發(fā)布時間：2020-10-15 08:17

　　 通過檢索多個數(shù)據(jù)庫,并對大量文獻(xiàn)進(jìn)行查閱對骨盆骨折、固定器械、3D打印技術(shù)及使用材料以及有限元分析進(jìn)行總結(jié)闡述,了解3D打印技術(shù)及有限元在骨盆骨折中的應(yīng)用的同時,為后續(xù)的研究工作提供理論依據(jù)。目的:通過3D打印技術(shù)建立不穩(wěn)定型骨盆骨折模型,模擬手術(shù)入路、預(yù)彎鋼板、螺釘使用數(shù)量、長度、置釘角度等。方法:志愿者,張某,性別:女,年齡:45歲,高處墜落傷,經(jīng)CT檢查證實(shí)骨盆無畸形等病變�；颊哌M(jìn)行CT檢查時,掃描的范圍為骨盆坐骨結(jié)節(jié)至骨盆的髂脊最高點(diǎn),掃描方向?yàn)轭^向足,將掃描的數(shù)據(jù)進(jìn)行薄層重建,建立Dicom格式的文件,最后將數(shù)據(jù)刻盤導(dǎo)出。將導(dǎo)出的數(shù)據(jù)利用Mimics軟件進(jìn)行模擬復(fù)位,虛擬復(fù)位順利,并模擬內(nèi)固定的放置位置及螺釘?shù)姆较?在計(jì)算機(jī)上對患者進(jìn)行術(shù)前模擬手術(shù),首先對患者骨盆骨折塊的復(fù)位方式、移動距離以及旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行仔細(xì)了解,在手術(shù)過程模擬骨折塊的復(fù)位,提前對鋼板提前進(jìn)行預(yù)彎,設(shè)定螺釘?shù)拇蛉虢嵌燃皵?shù)量,從而大大縮短手術(shù)時間,降低手術(shù)過程中產(chǎn)生的嚴(yán)重并發(fā)癥。結(jié)果:建立3D不穩(wěn)定型骨盆骨折模型,并模擬手術(shù)入路、預(yù)彎鋼板、對螺釘?shù)氖褂脭?shù)量、長度以及放置角度均進(jìn)行模擬。結(jié)論:本部分研究以醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)做為依據(jù),通過3D打印技術(shù)對不穩(wěn)定骨盆骨折手術(shù)進(jìn)行模擬,包括了解骨盆骨折類型,骨折偏離距離,并通過對3D骨盆骨折模型進(jìn)行手術(shù)模擬,確定手術(shù)入路、螺釘數(shù)量、長度、置釘角度等。目的:對已完成的3D不穩(wěn)定骨盆骨折修復(fù)模型進(jìn)行有限元網(wǎng)格分析,對骨盆以及內(nèi)固定器的材料屬性進(jìn)行設(shè)置,添加接觸對。在有限元分析軟件中設(shè)置載荷、約束、相互作用等條件,對采用鋼板修復(fù)后的不穩(wěn)定型骨折骨盆模型進(jìn)行有限元分析,得到修復(fù)后的骨盆的應(yīng)力、應(yīng)變分布情況與位移分布情況。方法:對已完成的3D的不穩(wěn)定骨盆骨折修復(fù)模型,進(jìn)行有限元網(wǎng)格分析,對骨盆以及內(nèi)固定器的材料屬性進(jìn)行設(shè)置,添加接觸對。在有限元分析軟件中設(shè)置載荷、約束、相互作用等條件,對鋼板修復(fù)后的不穩(wěn)定型骨折骨盆模型進(jìn)行有限元分析,得到修復(fù)后骨盆的應(yīng)力,應(yīng)變分布及骨盆的位移情況。結(jié)果:對骨盆模型施加500N垂直作用力,骨盆模型所表現(xiàn)的應(yīng)力分布并不對稱,所受應(yīng)力值為932.4MPa,骨盆模型最大應(yīng)變值為0.0342mm,骨盆模型發(fā)生位移為1.532mm。結(jié)論:通過對修復(fù)后的骨盆的有限元模型進(jìn)行分析,建立骨盆修復(fù)后的有限元模型。目的:采用普通鋼板內(nèi)固定方式對不穩(wěn)定型骨盆骨折患者進(jìn)行修復(fù),對比3D打印技術(shù)輔助下鋼板內(nèi)固定技術(shù)的療效。方法:回顧性分析2014年1月-2016年1月在我院骨科臨床進(jìn)行治療且符合研究要求的不穩(wěn)定型骨盆骨折患者30例,將30例患者按照治療方法隨機(jī)分為兩組,即普通方式固定組(A組)與3D方式固定組(B組),A組患者采用單純鋼板內(nèi)固定進(jìn)行治療,B組患者選擇3D打印技術(shù)聯(lián)合鋼板內(nèi)固定進(jìn)行骨盆修復(fù)。患者分別于術(shù)后第3個月、第6個月、第12個月于專家門診復(fù)查X線片,骨折達(dá)到骨性愈合后方可下地行走活動。對患者進(jìn)行1-3年隨訪,記錄患者的恢復(fù)情況以及并發(fā)癥發(fā)生情況。記錄兩組患者的手術(shù)過程中的各項(xiàng)指標(biāo)以及術(shù)后隨訪過程中患者的恢復(fù)指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)使用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件處理。結(jié)果:A組手術(shù)時間、出血量、切口長度、透視時間均顯著大于B組(P0.05)。A組患者M(jìn)ajeed評價優(yōu)良率顯著小于B組患者(P0.05)。兩組患者均獲得隨訪。A組患者骨折愈合時間、隨訪時間、自由活動時間均顯著大于B組(P0.05),而A組患者的Matta評價優(yōu)良率則顯著低于B組患者(P0.05)。兩組患者均未發(fā)生大血管或神經(jīng)損傷,術(shù)后未出現(xiàn)內(nèi)固定松動、松動或者斷裂的情況。A組患者有1發(fā)生術(shù)后切口感染,經(jīng)反復(fù)換藥后傷口愈合。B組則無患者發(fā)生創(chuàng)口感染。經(jīng)比較兩組患者發(fā)生并發(fā)癥概率不存在顯著性差異(p0.05)。結(jié)論:采用3D打印技術(shù)聯(lián)合鋼板內(nèi)固定對骨盆骨折患者進(jìn)行治療,所獲得的的效果優(yōu)于單獨(dú)使用鋼板內(nèi)固定的治療效果。手術(shù)操作時間、術(shù)中出血量明顯減少,值得在臨床上推廣。目的:對第四部分研究中的內(nèi)固定治療后的兩組患者的骨盆模型有限元分析,驗(yàn)證和評估3D打印鋼板的使用設(shè)計(jì)的生物力學(xué)性能優(yōu)勢。方法:對第四部分研究中的兩組患者進(jìn)行有限元分析。具體方法同第三部分。結(jié)果:對兩組患者的骨盆進(jìn)行三維有限元分析,對兩組研究者的骨盆模型進(jìn)行雙側(cè)髖臼約束,并施加500N的垂直作用力于骨盆模型骶骨上方。兩組不穩(wěn)定骨盆骨折模型所受應(yīng)力分布并不完全對稱,鋼板固定側(cè)應(yīng)力明顯大于健側(cè),兩組患者應(yīng)力分布不均出現(xiàn)在骨折處、鋼板折彎處及螺釘與鋼板的接觸部位,其中采用單純鋼板內(nèi)固定技術(shù)固定的骨盆模型應(yīng)力分布不對稱的程度明顯大于使用3D打印骨盆模型患者。普通組患者骨盆模型得應(yīng)變值為(0.0536±0.0013)mm,3D組患者應(yīng)變值為(0.0343±0.0012)mm。模擬正常人的體重,在骨盆模型上方加載同樣負(fù)荷,發(fā)現(xiàn)兩志愿者骨盆模型均發(fā)生位移變化,普通鋼板固定組患者骨盆模型位移變化為(6.782±0.011)mm,3D組患者骨盆模型位移變化為(2.533±0.013)mm。結(jié)論:通過三維有限元法對修復(fù)后得骨盆進(jìn)行分析,模擬正常成人的體重進(jìn)行加載、計(jì)算、分析。最終證實(shí)3D打印技術(shù)輔助鋼板內(nèi)固定的模型的穩(wěn)定性優(yōu)于單純使用鋼板內(nèi)固定得骨盆模型,證實(shí)了 3D打印技術(shù)得可靠性。
【學(xué)位單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：R687.3
【部分圖文】：

將導(dǎo)出的數(shù)據(jù)利用Ｍｉｍｉｃｓ軟件進(jìn)行模擬復(fù)位，虛擬復(fù)位順利，并模擬內(nèi)固??定的放置位置及螺釘?shù)姆较�，在�?jì)算機(jī)上對患者進(jìn)行術(shù)前模擬手術(shù)，首先對患者??骨盆骨折塊的復(fù)位方式（圖２－１，圖２－２））、移動距離以及旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行仔細(xì)了解，??在手術(shù)過程模擬骨折塊的復(fù)位，提前對鋼板提前進(jìn)行預(yù)彎（圖２－３），設(shè)定螺釘?shù)??打入角度及數(shù)量（圖２－４，圖２－５，圖２－６），從而大大縮短手術(shù)時間，降低手術(shù)過??程中產(chǎn)生的嚴(yán)重并發(fā)癥。??ｋ賴??ＨＨＩＨｆａｆｌ??圖２－１運(yùn)用分割工具對骨盆骨折的不同骨折塊進(jìn)行分割??１９??

?ｈＨＨＩ??圖２－２運(yùn)用模擬功能對骨盆骨折的各骨折塊進(jìn)行虛擬復(fù)位??４?Ｉ，??Ｉ?，??圖２－３?ＭｅｄＣＡＤ技術(shù)對即將打入的螺釘設(shè)計(jì)打入的方向進(jìn)行虛擬??２０??

圖２－５骨盆骨折３Ｄ打印模型??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2841928