髋臼后柱骨折顺行拉力螺钉固定的数字化基础与相关研究

The posterior column fracture of the acetabulum is the most common fracture involving the posterior wall and column of the acetabulum. More fixation of posterior column fracture of acetabulum is the use of 6 or 8 holes plate fixation. This method has the advantages of good reduction, reliable fixation, but also has the disadvantages of the large incision, wide exposure and more bleeding. Some scholars also has recommended the use of screw fixation, there are still some scholars opposed the screws. Because the screw may penetrating the joint when inserted in the danger zone, so to achieve optimal planning in line with the screw and biomechanical is the problem to be difficult to solve currently before the operation. This project will combine human anatomy, modern imaging, graphic and image processing, 3D printing technology, orthopedics, and to explore the optimal screw fixation of posterior column lag screw fixation in the treatment of acetabular posterior column fractures by finite element method．

髋臼后柱骨折为累及髋臼后壁和柱最常见的骨折。髋臼后柱骨折的内固定方法较多，最普遍的方法是采用6孔或8孔弧形钢板内固定，该方法具有复位优良、内固定可靠等优点，但该法手术切口大、暴露广、出血量多。亦有学者建议采用螺钉固定，仍有部分学者反对在危险区域插入螺钉以防止螺钉穿透关节，所以实现术前规划符合生物力学的螺钉置入最优钉道并实施手术是当前难以解决的问题，本项目将人体解剖学、现代影像学、图形图像处理、3D打印技术和骨科学相结合，通过有限元分析确定最优钉道，设计个性化髋臼后柱骨折顺行拉力螺钉螺钉固定导航模板，并旨在为该类手术提供一种个性化、相对精确的方法。

髋臼后柱骨折为累及髋臼后壁和柱的常见骨折，髋臼后柱骨折的内固定方法较多，最普遍的方法是复位后对后柱采用6孔或8孔弧形钢板内固定，该方法经大量病例应用证明虽然具有复位优良、内固定可靠等优点，但该方法需广泛剥离软组织，失血量较多。骨固定通道由Bishop首次提出，认为骨盆的这些复杂几何骨性管道仅仅是不同尺寸和不同方向的皮质骨圆柱体，可以容纳骨内置人物，使用螺钉置入可以达到稳定骨盆和治疗髋臼骨折的目的，所以实现术前规划符合生物力学的螺钉钉道并实施手术是当前难以解决的问题，传统的实验研究往往需要大量标本，实验所需数据繁冗复杂，以计算机为依托的数字骨科技术为髋臼后柱骨折螺钉的置入提供了一种新的辅助方法，通过各种参数的测量，在术前模拟手术过程，最终确定螺钉置入的最优钉道，通过此手段以提高髋臼后柱骨折治疗的预后。本研究通过数字化手段，对髋臼后柱顺行拉力螺钉置入通道进行精确测量，同时通过有限元分析并采用3D打印模板设计与验证，结果显示髋臼后柱安全区投影呈不规则三角形，投影面积大小与年龄差异无统计学意义。男性左侧髋臼后柱可置入拉力螺钉的最大直径及最大长度平均分别为(22.37士1.42),(131.27士3.63) mm，右侧平均分别为(23.16士1.39), 129.23土3.27）mm; 女性左侧平均分别为(17.58士1.83), （112.56土2.77 )mm，右侧平均分别为(16.92士1.66) , （4.41士2.98) mm，同一性别的左侧与右侧比较差异均无统计学意义，同一侧男性与女性之间比较差异均有统计学意义。有限元分析结果证实与髋臼后柱安全区内的任意钉道相比，几何钉道的螺钉发生应力集中大，但位移较小，是髋臼后柱骨折顺行骨通道螺钉置入的最优骨通道。所有经模板打入的螺钉无穿透骨皮质或侵入髋关节。综上结论通过数字化分析、设计的几何骨性螺钉钉道在达到安全、有效螺钉固定的同时更符合生物力学。