四枚螺釘固定Pauwels Ⅲ型股骨頸骨折的有限元研究與臨床療效分析

饒志濤,張英琪,陳 雷,王家騏,王樹(shù)青

同濟(jì)大學(xué)附屬同濟(jì)醫(yī)院骨科,上海 200065

股骨頸骨折是常見(jiàn)的骨折,臨床上常根據(jù)患者的年齡和骨折的分型來(lái)確定手術(shù)方案,如骨折內(nèi)固定術(shù)或髖關(guān)節(jié)置換術(shù)。Pauwels Ⅲ型股骨頸骨折的骨折線與水平面成角大于50°,常發(fā)生于中青年,平行螺釘、動(dòng)力髖螺釘(dynamic hip screw,DHS)結(jié)合抗旋螺釘?shù)然瑒?dòng)加壓裝置是最常用的內(nèi)固定方式。由于損傷暴力大,骨折端垂直剪切力也大,易產(chǎn)生內(nèi)固定失敗及股骨頭壞死等并發(fā)癥[1-4]。

研究報(bào)道多種輔助固定的方式可對(duì)抗垂直剪切應(yīng)力,但目前缺乏有效的生物力學(xué)測(cè)試,也未得到臨床的一致認(rèn)可[5-6]。本研究擬采用有限元模型(finite element model,FEM)分析方法,探討Pauwels Ⅲ 型股骨頸骨折常用不同內(nèi)固定的生物力學(xué)特性,并回顧同濟(jì)大學(xué)附屬同濟(jì)醫(yī)院骨科自2011年開(kāi)始采用四枚螺釘固定Pauwels Ⅲ型股骨頸骨折31例的臨床療效,報(bào)告如下。

1 材料與方法

1.1 有限元分析研究

1.1.1 股骨頸骨折-內(nèi)固定三維模型的建立

數(shù)據(jù)選擇和骨折模型的建立:應(yīng)用64 排多層螺旋CT(SOMATOM Sensation Open,Siemens AG,Erlangen,Germany)對(duì)正常成人股骨模型進(jìn)行逐層掃描,獲得DICOM格式醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像通訊標(biāo)準(zhǔn)CT數(shù)據(jù)。將得到的DICOM數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics 18.0軟件,通過(guò)閾值分割,手工勾勒,邊緣光滑等處理,獲得股骨三維模型。骨折平面根據(jù)Pauwels Ⅲ型骨折特征確定,使得骨折面與水平面夾角為70°。在股骨外表面模型基礎(chǔ)上,劃分皮質(zhì)骨及松質(zhì)骨。松質(zhì)骨采用不均勻偏置手段,偏置2 mm,且股骨干部分皮質(zhì)骨增厚。在3-matic軟件中進(jìn)行網(wǎng)格劃分操作,導(dǎo)出有限元模型,進(jìn)入ABAQUS中進(jìn)行分析。……