骨盆前环解剖研究及前环损伤空心螺钉与重建钢板治疗的有限元分析

摘要

本文主要从以下三个部分展开论述：
　　第一部分耻骨联合分离经皮空心螺钉固定钉道参数的解剖学测量及其有限元研究
　　目的:
　　通过对骨盆前环及其毗邻组织的解剖学测量，同时利用Mimics软件对经皮空心螺钉固定耻骨联合分离的钉道参数进行研究，为经皮空心螺钉固定治疗耻骨联合分离提供解剖学依据。
　　方法:
　　取防腐正常成人骨盆标本20个，测量耻骨联合骨性标志的解剖参数，并测量精索（子宫圆韧带）与耻骨结节的间距，死亡冠与同侧耻骨结节的距离以及死亡冠在耻骨上支的投影。建立骨盆三维有限元模型，模拟耻骨联合分离的空心螺钉固定，利用软件测量进针点距耻骨结节外缘距离以及空心螺钉的进钉方向。
　　结果:
　　解剖学测量发现耻骨上支的最窄径9.137±1.189mm，两耻骨结节间距55.656±3.780mm，耻骨联合上部厚度10.510±0.814mm，耻骨联合上下距40.872±1.211mm，精索与耻骨结节间距4.408±0.314mm，子宫圆韧带与耻骨结节间距5.196±0.351mm。死亡冠与同侧耻骨结节的平均距离为44.5mm，死亡冠与其在耻骨上支投影点的平均距离为18.5mm。Mimics软件测量空心螺钉导针和水平面角度8.342±2.152°，导针和冠状面角度5.236±1.612°，进针点距耻骨结节外缘距离10.013±1.145mm。于尸体标本模拟平卧位经皮手术，术后影像学检查发现螺钉植入正确。
　　结论:
　　耻骨联合分离经皮空心螺钉固定钉道参数的解剖学及有限元研究结果，能够提高螺钉植入的准确性，减少并发症的发生。
　　第二部分:空心螺钉与重建钢板螺钉固定治疗耻骨联合分离的三维有限元分析
　　目的:
　　比较空心螺钉与重建钢板固定治疗耻骨联合分离的力学稳定性和生物相容性，为临床的内固定术式选择提供依据。
　　方法:
　　对耻骨联合分离患者的髋关节进行CT扫描，建立耻骨联合分离的三维有限元模型，在MIMICS软件中采用虚拟手术功能对耻骨联合进行复位，分别建立重建钢板螺钉内固定治疗耻骨联合分离模型与空心螺钉内固定治疗耻骨联合分离模型的模型，并于加载后进行非线性有限元分析，通过应力、应变云图等观察骨组织以及植入物的应力分布特点。
　　结果:
　　通过应力应变云图比较分析后发现，采用空心螺钉内固定相对于重建钢板螺钉内固定的应力分布更为均匀，无应力高度集中现象，重建钢板螺钉固定存在钉板接触部位应力集中的断钉及钉道松动可能，但两者的总体位移相似。
　　结论:
　　利用有限元方法分析耻骨联合分离两种内固定术式的生物力学稳定性，具有较高的可重复性和真实性，从术后的力学稳定性和相容性结合临床操作的微侵袭性，经皮空心螺钉比较能满足临床骨盆损伤微创治疗的需要。
　　第三部分空心螺钉固定与重建钢板螺钉固定治疗耻骨上支骨折的三维有限元分析
　　目的:
　　比较空心螺钉与重建钢板固定耻骨上支骨折的力学稳定性和生物相容性，为临床的耻骨上支骨折的微创治疗提供生物力学的依据。
　　方法:
　　对耻骨上支骨折的患者的髋关节进行CT扫描，建立耻骨上支骨折的三维有限元模型，在MIMICS软件中采用虚拟手术功能对耻骨上支进行复位，分别建立重建钢板螺钉内固定及空心螺钉内固定的模型，并于加载后进行非线性有限元分析，通过应力、应变云图等观察骨组织以及内置物应力分布特点。此外利用患者的CT扫描数据打印了3D骨盆模型，于术前模拟钢板螺钉的植入，进行钢板预塑形、螺钉方向预设计。
　　结果:
　　通过应力应变云图比较分析后发现，采用钢板内固定相对于空心螺钉内固定的应力分布均匀，总体位移小，空心螺钉固定存在一定程度的应力集中，但应力在可承受范围内。3D打印实现术前的钢板预塑形、螺钉方向预设计并在真实术中验证3D打印模型对于术前规划的价值。
　　结论:
　　利用有限元方法分析耻骨上支骨折的两种内固定术式的生物力学稳定性，具有较高的可重复性和真实性，钢板和空心螺钉固定均有很好的力学稳定性，经皮空心螺钉固定更适合临床骨盆损伤的微创治疗。本研究通过初步尝试3D打印技术，通过临床应用认为该技术对临床工作具有实际指导价值。

目录

声明

摘要

英文缩略词及符号说明

研究背景

第一部分 耻骨联合分离经皮空心螺钉固定钉道参数的解剖学测量及其有限元研究

1 引言

2 资料与方法

3 结果

4 讨论

5 结论

第二部分 空心螺钉固定与重建钢板螺钉固定治疗耻骨联合分离的三维有限元分析

1 引言

2 资料与方法

3 结果

4 讨论

5 结论

第三部分 空心螺钉固定与重建钢板螺钉固定治疗耻骨上支骨折的三维有限元分析

1 引言

2 资料与方法

3 结果

4 讨论

5 结论

骨盆前环损伤的研究进展

附图

参考文献

创新点和不足

致谢

攻读博士学位期间发表的论文

学位论文评阅及答辩情况表

PAPER ONE

PAPER TWO

PAPER THREE