临床骨科中应用的有限元分析法:新理论与新进展

背景:既往因计算机技术的限制对骨骼生物力学的研究以及骨固定强度、稳定性、疲劳损伤、寿命的预测比较困难。目的:探讨有限元分析法在临床骨科应用的新进展。方法:由第一作者检索至2015年11月为止PubM ed数据(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Pub Med)及CNKI中国期刊全文数据库(http://www.cnki.net/),以"Finite element analysis,Orthopedics,Biomechanics"为英文检索词,"有限元分析,骨科,生物力学"为中文检索词,检索摘要内同时包含上述检索词的文献,总计英文文献51篇,中文文献320篇,根据纳入标准选择其中的40篇进行综述。结果与结论:由于人体骨骼生物力学非常复杂,多数的力学状态是一个运动的、非静态的过程,从而加大了骨科生物力学研究的难度。其中对于骨固定的强度、稳定性、疲劳损伤及寿命的预测也比较困难,而在工程领域中被大量应用和实际论证其可靠性的有限元分析技术能有效的解决这些问题。随着计算机技术的飞速发展,有限元分析在骨科领域应用也越来越广泛,这也促进了骨科技术的发展。

3D数字骨科技术在踝关节骨折手术治疗中的研究与应用

目的:探究3D数字骨科技术在踝关节骨折手术治疗中的应用价值。方法:选取2014年8月到2016年3月利用3D数字骨科技术辅助治疗的踝关节骨折病人7例,其中男性5例,女性2例;平均年龄为(27.9±24)岁;根据Denis-weber AO分型标准:A型3例,B型4例。通过术前螺旋CT及Mimics17.0数字软件的帮助,并依托3D打印技术制作踝关节骨折1:1实物模型,明确骨折分型的同时,模拟术中骨折复位及内固定安装过程,指导术中踝关节骨折的治疗。结果:7例患者术后均达到临床骨性愈合,平均愈合时间为(3.0±1.4)个月,平均术中耗时为(1.5±0.6)小时,根据Baird-Jackson踝关节功能评分为(89.1±8.2),优良率为83.3%。结论:依托于螺旋CT扫描、计算机辅助分析及快速成型技术的3D数字骨科技术,能够全面、直观的呈现出踝关节骨折的三维形态和各骨折断端的空间关系,非常便于对踝关节骨折术中的正确施治。

3D打印截骨定位导向板在膝关节置换术中的应用研究

目的：探讨3D打印截骨定位导向板在全膝关节置换术中临床应用疗效及精准性。方法：选择1例双膝骨性关节炎的患者,进行骨盆到踝关节最低点的双螺旋CT扫描,利用计算机软件重建患者骨骼模型,分析并计算截骨角度及截骨方向,从而设计截骨定位导航模板,制定手术方案及术前模拟手术操作。术中按照预先通过数字骨科技术设计的截骨角度进行截骨,置入假体,术后复查双下肢全长片。结果：术中与术前模拟手术操作完全一致,通过数字骨科技术设计的截骨定位导航模板截骨,减少了周围软组织损伤,手术顺利,无并发症,患者双下肢力线正常,术后恢复好。结论：3D打印技术能够使骨科医生在术前直观地了解膝关节的情况,精确指导制定手术方案,模拟手术操作,提高了手术的精准性。

3D打印个体化导向板在经皮椎体成形术中的应用效果观察

目的探讨3D打印个体化导向板在经皮椎体成形(PVP)术中的应用效果。方法纳入自2016-02—2017-02行PVP手术的椎体压缩骨折42例,21例采用3D打印个体化导向板辅助穿刺(导向板组),21例徒手穿刺(徒手组)。比较2组术中穿刺定位时间、透视次数及术后2 d的VAS评分。结果本组术中穿刺操作均顺利完成,术中及术后X线片证实骨水泥注入后弥散效果满意,无穿刺意外发生,无神经根及脊髓损伤。导向板组术中穿刺定位时间(4.57±1.17)min,透视次数(6.05±1.32)次;徒手组穿刺定位时间(15.24±1.70)min,透视次数(17.29±1.74)次;导向板组术中穿刺定位时间及透视次数明显少于徒手组,差异有统计学意义(P<0.05)。导向板组术后2 d的VAS评分为(2.19±1.03)分,徒手组术后2 d的VAS评分为(2.14±1.28)分,2组差异无统计学意义(P>0.05)。结论 3D打印个体化导向板辅助PVP治疗椎体压缩骨折的初步临床效果满意,可缩短手术时间、减少透视次数、增加手术安全性。