肱骨远端骨折数字解剖、内植物有限元分析及临床应用

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目的:通过选择30例成人肱骨远端CT数据,建立60套肱骨远端数字模型,并通过mimics软件测量肱骨远端相关解剖学参数、内固定器械的有限元分析,进行内固定手术过程的手术模拟,为临床工作中肱骨远端骨折的手术治疗、内固定材料设计、改良提供依据。  方法:病例选自内蒙古医科大学第二附属医院影像科非肘关节疾患成人CT连续扫描数据30例,男性17例,女性13例。共60侧(肱骨大结节下缘至肱骨髁,年龄18—41岁,平均32岁),扫描条件:CT扫描(扫描参数为层厚0.625mm,电压120Kv,电流150mA,512×512矩阵),将所得数据以DICOM格式导入Mimics16.0软件,进行三维重建、建立三维模型数据库。重建后在模型上设计内固定手术方案并测量手术置钉参数(螺钉长度及内外髁部置钉角度,肱骨远端内外侧曲度等),测量后进行内固定手术模拟,并回顾性分析2种内固定方式的临床疗效。  结果:肱骨远端左右侧宽分别为(56.81±2.54)mm和(56.82±2.53)mm;肱骨外侧髁前后径分别为(27.53±1.39)mm和(27.54±1.39)mm;肱骨内侧髁曲度变化大于外侧髁;除S1外,肱骨内、外侧皮质骨厚度均随序数增大数逐渐变薄,内侧变化范围较大。髓腔宽度随序数增大逐渐变小;所有参数左右侧别间差异均无统计学意义;通过手术模拟、有限元分析得知置于肱骨后侧的钢板应力明显大于侧方钢板所受应力,更容易发生应力集中、断板、断钉;通过临床病例疗效分析得知肱骨远端骨折双钢板固定术后能够早期积极行功能锻炼,远期关节功能评分优于Y型钢板组。  结论:5.1本研究所建模型精度较高,几何相似性好,可以在模型上进行相关应用解剖学参数测量。5.2肱骨远端骨折2种内固定方式,根据内固定器材有限元分析结果能够为器械厂商内植物材料的设计、改进提供有价值的参考,一定程度上也能指导临床安全、有效的功能锻炼,防止折端移位,钢板断裂的发生。5.3计算机模拟手术过程可以直观地显示手术操作,为手术方案的制定、实施、术后效果的预测提供依据。
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