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第一章髋臼后壁的数字解剖学测量目的对髋臼后壁进行数字解剖学测量,指导解剖型组合式髋臼后壁接骨板的螺钉、钢板形态设计,为后壁后柱置钉提供数据参考。方法收集我院100例正常成人骨盆CT数据,男、女各50例。将扫描数据以Dicom格式导入至Mimics 20.0软件中重建骨盆三维模型。将髋臼后壁分为累及臼顶的高位后上壁区与未累及臼顶的低位髋臼后壁区,并将髋臼后上壁区切割得到断面M,D,E和N;将低位髋臼后壁区切割形成断面F,G,H,I和J。在断面上测量如下指标:(1)进钉角度;(2)进钉长度;(3)后壁厚度;(4)后壁弧长与弧度;(5)后柱壁宽Y、髋臼宽X与髋臼窝宽度百分比(X/Y×100%)。结果(1)在后上壁区,距臼缘5 mm的点M1、D1 E1、N1中,男性的螺钉最大安全进钉角度分别为 79.26±4.53°、70.95±3.61°、58.34±3.49°、53.04±4.83°;女性分别为 83.46±4.03°、69.95±3.62°、60.48±4.18°、56.38±4.64°。在点M1、D1、E1、N1,男性的螺钉长度波动于(40.65±2.74~46.56±2.42)mm,厚度波动于(4.63±0.78~8.26±1.93)mm;女性的分别波动于(36.18±2.41~41.18±2.22)mm、(4.63±1.00~8.69±1.31)mm。(2)在低位髋臼后壁区,距臼缘5 mm的进钉点中,男性最大安全进钉角度波动于(49.41±3.78~76.02±2.31)°,女性的波动于(53.82±5.12~76.10±2.81)°,10 mm 处男女分别波动于(59.66±3.95~82.15±3.36)°、(62.81±3.23~82.15±3.14)°,20 mm 处分别为(77.35±3.12~95.68±3.20)°、(79.07±3.67~96.22±2.22)°,30 mm 处分别为(88.12±4.25~109.10±3.40)°、(92.25±3.95~109.30±2.94)°。在断面F中,男性F1~F4各进钉点螺钉长度波动于(40.94±3.74~62.22±8.61)mm,女性波动于(35.88±3.76~54.40±8.14)mm;在断面G中,男性波动于(36.99±2.98~43.41±8.54)mm,女性波动于(32.31±3.14~36.04±8.74)mm;在断面H 中,男性波动于(33.93±4.08~36.52±2.80)mm,女性波动于(27.44±4.64~32.01±2.46)mm;在断面I中,男性波动于(33.37±2.98~36.04±2.21)mm,女性波动于(28.57±3.93~32.17±2.63)mm;在断面J中,男性波动于(39.17±4.08~49.32±5.52)mm,女性波动于(36.33±4.06~45.07±6.59)mm。断面F、G、H与I中,在距臼缘5mm的进钉点中,男性髋臼后壁厚度波动于(4.32±0.70~6.04±1.01)mm,女性的波动于(4.27±0.91~5.99±1.16)mm,10 mm处男女分别波动于(5.54±1.01~8.16±1.10)mm、(6.44±1.17~8.18±1.39)mm,20 mm 处分别为(16.01±1.50~21.90±2.26)mm、(16.96±1.78~20.03±1.86)mm,30 mm处分别为(25.57±4.77~51.05±6.64)mm、(15.71±2.95~30.92±6.10)mm。断面J上髋臼宽较小,各进钉点所测后壁厚度与其他断面的相差较大。(3)男性后上壁弧长与弧度分别为:(27.38±2.19)mm、(0.84±0.11)rad;后中壁分别为:(24.87±1.31)mm、(0.71±0.12)rad;后下壁弧度为(0.64±0.11)rad。女性后上壁弧长与弧度分别为(24.64±3.26)mm、(0.79±0.09)rad;后中壁分别为:(21.93±1.51)mm、(0.65±0.08)rad;后下壁弧度为(0.69±0.08)rad。男性的弧长弧度与女性比较均存在明显差异(P<0.05)。(4)男性髋臼窝宽度百分比从断层F至J分别为:62.31%、73.98%、72.68%、63.04%与 42.71%;女性分别为 61.42%、72.18%、71.24%、64.18%、45.27%。结论在后上壁区,距臼缘5 mm的点M1、D1、E1、N1中,男女的螺钉最大安全进钉角度分别不应超过80°、70°、60°与50°,男性进钉长度不应超过40 mm,女性进钉长度不应超过35 mm,男性与女性垂直后壁进钉长度均不应超过4.5 mm。在低位髋臼后壁区,从断面F至J中,随着点位距髋臼外缘距离的增加,螺钉最大安全进钉角度逐渐增大。男性与女性距臼缘5 mm进钉角度应小于50°,距臼缘10 mm应小于60°,20 mm处应小于80°,30 mm处应小于90°。男性断面F至断面J中,各断面进钉长度应分别小于40mm、35 mm、30mm、30 mm 与 40 mm;女性应分别小于 35 mm、30 mm、25 mm、25 mm 与 35 mm。断面F、G、H与I中,随着进钉点远离臼缘,后壁厚度逐渐增大。男性与女性距臼缘5 mm垂直后壁进钉长度应小于4mm,距臼缘10mm应分别小于5mm、6 mm,20mm处应小于16 mm,30 mm处应分别小于25 mm,15 mm。髋臼后缘呈类圆形,后壁上中下的各个部分弧度不同,且男女性别间也存在明显差异。髋臼窝宽度百分比以髋臼后柱靠中间断面G与断面H最大,向远近端逐渐减小。在断面G与断面H,髋臼窝宽度百分比达到70%~75%,断面F与断面I达到60%~65%,最远端断面J为40%~45%。第二章后上型后壁骨折解剖型组合式接骨板内固定的有限元分析目的通过有限元分析研究,探讨解剖型组合式接骨板固定后上型后壁骨折的力学稳定性。方法选择一名健康成年男性志愿者骨盆CT图像。利用Mimics 20.0软件、ANSYS 12.0-ICEM软件、Hypermesh 14.0软件和Abaqus 6.14软件建立骨盆三维有限元模型并进行有效性验证。建立髋臼后上型后壁骨折模型,建立四组内固定模型:单纯2枚螺钉(TS组),2枚螺钉+重建接骨板(TSRP组),微型钢板+重建接骨板(MPRP组),解剖型后上型后壁组合式接骨板(APSCP组),模拟骨盆站位,比较各组内固定模型与骨折模型(FM组)和正常骨盆模型(NPM组)的整体刚度、骨折线处位移与位移差、骨折块皮质骨应力分布以及髂骨应力分布,并分析四组内固定物的应力分布情况。结果各模型整体刚度由大到小依次为:NPM组>APSCP组>MPRP组>TSRP组>TS组>FM组。APSCP组与NPM组各节点位移、位移差比较重合度最高,TSRP组与MPRP组次之,TS组、FM组与NPM组比较偏离较大。骨折块皮质骨上方应力路径各节点平均应力值:NPM组>TSRP组>APSCP组>MPRP组>TS组>FM组。正常模型中,髂骨上应力最大值主要集中在髋臼后缘以及坐骨大切迹处。当骨折发生后,应力最大值发生在髋臼后方骨折线处。骨折经过内固定后,髋臼后缘处的应力有所增高,而髋臼后方骨折线处的应力随之降低。TS组应力最大值在螺钉与皮质骨接触处,螺钉的中间部分在松质骨骨折线处应力较大。TSRP组中重建接骨板位于骨折块上方部分的应力较大,钢板外侧两枚螺钉的应力分布较TS组更为均衡。MPRP组与APSCP组中重建接骨板应力分布较TSRP组均衡。MPRP组微型钢板在跨骨折线处出现较大的应力,APSCP组解剖型微型钢板上应力分布均匀。结论单纯2枚螺钉内固定方式在治疗髋臼后上型后壁骨折中缺乏可靠的固定效果。2枚螺钉+重建接骨板内固定、微型钢板+重建接骨板内固定以及解剖型组合式接骨板内固定方式均具有良好的生物力学稳定性,其中解剖型组合式接骨板内固定中,骨折部位的力学传递特点最符合生理状态,其用于固定累及臼顶的后上型后壁骨折安全可靠。