旋后-外旋型三踝骨折中“筋束骨”作用的生物力学基础与X线分析

摘要

随着计算机技术及生物力学软件的不断发展，三维有限元虚拟模型因其独特的优越性，越来越多的被应用到踝关节疾病的研究及临床治疗方案的制定当中。要想建立起更加真实的踝关节三维有限元模型，一方面要选择合适影像学基础资料，另一方面需要提供更加合适的生物力学参数。
　　本研究通过踝关节解剖测量获得了5人的弹性模量数据。通过对踝关节冠状面、矢状面及水平面的筋骨结构进行分析得出踝关节在冠状面及水平面都存在稳定的环形筋骨结构，所以踝关节在冠状面及水平面表现为较强的稳定性，但在矢状面无韧带束缚，发挥了很好的灵活性。稳定性及灵活性互相配合，才能发挥良好的踝关节功能。
　　切开复位内固定相对于外固定而言在骨折块解剖复位方面存在绝对的优势，但是踝关节功能的恢复不仅仅是骨折的解剖复位，更重要的是冠状面及水平面整体结构的恢复。切开复位内固定会加重软组织损伤，不利于踝关节软组织的恢复，另外切开复位内固定术后，骨折块虽然已经牢固固定、良好复位，但是韧带的损伤并没有解决。外固定在骨折块解剖复位方面逊色于内固定，但是较好的保护了软组织，较长时间的踝关节制动也有利于踝关节韧带的修复，韧带的良好修复一定程度上可以代偿骨块的复位不良。中西医结合手法复位外固定架治疗三踝骨折融合了内固定及外固定的优势，即能维持骨折块比较好的对位，又实现了踝关节的制动给韧带修复提供了条件，另外外固定架可以从整体上对踝关节骨骼与韧带之间的平衡进行调节，有利于踝关节整体功能的恢复。
　　1、踝关节韧带的生物力学参数测量实验
　　1.1实验目的
　　①对踝关节韧带解剖参数及弹性模量进行测量，获得初步的解剖参数及弹性模量测量数据。②与现有国外踝关节韧带解剖参数及弹性模量进行对比，观察它们之间的异同。③为三维有限元模型的建立提供更加可靠的踝关节韧带解剖参数及弹性模量数据。④结合解剖结构分析踝关节的筋骨结构特点。
　　1.2实验材料和方法
　　成人新鲜完整踝关节标本5具（北京市解剖协会提供），肉眼观察无外伤及畸形，-20℃冰箱内保存。通过解剖及生物力学测量获得踝关节韧带的解剖参数及韧带的弹性模量。
　　1.3实验结果
　　通过测量获得了5人踝关节韧带的尺寸及弹性模量参数，为建立国人踝关节三维有限元模型提供了有力的参考依据。踝关节在冠状面及水平面筋骨结构的完整性提供了踝关节良好的稳定性，并且冠状面及水平面的稳定性是其在矢状面发挥良好灵活性的基础。
　　2、旋后—外旋型三踝骨折X线参数的测量
　　2.1研究目的
　　①通过对旋后-外旋型三踝骨折X线片进行测量分析，总结旋后-外旋型三踝骨折的X线片特点。②计算旋后-外旋型三踝骨折的X线片参数平均值。③结合“筋束骨”理论进行分析，对旋后-外旋型三踝骨折的筋骨结构进行分析。
　　2.2研究方案
　　对2008年12月-2014年11月收集的旋后-外旋型三踝骨折病人28例以及检索我院放射科X线片资料库获得的2011年1月-2014年12月之间的旋后-外旋型三踝骨折患者13例的X线片进行提取并测量，运用统计学方法对数据进行分析，总结该型的X线片特点。
　　2.3研究结果
　　通过计算得出了旋后-外旋型三踝骨折X线片参数的平均值，结合统计学分析结果及“筋束骨”理论对距骨移位与内、外踝骨折块的移位关系进行了详细分析。旋后-外旋型三踝骨折中水平面与冠状面的稳定性筋骨结构均有破坏，充分了解骨折后筋骨结构的情况，是手法复位成功的关键。
　　3、旋后—外旋型三踝骨折内、外固定治疗X线片回顾性分析
　　3.1研究目的
　　通过临床对照分析，评价手法复位结合外固定架治疗旋后-外旋型三踝骨折的效果。结合踝关节解剖及韧带生物力学特点及旋后-外旋型的X线片参数特点以及“筋束骨”理论对外固定治疗旋后-外旋型三踝骨折方案进行分析，并为该方案的改进提供参考意见。
　　3.2研究方案
　　对2008年12月-2014年7月我们分别收集到的手法复位外固定架治疗患者及常规内固定治疗的旋后-外旋型三踝骨折患者28例、27例，对其治疗前后X线片的距骨倾斜角度进行测量，对术后功能运用AOFAS评分表进行评分，将两组数据运用统计学方法进行处理，结合踝关节解剖及韧带生物力学特点以及该分型的X线片特点对统计结果进行分析，评价手法复位外固定疗法治疗旋后—外旋型三踝骨折的效果，并为该方案的改进提供参考意见。
　　3.3研究结论
　　传统手法复位配合外固定架治疗旋后-外旋型三踝骨折在踝关节功能评分及距骨倾斜角度评价方面与内固定没有差异，在术后主观症状及体征评分方面优于内固定治疗。外固定更有利于踝关节损伤韧带的修复。
　　4、总结
　　通过测量获得了5人的踝关节韧带的尺寸及弹性模量参数，为建立国人踝关节三维有限元模型提供了有力的参考依据。通过X线片测量计算获得了旋后-外旋型三踝骨折的X线片参数平均值。通过踝关节解剖及X线片测量分析，阐述了“筋束骨”作用在正常踝关节的解剖特点以及在骨折时的损伤情况。通过外固定与内固定的对比分析得出，外固定在软组织保护、韧带修复及调整距骨位置方面更具有优势。

目录

声明

摘要

文献综述 三踝骨折的诊疗研究进展

1 三踝骨折的常用分型

1．1 Ashurst-Brommer分型

1．2 Danis-Weber分型及AO分型

1．3 Lauge-Hansen分型

1．4 三踝骨折的独立分型

2 足踝部三维有限元生物力学研究的兴起

3 三踝骨折的治疗

3．1 三踝骨折的保守治疗

3．2 三踝骨折的手术治疗

3．3 三踝骨折的外固定架治疗

4 讨论

4．1 踝关节三维有限元方法及存在问题

4．2 内、外固定治疗三踝骨折的优缺点

前言

第一部分 踝关节韧带的生物力学参数测量实验

1 实验目的

2 实验材料

3 实验设备

4 实验方法

4．1 踝关节解剖及内、外侧副韧带的测量

4．2 标本试样的制作及测量

4．3 标本试样的加载

4．4 材料弹性模量的计算方法

5 讨论

5．1 踝关节“筋束骨”结构解剖特点

5．2 测量国人踝关节生物力学参数的重要性

5．3 踝关节韧带的生物力学特点

第二部分 旋后—外旋型三踝骨折X线片参数的测量

1 研究目的

2 研究方案

3 临床资料及实施方案

3．1 X线片来源

3．2 X线片测量

3．3 统计分析

4 讨论

4．1 旋后-外旋型踝关节损伤过程分析

4．2 旋后-外旋型三踝骨折中“筋束骨”结构分析

4．3 “筋束骨”理论及X线片参数对手法复位的指导意义

4．4 X线片参数在踝关节生物力学研究中的应用价值

第三部分 旋后—外旋型三踝骨折内外固定治疗X线片回顾性分析

1 研究目的

2 研究方案

3 研究对象

3．1 病例资料

3．2 诊断、纳入及排除标准

4 治疗方法

4．1 试验组

4．2 对照组

4．3 术后护理及康复

5 疗效评定方法

6 数据统计分析

6．1 一般资料的对比

6．2 距骨倾斜角度的比较

6．3 手术前后主观评分比较

6．4 术后AO评分比较

7 讨论

7．1 外固定架治疗旋后-外旋型三踝骨折中“筋束骨”作用分析

7．2 内、外固定治疗三踝骨折的优缺点

7．3 结合三维有限元对旋后-外旋型三踝骨折分析并改进其治疗方法的可行性

参考文献

致谢

个人简历