集约式骨外固定架治疗股骨骨折的有限元分析与临床应用研究

来源 :南昌大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kim_xt
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目的:1.利用有限元模型探究集约式外固定支架治疗股骨骨折的生物力学特性,为临床应用提供参考。2.评估集约式外固定支架的临床治疗效果。方法:1、通过CT扫描成年男性志愿者的股骨图像,将生成的图形以Dicom格式输入三维重建软件Mimics中,经处理后建立股骨皮质骨和松质骨结构的三维模型,导出并输入Ansys Workbench软件中,对各部分材料的定性生成股骨三维有限元模型,并验证模型的有效性;通过Ansys Workbench有限元软件完成集约式外固定支架在股骨的位移及应力分布情况的计算并进行分析,评估集约式外固定支架治疗股骨骨折的稳定性及其力学性能。2、回顾性分析南昌大学附属人民医院骨科2016年3月至2018年10月的17例采用集约式单臂多维外固定架进行治疗的骨折患者的病例资料。其中闭合性骨折12例,开放性骨折5例;肱骨骨折2例,尺桡骨骨折3例,股骨骨折2例,胫腓骨骨折8例,骨盆骨折APCⅡ型1例,髋关节后脱位伴髋臼后壁骨折1例,5例开放性骨折按Gustilo分型:Ⅱ型1例,ⅢA型3例,ⅢB型1例;12例闭合性骨折按Tscherne分级:1级3例,2级8例,3级1例。观察骨折愈合情况。术后对关节功能进行疗效评估。结果:1.通过有限元分析后,显示在施加600N轴向载荷时,在整个股骨骨折外固定架系统中,钢针受最大应力为222.1Mpa,外固定架系统受最大应力为466.3Mpa,钢针与股骨、外固定支架连接之处为最大等效应力点集中处,通过新型外固定支架系统的位移云图进行分析,可发现钢针发生变形,最大位移为2.33mm。2.17例均顺利完成集约式外固定架固定,5例开放性骨折一期清创闭合伤口,VSD覆盖,创面均愈合良好,3例因涉及关节面无法闭合复位,后期改行内固定治疗,3例复位丢失,通过无创调整均得到满意复位,2例钉道松动但整体外架未松,17例患者经过随访骨折均达临床愈合,无钉道感染发生。8例跨关节固定病例中1例发生膝关节僵硬,其余7例关节功能均良好。结论:1、生理载荷条件下,集约式外固定架具有较好的生物力学稳定性,固定安全可靠。2、集约式外固定支架作为一种新型外固定支架,适用于各种类型四肢骨折,值得临床创伤骨科广泛推广。
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