的比例更小。我们认为这可能与夹板作为弹性固定在治疗周期中视腕关节为一个整体，能够提供DRUJ和腕部尺侧结构的相对稳定性有关，并认为有必要设计相关临床对照研究进行分析。
　　另外，我们拟采用有限元分析方法从生物力学角度对以上假说做进一步验证。有限元分析法的主要特点是通过微机建立相应关节的仿真模型，在设定的特殊工况下进行模拟分析，能得到客观实体实验难以得到的研究结果。桡骨远端FrykmanⅧ型骨折的特点之一是伴有尺骨茎突骨折，附着在尺骨茎突上的韧带和结构对维持DRUJ的稳定性起着重要作用，尺骨茎突发生骨折后这些韧带结构的正常张力将受到影响，且尺骨茎突基底部骨折时受累的韧带结构更多。考虑到以上原因，我们将建立并验证正常的腕关节有限元模型，并延伸建立出有、无夹板固定的尺骨茎突Ⅰ型和Ⅱ型骨折模型，分析夹板固定对尺骨茎突骨折后DRUJ和腕部尺侧结构稳定性的影响，相关有限元分析目前暂无报道。
　　传统夹板尺侧板的放置方法是远端平腕关节，在有限元研究中除依据传统夹板位置装配模型外，我们拟使用有限元软件将尺侧夹板远端延长至第五掌骨基底部，分析与传统夹板相比，尺侧板延长后能否给DRUJ提供更大的稳定性，以期给临床中治疗桡骨远端FrykmanⅧ型骨折传统夹板的改良提供参考。
　　目的：
　　1、针对桡骨远端FrykmanⅧ型非关节内粉碎骨折的患者群设计临床非随机对照研究，对比手法整复夹板外固定治疗与仅行桡骨远端内固定治疗的近期疗效和尺侧柱并发症情况，探讨夹板固定治疗对该类骨折尺侧柱损伤的恢复有无积极作用。
　　2、通过有限元分析法，从生物力学角度探讨夹板固定对尺骨茎突骨折后尺侧柱干预的作用机理，验证夹板作为弹性固定能够提供DRUJ和腕部尺侧结构的相对稳定性的假说。
　　3、通过有限元分析法，分析延长尺侧夹板远端长度后能否给DRUJ提供更大的稳定性，给临床治疗桡骨远端FrykmanⅧ型骨折夹板的改良提供参考。
　　方法：
　　1、夹板对桡骨远端FrykmanⅧ型骨折尺侧柱干预的临床研究
　　采用非随机对照设计临床研究，选择桡骨远端FrykmanⅧ型非关节内粉碎骨折患者为试验对象，经手法整复夹板固定治疗后的纳入试验组，经仅行桡骨远端钢板固定治疗后的纳入对照组，进行1∶1匹配，匹配要求:性别相同、年龄相近、尺骨茎突骨折类型、治疗后首次复查X线片桡骨远端的解剖学评分等级一致，根据样本量测算公式结果，共完成匹配及随访观察34对(68例)，其中合并尺骨茎突Ⅰ型骨折18对，Ⅱ型骨折16对。随访至12周，记录尺侧柱并发症发生情况，通过Bunger提出的桡骨远端骨折复位解剖学评分标准进行影像学评估，通过Gartland-Werley腕关节评分系统、测定腕关节主动活动度、测定手握力及捏力评价腕关节功能，比较两组间差异。
　　2、夹板对尺骨茎突骨折干预的有限元研究
　　基于一健康志愿者的前臂及手部CT图像建立正常腕关节三维有限元基础模型，调试后通过轴向加载100N应力得出桡骨远端的应力分布云图，与文献中尸体实验数据对比来验证模型的有效性。以此为基础延伸建立出有、无夹板固定的尺骨茎突Ⅰ型和Ⅱ型骨折的四种腕关节有限元模型，分析各模型在轴向压缩、横向拉伸、旋前和旋后四种工况下，DRUJ的应力分布及相对位移变化、尺骨茎突骨折端位移变化情况。
　　通过有限元软件将有夹板固定骨折模型中的尺侧板延长至第五掌骨基底水平，分析是否可以给DRUJ提供更大的稳定性。
　　结果：
　　1、夹板对桡骨远端FrykmanⅧ型骨折尺侧柱干预的临床研究
　　随访周期至治疗后12周，所有患者桡骨远端骨折均愈合良好。试验组出现尺骨茎突不愈合、DRUJ脱位、旋转时DRUJ弹响、腕关节旋转及尺偏时尺骨茎突区域疼痛等尺侧柱并发症患者（同一患者多种计为1例）9例(26.5％)，对照组24例(70.6％)，差异有显著统计学意义(P=0.000)。末次随访时通过Bunger提出的桡骨远端骨折复位解剖学评分标准进行评估，试验组优3例，良24例，可4例，差3例，优良率79.4％;对照组优7例，良26例，可1例，差0例，优良率97.1％，差异有统计学意义（Z=-2.354，P=0.019）。末次随访时Gartland-Werley腕关节评分:试验组优12例，良19例，可2例，差1例，优良率91.2％;对照组优7例，良15例，可9例，差3例，优良率64.7％，差异有统计学意义（Z=-2.330，P=0.020）。试验组腕关节屈伸活动度占健侧百分比:81.7％±7.5％，对照组:83.1％±7.4％，差异无统计学意义（P=0.453）;试验组腕关节桡尺偏活动度、旋前及旋后活动度分别为健侧的81.4％±6.8％、80.3％±10.2％，对照组分别为76.8％±8.0％、71.4％±8.5％，差异均有统计学意义（P=0.013、P=0.000）。试验组手握力为健侧的73.5％±7.1％，对照组为72.0％±7.4％，差异无统计学意义(P=0.400);试验组手捏力为健侧的73.1％±6.5％，对照组为69.8％±6.4％，差异有统计学意义（P=0.036）。
　　2、夹板对尺骨茎突骨折干预的有限元研究
　　建立并验证了正常腕关节的三维有限元模型，以此为基础延伸建立出实验所需另外四种模型。本研究显示在横向拉伸、旋前及旋后工况下，夹板干预后Ⅰ型骨折模型尺月韧带、尺三角韧带、掌背侧尺桡韧带应力值均变小。在旋前及旋后工况中，尺骨茎突Ⅰ型及Ⅱ型骨折模型DRUJ的相对位移值均大于正常腕关节模型，其中Ⅰ型骨折模型小于Ⅱ型骨折模型，夹板干预后两种骨折模型位移值均明显减小。在横向拉伸、旋前及旋后工况中，尺骨茎突Ⅰ型模型尺骨茎突骨折端位移值小于Ⅱ型骨折模型，夹板干预后两种骨折模型位移值均明显减小。余工况下以上相应数值差异不显著或无实际临床意义。我们使用软件处理将尺骨茎突Ⅰ型和Ⅱ型骨折夹板固定模型中尺侧板远端分别延长至第五掌骨基底部后，DRUJ在旋转工况下相对位移变化值均进一步减小。
　　结论：
　　1、临床研究
　　对于桡骨远端FrykmanⅧ型非关节内粉碎骨折，手法复位、夹板固定在桡骨远端解剖学评分方面虽不及单纯桡骨远端内固定，但在治疗12周时获得了更满意的腕关节功能，尤其是腕关节桡尺偏活动度、旋前及旋后活动度范围优于后者，且因尺侧柱损伤引起的相关并发症发生率低于后者。
　　2、有限元研究
　　通过有限元分析研究显示，尺骨茎突骨折后DRUJ稳定性变差，其中发生Ⅱ型骨折时更为明显，夹板对尺骨茎突骨折的腕关节有限元模型干预后，能够增加DRUJ和腕部尺侧结构的相对稳定性。与传统夹板相比，尺侧板延长后能给下尺桡关节提供更大的稳定性，这可以给临床中治疗桡骨远端FrykmanⅧ型骨折夹板的改良提供参考。

目录

声明

摘要

缩略语

文献综述一 夹板固定治疗骨折的研究进展

1 夹板固定治疗骨折技术的起源及发展

1．1夹板固定治疗骨折的起源

1．2近代夹板固定技术的运用和理论发展

1．3西医手术技术对传统夹板使用的冲击

1．4近年夹板固定技术的发展

2夹板治疗骨折的力学原理和特点

2．1夹板治疗骨折的力学原理

2．2夹板治疗骨折能体现“筋骨并重”

2．3夹板治疗骨折能体现“动静结合”

2．4夹板固定相对于其它固定方式的优势

3夹板治疗骨折的相关力学研究报道

4研究夹板治疗骨折力学机理的新途径—有限元分析

4．1有限元分析法的特点

4．2有限元分析法在骨科研究中的应用

4．3夹板治疗骨折的有限元研究进展

4．4夹板治疗骨折有限元研究中有关软组织的问题

文献综述二 对桡骨远端骨折合并的尺骨茎突骨折的认识及治疗进展

1尺骨茎突部位的解剖结构分析

1．1尺骨茎突的解剖学特点

1．2三角纤维软骨复合体的特点与功能

2尺骨茎突骨折的分型及发生机制

3西医对尺骨茎突骨折的治疗

3．1认为尺骨茎突骨折不需要手术处理的观点

3．2主张尺骨茎突基底部骨折需要手术固定的观点

3．3有关尺骨茎突骨折内固定手术的方法

3．4尺骨茎突骨折是否需要固定取决年龄因素

4中医对尺骨茎突骨折的治疗

5合并尺骨茎突骨折对桡骨远端骨折术后功能影响的Meta分析

6总结及展望

临床研究

前言

夹板对桡骨远端FrykmanⅧ型骨折尺侧柱干预的临床研究

研究方案

研究结果

讨论

结论

参考文献

附表

有限元研究

前言

夹板对尺骨茎突骨折干预的有限元研究

实验材料与方法

典型实验结果

讨论

结论

参考文献

创新点

致谢

个人简历