本文關(guān)鍵詞：外支架結(jié)合有限內(nèi)固定與鋼板治療跟骨SandersⅡ型骨折的比較，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：研究背景跟骨骨折是臨床上最常見的跗骨骨折,約占全身骨折的2%,75%左右為關(guān)節(jié)內(nèi)骨折,距下關(guān)節(jié)的平整性多受不同程度的影響。跟骨骨折的主要損傷機制有撕脫應力、垂直壓縮暴力及剪切力等,其中以垂直壓縮暴力最為常見,多由高處墜落傷所致,為高能量損傷,常常合并嚴重的軟組織損傷,早期手術(shù)軟組織張力較高,術(shù)后切口縫合困難,因此治療方式的選擇較為困難。目前對于無移位及Sanders Ⅰ型跟骨骨折采用保守治療多能取得較好的臨床效果；對于Sanders Ⅳ型跟骨骨折,因其關(guān)節(jié)面及軟組織損傷嚴重,多數(shù)學者主張一期行距下關(guān)節(jié)融合術(shù)；而對于損傷相對較輕、關(guān)節(jié)面相對完整的Sanders Ⅱ、Ⅲ型跟骨骨折,其治療方式目前仍存在較多爭議。外側(cè)擴大L形切口鋼板內(nèi)固定技術(shù),經(jīng)皮撬撥復位克氏針內(nèi)固定技術(shù),經(jīng)皮空心釘內(nèi)固定技術(shù),關(guān)節(jié)鏡技術(shù),球囊擴張骨水泥填充跟骨成形術(shù)以及外固定支架技術(shù)均被用于跟骨骨折的治療,且各種術(shù)式的臨床效果報道不一。外側(cè)擴大L形切口鋼板內(nèi)固定作為傳統(tǒng)的治療手段,能夠直視下復位關(guān)節(jié)面,重建跟骨的外形及解剖關(guān)系,并為跟骨骨折提供足夠的生物力學穩(wěn)定性。但手術(shù)時機的選擇較為嚴格,且對跟骨外側(cè)軟組織的廣泛剝離及外側(cè)壁的廣泛暴露,產(chǎn)生術(shù)后感染、切口裂開、皮瓣壞死、腓骨肌腱炎、神經(jīng)血管損傷及鋼板外露等發(fā)生率較高的并發(fā)癥問題,不僅困擾著臨床醫(yī)生,也嚴重影響了患者的工作及生活,甚至造成了災難性的后果,因此越來越多的骨科醫(yī)生更加傾向于采用微創(chuàng)的手術(shù)方式治療跟骨骨折。經(jīng)皮撬撥復位克氏針內(nèi)固定技術(shù)具有創(chuàng)傷較小、住院時間短、切口并發(fā)癥較少等優(yōu)勢,但也存在后關(guān)節(jié)面復位不良、復位丟失等缺點。經(jīng)皮空心釘內(nèi)固定技術(shù)具有明顯的微創(chuàng)優(yōu)勢,較切開復位鋼板內(nèi)固定能夠更加有效地避免切口并發(fā)癥,臨床效果更優(yōu),恢復工作時間更短,但是該技術(shù)對于距下關(guān)節(jié)面缺乏直觀的顯露,難以有效的恢復距下關(guān)節(jié)面的平整性,因此僅適用于移位較小的骨折類型,且技術(shù)要求較高,需要術(shù)者具有一定的經(jīng)驗積累,如果閉合復位失敗需及時轉(zhuǎn)為切開復位內(nèi)固定。目前有學者建議采用關(guān)節(jié)鏡輔助下閉合復位經(jīng)皮螺釘內(nèi)固定治療跟骨關(guān)節(jié)內(nèi)骨折,能夠直視下有效的恢復距下關(guān)節(jié)面的平整,但其在降低切口并發(fā)癥發(fā)生率方面的優(yōu)勢尚有爭議,同時還具有軟組織腫脹、切口破潰及大量液體外滲等潛在的并發(fā)癥,且踝關(guān)節(jié)鏡技術(shù)具有一定的學習曲線,在國內(nèi)尚未廣泛運用。球囊擴張骨水泥填充跟骨成形術(shù)出現(xiàn)時間較短,雖然能夠有效的解決跟骨缺損問題,避免了采用鋼板固定,但其長期安全性尚有待進一步驗證。外固定支架技術(shù)的運用已越來越廣泛,文獻報道其具有不受手術(shù)時機限制,縮短了手術(shù)等待時間,避免了切口并發(fā)癥,并能夠早期負重及功能鍛煉,可隨時調(diào)整并且拆除簡單,無需二次手術(shù)等優(yōu)點,適用于多種類型的關(guān)節(jié)內(nèi)骨折,開放性骨折需皮瓣移植者,生物力學研究證實其具有穩(wěn)定的生物力學穩(wěn)定性。但外固定支架技術(shù)的缺點同樣是缺乏對距下關(guān)節(jié)面的顯露及復位,因此本課題組在外固定支架技術(shù)的基礎上結(jié)合外側(cè)小切口顯露距下關(guān)節(jié)面有限內(nèi)固定固定,恢復跟骨力線、外形及解剖關(guān)系的同時兼顧距下關(guān)節(jié)面的平整性。傳統(tǒng)的生物力學研究多采用尸體標本實驗進行,通過材料試驗機或其他加載設備對人體骨骼或關(guān)節(jié)模型進行力學加載,以模擬人體活動,并通過二維或三維影像、傳感器等觀測分析模型的穩(wěn)定性、材料強度、力傳導等指標。由于實驗手段的局限性和破壞性,標本實驗很難全面的檢測標本的生物力學指標,從而多角度的解釋其內(nèi)部的生物力學機制。有限元分析法可以全面的反映模型內(nèi)部的應力/應變情況,不受建模對象復雜結(jié)構(gòu)的限制,不僅適用于對象的表面結(jié)構(gòu),對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也能夠清楚展示,且精確度高、可重復性好、實驗成本低、可比性強,目前已廣泛應用于骨科的生物力學研究。本研究擬采用有限元分析法建立足踝部三維有限元模型,驗證該方法的可靠性及實用性,并在此基礎上分別建立外固定支架結(jié)合有限內(nèi)固定技術(shù)(External fixator combined with limited internal fixation, EFLIF)與切開復位內(nèi)固定技術(shù)(Open reduction and internal fixation, ORIF)治療跟骨Sanders II骨折的三維有限元模型,對比二者的相對位移及應力分布情況,同時采用回顧性分析,對比二者的臨床效果。本研究分為以下兩個章節(jié)闡述：第一章外支架結(jié)合有限內(nèi)固定與鋼板治療跟骨Sanders II型骨折的有限元分析目的通過有限元分析法對比EFLIF與ORIF治療跟骨Sanders II型骨折的穩(wěn)定性及應力分布情況。方法采用General Electrics 16層螺旋電子計算機斷層掃描(Computed Tomography,CT),即對志愿者右足自踝關(guān)節(jié)以上15cm掃描至足底,設定掃描參數(shù),掃描時保持右足中立位,將掃描數(shù)據(jù)以醫(yī)學數(shù)字成像和通信(Digital Imaging and Communications in Medicine, DICOM)格式輸入Mimics 15.01軟件,經(jīng)區(qū)域增長、閾值分割等處理后重建出足踝部骨骼及周圍軟組織的三維結(jié)構(gòu),然后導入有限元分析軟件ANSYS 12.0的Workbench模塊建立完整的足踝部有限元模型。用Solidworks 2012軟件的分割命令建立跟骨的Sanders Ⅱ型骨折模型,采用Solidworks繪制外固定支架、有限內(nèi)固定螺釘及鋼板模型并裝配在一起,分別建立兩種固定方式的計算機輔助技術(shù)(Computer Aided Design, CAD)模型,最后進行網(wǎng)格劃分、材料賦值及確定力學邊界條件。通過模擬人體單足站立狀態(tài)下的力學傳遞,對模型脛骨下端的上截面施加700 N的垂直載荷,對距骨予以約束。測量踝關(guān)節(jié)脛骨下關(guān)節(jié)面的接觸壓力、接觸面積,并將結(jié)果與前者進行對照。根據(jù)Sanders Ⅱ型骨折對跟骨進行截骨,同時根據(jù)外固定支架、空心釘及鋼板形態(tài)建立跟骨Sanders Ⅱ型骨折兩種固定方式的有限元模型,設定骨折塊之間為非接觸狀態(tài),摩擦系數(shù)為0.3。進一步利用Abaqus 6.10軟件對模型縱向加載700N的壓應力及模擬下肢非負重狀態(tài)下跟骨受到跟腱的最大拉應力160N,記錄骨折塊之間位移,分析外固定支架、螺釘及鋼板的應力分布情況。結(jié)果 當垂直加載700N載荷情況下,EFLIF與ORIF治療跟骨Sanders Ⅱ型骨折,模型相對位移最大值分別為1.462mm和2.174mm,骨折塊之間相對位移最大值分別為0.01448mm和0.3262mm,二者骨折塊之間相對位移最大值均小于1mm。EFLIF模型應力主要集中在外固定釘與骨骼接觸處,最大值為102.2MPa,小于外固定支架的屈服強度；ORIF模型應力主要集中于骨折線處載距突螺釘上,最大值為2491MPa,大于螺釘?shù)那䦶姸�。在跟腱方�?60N載荷情況下,EFLIF與ORIF治療跟骨Sanders Ⅱ型骨折時,骨折塊之間相對位移最大值分別為0.3335mm和0.1808mm,二者骨折塊之間相對位移最大值均小于lmm。外支架應力主要集中于外固定釘桿連接處,主應力最大值為47.2MPa；鋼板應力主要集中在螺釘和鋼板連接處,主應力最大為141.9MPa,二者應力值均小于器械屈服強度。結(jié)論EFLIF與ORIF都能夠為跟骨Sanders Ⅱ型骨折提供足夠的生物力學穩(wěn)定性,采用EFLIF技術(shù)固定時骨折穩(wěn)定性更佳,應力分布更為均勻,是更為合理的固定方式。ORIF模型存在應力集中現(xiàn)象,在700N載荷下可能出現(xiàn)內(nèi)固定失效的情況。第二章外支架結(jié)合有限內(nèi)固定與鋼板治療跟骨Sanders Ⅱ型骨折的臨床研究目的探討EFLIF與ORIF治療跟骨Sanders Ⅱ型骨折的臨床效果與并發(fā)癥發(fā)生率。方法回顧性分析50例Sanders Ⅱ型跟骨骨折患者,按照治療方式的不同分為EFLIF治療組與ORIF治療組,每組25例。采用影像學評估及臨床評估標準對兩組的結(jié)果進行評價。影像學評估采用術(shù)前、術(shù)后即刻以及末次隨訪時的Bohler角角度作為主要的影像學評估標準；臨床評估采用美國足踝骨科協(xié)會(AOFAS)的踝與后足評分系統(tǒng)及VAS評分系統(tǒng)。對比兩組病例的受傷至手術(shù)時間、住院時間、手術(shù)時間、失血量、術(shù)中透視次數(shù)、隨訪時間、關(guān)節(jié)活動范圍、返回受傷前工作例數(shù)、距下關(guān)節(jié)炎發(fā)生數(shù)、病人滿意度、骨折愈合時間及并發(fā)癥發(fā)生率。結(jié)果兩組病例中年齡,性別,損傷類型,合并傷及合并內(nèi)科疾病方面差異無統(tǒng)計學意義(P0.05)。隨訪時間EFLIF組平均(23.32±4.08)個月,ORIF組平均(24.36+3.35),兩者相比差異無統(tǒng)計學意義(t=1.326,P=0.197)。手術(shù)時機,手術(shù)時間,出血量,住院時間方面兩組差異具有統(tǒng)計學意義(P0.05)。術(shù)中透視次數(shù)EFLIF組平均(6.88±1.30)次,ORIF組平均(4.24±1.01)次,二者相比差異具有統(tǒng)計學意義(t=-8.229,P=0.000)。兩組中Bohlers角均獲得解剖學重建,隨訪期內(nèi)未發(fā)現(xiàn)嚴重的Bohlers角丟失,術(shù)前、術(shù)后即刻及末次隨訪時組間差異無統(tǒng)計學意義(P0.05)。AOFAS踝與后足評分EFLIF組平均(83.32±7.56)分,ORIF組平均(84.40±8.76)分,二者相比差異無統(tǒng)計學意義(t=0.597,P=0.556)。VAS評分EFLIF組平均(1.64±0.70)分,ORIF組平均(1.60±0.70)分,二者相比差異無統(tǒng)計學意義(t=0.225,P=0.824)。距下關(guān)節(jié)活動范圍,返回受傷前工作例數(shù),病人滿意度及距下關(guān)節(jié)發(fā)生率二者相比差異均無統(tǒng)計學意義(P0.05)。關(guān)節(jié)活動范圍EFLIF組平均(26.16±2.13)。,ORIF組平均(25.00±2.77)。,二者相比差異無統(tǒng)計學意義(t=1.659,P=0.247)。EFLF組1例(4%)發(fā)生釘?shù)栏腥?ORIF組有3例(12%)發(fā)生淺表感染及1例(4%)深部感染,二者相比差異具有統(tǒng)計學意義(x2=5.17,P0.05)。淺表感染經(jīng)換藥及口服抗生素后痊愈,深部感染于術(shù)后六周經(jīng)去除內(nèi)植物、清創(chuàng)及靜脈應用抗生素后痊愈。結(jié)論外固定支架結(jié)合有限內(nèi)固定治療跟骨Sanders Ⅱ型骨折能夠取得與鋼板內(nèi)固定相似的臨床效果,但外固定支架結(jié)合有限內(nèi)固定技術(shù)不受手術(shù)時機的限制,并且具有手術(shù)時間短、出血量低、并發(fā)癥發(fā)生率低等優(yōu)勢,但透視次數(shù)較多是該術(shù)式的一個缺點,需要有經(jīng)驗的技師以降低透視次數(shù)。
【關(guān)鍵詞】：外固定支架 鋼板 跟骨骨折 有限元 臨床
【學位授予單位】：南方醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R687.3
【目錄】：

• 摘要3-8
• ABSTRACT8-15
• 前言15-19
• 第一章 外支架結(jié)合有限內(nèi)固定與鋼板治療跟骨SandersⅡ型骨折的有限元分析19-36
• 引言19
• 1 資料與方法19-27
• 2 結(jié)果27-32
• 3 討論32-36
• 第二章 外支架結(jié)合有限內(nèi)固定與鋼板治療跟骨SandersⅡ型骨折的臨床研究36-49
• 引言36-37
• 1 臨床資料37-39
• 2 結(jié)果39-44
• 3 討論44-49
• 全文總結(jié)49-50
• 參考文獻50-56
• 綜述56-68
• 參考文獻63-68
• 附錄68-69
• 附表69-71
• 攻讀碩士期間獲得的成果71-72
• 致謝72-73

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