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目的: 1.探究髋白上螺钉进钉点、方向,比较全程和半程置钉的安全范围差异。 2.利用有限元分析法比较髋臼上螺钉固定和其他微创固定Tile Cl型骨盆骨折的稳定性差异。 方法: 1.髋白上螺钉安全范围的影像学研究:收集男、女骨盆C T数据各50例,利用Mimics软件重建髋白上(髂前下棘至髂后上棘方向)骨通道三维模型。同一横断面上,通道前、后狭窄处中点连线方向即为螺钉方向,沿该方向每2.5mm为一层,逐层测量安全置钉的相关指标。在1/2髙度层面放置半程和全程中心虚拟螺钉,测量虚拟螺钉方向及进钉点与髂前下棘的位置关系。在水平面和矢状面上移动钉尖,测量虚拟螺钉的安全范围。 2.不同微创固定方式的生物力学有限元分析:我们将标准骨盆模型导入Geomagic Studio13软件建立有限元分析模型,首先转化为NURBS封闭曲面骨盆模型,以IGS格式文件保存后导入SolidWorks2016软件,然后人为制造累及耻骨联合和一侧骶孔的Tile Cl-3a2型骨折模型,同时构建出骶髂螺钉、INFIX内固定和C型钳、髋臼上及髂嵴前环外固定模型。将固定模型以IGS格式导入SolidWorks2016软件中,将不同微创固定方式与骨折模型进行装配。运用Hypermesh12.0软件将获得的装配体模型进行网格划分,然后以Inp格式文件保存后导入Abaqus6.14软件,分别对连接棒、螺钉及骨盆进行赋值,螺钉与骨质和连接棒之间设为绑定连接关系,作以下静力分析: (1)垂直方向静力分析:固定双侧髋臼窝,限制6个自由度的活动,分别在不同固定模型的骶1椎体上表面施加500N垂直向下载荷; (2)前后方向静力分析:约束双侧髂嵴后份,限制6个自由度的活动,分别在各模型的耻骨联合前表面施加500N水平向后载荷; (3)侧方静力分析:固定双侧髋臼窝,限制6个自由度的活动,分别在不同固定模型的左侧髂结节施加500N水平向右载荷。分析不同微创固定方式在三种载荷加载情况下骨折骨盆的von Mises应力分布和位移分布。 结果: 1.髋白上骨通道存在前、后两狭窄点,在不同层面其宽度不同,从下至上,“前狭窄”由窄变宽再变窄,“后狭窄”逐层增宽。虚拟螺钉通道中间层较宽,上下层较窄;全程钉长约130mm,中心通道宽度90%的男、女性分别大于7 m m和6 m m;半程钉长约70mm,中心通道宽度90%的男、女性分别大于11mm和9mm;进钉约50mm至前狭窄,100mm至后狭窄;螺钉向内侧和头侧倾斜,与矢状面的和横断面的夹角均约为30°,半程钉的安全倾角范围比全程钉大3?6°;97%的进钉点位于髂前下棘中心外侧,其中外下方占71%。 2.共构建13种微创方式固定TileCl型骨盆骨折的有限元分析模型。1号模型为S1+S2骶髂螺钉;2号和3号模型分别为置钉深度为5 c m和7 c m的INFIX;4号模型为骨盆C型钳;5?8号模型分别为置钉深度为5cm、7cm、10cm和13cm的单针髋白上前环外固定架;9?12号模型均为髋白上+髂前上棘双针前环外固定架,其中髋白上钉的置钉深度分别为5cm、7cm、10cm和13cm,髂前上棘钉的置钉深度为5cm;13号模型为髂前上棘双针前环外固定架,两钉深度均为5cm。有限元分析中:垂直方向静力分析时,1?13号模型最大位移分别为:0.061mm、0.797mm、0.541mm、0.364mm、0.813mm、0.772mm、0.743mm、0.727mm、0.740mm、0.703mm、0.682mm、0.676mm和0.808mm;前后方向静力分析时,1?13号模型最大位移分别为:0.725mm、0.381 m m、0.380mm、0.958mm、0.440mm、0.409mm、0.394mm、0.385mm、0.392mm、0.386mm、0.380mm、0.367mm和0.418 m m;侧方静力分析时,1?13号模型最大位移分别为:0.161mm、0.311mm、0.260mm、0.227mm、0.335mm、0.331mm、0.296mm、0.262mm、0.261mm、0.260mm、0.254mm、0.243mm和0.266 m m。 结论: 1.髋白上虚拟螺钉的进钉点主要位于髂前下棘中心外方,指向内侧和头侧,与矢状面和横断面的夹角均约30°,半程置钉比全程置钉更安全。 2.不稳定骨盆骨折临时固定时,可采用髋白上长钉联合髂嵴置钉的方式以增加对后环的稳定性。