骶髂关节解剖型棒-板内固定系统的生物力学评价

目的：探讨采用新型骶髂关节解剖型棒-板内固定系统（SABP）治疗骨盆骶髂关节骨折脱位的生物力学性能。方法：采集新鲜的冷冻尸体骨盆标本20具,造成骨盆骨折模型,采用实验应力分析方法,对SABP内固定和骶骨螺钉结合Galveston技术内固定、骶骨棒固定、重建钢板固定、骶髂关节螺钉等5种固定作对照比较,分别测定它们的刚度和强度,用以评价骨盆的稳定性。结果：采用新型骶髂关节解剖型棒-板内固定系统治疗骨盆骶髂关节骨折脱位,较骶骨螺钉结合Galveston技术内固定、骶髂关节螺钉、重建钢板固定、骶骨棒固定其骨盆的刚度分别高10%、11%、16%、21%,强度分别高12%、14%、21%、31%;应变分别小13%、14%、22%、25%,位移分别小10%、12%、16%、20%,差异有统计学意义（P〈0.05）,并且超过正常人骨盆标本,但差异无统计学意义（P〉0.05）。结论：采用新型SABP内固定装置治疗骨盆骨折,其强度、刚度最佳,优于其他内固定方法,是一种理想的新型内固定器械。     

腰髂固定钉道的优化及有限元分析

目的建立腰椎髂骨联合内固定的有限元模型并进行生物力学分析。方法选择1位健康成年男性志愿者,行腰椎及骨盆64排螺旋CT扫描,将原始数据以.dicom格式导入Mimics 16.0软件,进行骨盆三维重建,同时确定L4、L5椎弓根和髂骨安全区螺钉置入几何钉道、自由钉道;通过Solidwoks 2012软件建立髂骨腰椎联合内固定钉棒系统模型,导入Ansys 12.0软件中进行装配。应用500 N轴向压缩载荷,测量两种钉道模型在前伸、后屈、左右侧屈及左右旋转等工况下的位移、von Misses应力分布结果。结果两种钉道模型在前屈、侧屈、后伸工况下整体位移、应力及在前屈、侧屈工况下螺钉的最大应力值表现的较为接近,但在旋转工况下几何钉道模型的整体位移、应力以及在后伸、旋转工况下螺钉的应力均明显小于自由钉道模型。骨盆最大应力均在固定螺钉表面,数值在190~260 MPa,连接骶骨与椎体的2枚螺钉的折弯处为应力集中区域,最大von Misses应力出现在纵向杆的L4~L5椎弓根螺钉。在旋转载荷情况下,连接L4~L5椎弓根螺钉和髂骨螺钉的纵杆上部承受最大应力。结论通过数字化分析确定的腰髂固定几何钉道有更高的抗疲劳、抗旋转以及整体稳定性,腰髂内固定系统可有效分担椎体所受应力。     

改良钉棒系统治疗垂直不稳定骨盆骨折的生物力学研究

目的 探讨改良钉棒系统治疗垂直不稳定型骨盆骨折,并分析其生物力学性质.方法 在8例尸体骨盆标本上造模成垂直不稳定型骨盆骨折,分别行TOS术式固定、骶髂螺钉固定、改良钉棒系统固定,检测1000 N载荷下骨盆刚度、骨折分离移位距离及局部应变改变.结果 骨盆标本骨折模型采用各种不同固定方式,经生物力学测试,改良钉棒系统在载荷1000 N下刚度(224.3±18.3)N/mm及骨折分离移位距离(1.98±0.24)mm,明显优于骶髂螺钉固定(169.10±17.60)、(8.08±0.71)mm,差异有统计学意义(P＜0.01),与TOS(233.20±12.90)、(1.62±0.31)mm比较,差异无统计学意义(P＞0.05).结论 改良钉棒系统是一种生物力学性能较好的治疗垂直不稳定型骨盆骨折的新方法.     

“π”棒及“T”形钢板治疗垂直不稳定骨盆骨折

作者三年来后路途径用“π”棒及前路途径用“Ｔ”形钢板治疗垂直不稳定骨盆骨折２４例，优良率９１．７％。“π”棒由两根ＣＤ棒、一根骶骨棒及两个接头装置组成。生物力学实验表明垂直不稳定骨盆骨折只用“π”棒固定后骨盆，不固定前骨盆，其压缩刚度、弯曲刚度、极限载荷及极限位移均接近正常骨盆。因而术后可早期下地。“π”棒具有复位和固定作用，术中不接触Ｘ线，提升ＣＤ棒达到完全复位，避免损伤骶神经。“π”棒也用于双侧经骶孔纵形骶骨骨折。     

骶髂关节脱位骨折特制钉板钢缆固定系统的生物力学研究

骶髂关节脱位骨折属于骨盆骨折Tile C型,存在垂直与旋转方向的不稳定,常规治疗手段存在手术操作、力学稳定的种种弊端[1].自行设计的骶髂关节特制内固定器材,是由角度钉板和钢缆内固定装置组成.我们通过对尸体骨盆标本造成一侧骶髂关节脱位骨折模型,使用特制内固定器材进行固定,与正常骨盆标本比较,从力学原理上探讨其固定特征. 一、资料与方法 1.骨盆标本准备:甲醛固定骨盆标本12具.系健康成人防腐湿性骨盆.所有骨盆均留取第3、4、5腰椎、骶尾骨、双侧髋关节、双侧股骨中上段,同时保留骶髂关节六条韧带和髋关节囊及其韧带.所有标本模拟正常人体双足站立中立位,按骨盆实际前倾角大小将L3椎体后倾,截取部分使得腰椎上方呈水平.     

旋转和垂直不稳定型骨盆骨折的手术治疗

目的 探讨旋转和垂直不稳定型骨盆骨折的临床特点及其治疗方法选择。方法 17例存在旋转和垂直不稳定的骨盆骨折患者,全部行手术治疗:骨盆前环均行切开复位内固定,骨盆后环11例采用行切开复位双钢板固定,6例在CT引导下经皮置入松质骨螺钉固定骶髂关节。结果 17例全部恢复行走功能,11例行前路切开骶髂关节双钢板固定患者中骨盆外形恢复好,但1例沿髂嵴切口有不适,6例CT引导下经皮置入骶髂关节螺钉患者骨盆外形接近完全恢复,功能恢复快而满意。结论 骶髂关节骨折脱位患者非手术治疗效果差,宜首选内固定手术治疗;而CT引导下经皮置入骶髂关节螺钉手术操作简单、时间短、出血少、损伤少、固定牢靠,是固定骶髂关节的好方法。     

不同方法治疗不稳定骨盆骨折中前环损伤的有限元分析

目的:比较5种不同固定方法治疗不稳定骨盆骨折中前环损伤的生物力学稳定性,为临床治疗提供参考。方法:使用三维有限元方法,建立一侧骶髂关节脱位合并耻骨支骨折的不稳定骨盆骨折模型(Tile C型),模拟前方采用5种不同的固定方法,后方统一采用骶髂螺钉进行固定,并在模拟站立状态下比较分析不同组合固定方法治疗后的骨盆环的von Mises应力及应变分布情况。结果:竖直方向500 N载荷加载后,前方骨折处最大应力3.56 MPa(前方外固定架组),骶髂关节和骨折处总位移和Y轴上垂直位移在应力下均未超过1.5 mm。其中前方经皮入路组和前方外固定架组在内固定、骨折前方、骶髂关节处的最大应力明显大于改良Stoppa入路组、传统的髂腹股沟入路组、空心螺钉组,且在骶髂关节和骨折处的总位移和Y轴上垂直位移也大于其他3组。结论:不稳定性骨盆骨折中的前环损伤在5种组合方法植入物的固定后均能得到明显的改善,但采用改良Stoppa入路、髂腹股沟入路、前方空心钉固定方法治疗前环损伤在生物力学总体性能要优于前方经皮入路和前方外固定架治疗的方法。     

寰椎侧块-枢椎椎板螺钉固定的有限元分析

目的:建立寰椎侧块-枢椎椎板螺钉固定的三维有限元模型并进行有限元分析,探讨其生物力学特性。方法:通过CT扫描获取1例健康成年男性寰枢椎图像信息,应用VTK软件及ABAQUS软件构建寰椎侧块-枢椎椎板螺钉固定的三维有限元模型,观察中立、前屈/后伸、侧弯、旋转、前后平移等载荷下固定系统的应力变化,分析寰枢侧块-枢椎椎板螺钉固定系统的生物力学特性。结果:所建立的有限元模型逼真地描绘了寰椎侧块-枢椎椎板螺钉固定系统的结构特点,共包含183363个节点(椎骨130982个,螺钉52381个),116082个单元(椎骨83776个,螺钉32306个)。在不同运动状态下,螺钉应力分布主要集中在螺钉置入骨质部分的根部周围和钉棒连接处。前屈载荷时,连接棒从头端至尾端的应力逐步减小,在寰椎侧块螺钉的钉棒连接处应力最大;其他载荷下连接棒应力分布从头端至尾端逐步增大,至枢椎椎板螺钉的钉棒连接处达到最大。后伸和旋转载荷下,螺钉存在明显的高应力区,各螺钉的应力最大值大于其他运动状态。结论:寰椎侧块-枢椎椎板螺钉固定系统固定时各螺钉在颈椎旋转及后伸时所受应力明显增加,术后应避免颈椎过度旋转及后伸,以减少螺钉松动和断裂的发生。     

旋转和垂直不稳定型骨盆骨折患者的诊断和治疗

目的探讨旋转和垂直不稳定型骨盆骨折的临床特点及其急诊处理、诊断和治疗方法选择。方法回顾性分析18例存在旋转和垂直不稳定的骨盆骨折患者，10例保守治疗，8例手术治疗。8例手术患者骨盆前环骨折均行切开复位内固定，2例耻骨上支骨折采用重建钢板固定，2例采用拉力螺钉固定，4例耻骨联合分离患者均采用双钢板固定；6例骨盆后环骨折患者采用切开复位双钢板固定，2例在CT引导下经皮置入骶髂关节松质骨拉力螺钉固定。结果18例患者全部恢复行走功能，所有保守治疗患者骨盆骨折均畸形愈合，遗留骶髂关节部位酸痛6例，遗留双小腿、双足麻木3例，行走跛行2例。8例手术治疗患者骨盆外形均恢复好，仅1例患者诉沿髂嵴切口有不适，2例CT引导下经皮置入骶髂关节螺钉患者骨盆外形接近完全恢复，功能恢复快而满意。结论旋转和垂直不稳定型骨盆骨折患者保守治疗效果差，宜首选内固定手术治疗，宜同时固定骨盆前、后环或先行前环切开复位内固定，2～3d后再次在CT引导下经皮置入骶髂关节螺钉内固定。CT引导下经皮置入骶髂关节螺钉手术操作简单、时间短、出血少、固定牢靠，是固定骶髂关节骨折脱位的首选方法。     

冲击载荷作用下骨盆三维有限元分析及其生物力学意义

目的:探讨骨盆受到冲击载荷作用的力学行为特征,为临床分析及判断骨盆骨折类型、力学分布、冲击载荷影响提供力学基础。方法:采用计算机仿真模拟方法,将所构建骨盆三维实体模型导入三维有限元分析软件AN-SYS7.0,计算单侧髂前上棘和单侧髂骨正后方部位冲击载荷作用下骨盆的力学行为表现,冲击载荷为0～8000N,峰值8000N,时间自0～40ms,分析主应力值、应力分布情况以及主应力方向上骨盆单元的位移。结果:冲击载荷作用于单侧髂前上棘时,0～10ms主要的应力沿髂后上棘到髂前上棘分布,在冲击后期10ms以后,骶髂关节、髋臼和耻骨支都会产生较大的应力分布;作用于单侧髂骨正后方部位时,0～20ms主要的应力沿髂骨纵行传导,应力分布并没有在冲击峰值10ms时达到最大,而是从20ms之后,应力开始向骶髂关节、双侧耻骨支、坐骨支以及髋臼等部位传导并可见到明显的应力分布。结论:分析冲击载荷作用下骨盆各部位应力分布以及骨盆各个单元在应力作用下的位移变化,有助于临床上进行骨盆损伤内固定力点的选择以及进一步明确骨盆内在应力值分布。     

腰椎“U”形弹性内固定器的研制及力学评价

目的介绍腰椎“U”形弹性内固定器的研制．并利用有限元方法对其生物力学特性进行评价。方法采用镍钛合金设计一种腰椎弹性内固定器。选择1名成年男性志愿者,以L4、5节段为研究对象,采用螺旋CT对其进行层厚1．0mm的连续水平扫描,借助Mimics 11．11软件,建立L4.5节段三维非线性有限元模型。同时根据椎弓根螺钉、连接棒的几何尺寸及力学参数分别添加螺钉和连接棒模型,建立腰椎“U”形弹性内固定的三维有限元模型,分别施加垂直压缩、前屈、后伸、侧屈及旋转等各种生理载荷,对不同载荷下模型各部分的应力进行观察和分析。结果弹性内固定系统各部分于垂直压缩时所受应力远小于其他状态（P〈0.001）;不同载荷下应力主要分布在“U”形弹性棒上。螺钉各部受力较为均匀。结论腰椎“U”形弹性内固定器设计独特,能减少术后应力遮挡及椎弓根螺钉应力集中．有望成为较好地进行腰椎弹性内固定的一种装置。     

腰椎"U"形弹性内固定器的研制及力学评价

目的 介绍腰椎"U"形弹性内固定器的研制.并利用有限元方法 对其生物力学特性进行评价.方法 采用镍钛合金设计一种腰椎弹性内固定器.选择1名成年男性志愿者,以L4、5节段为研究对象,采用螺旋CT对其进行层厚1.0 mm的连续水平扫描,借助Mimics 11.11软件,建立L4、5节段三维非线性有限元模型.同时根据椎弓根螺钉、连接棒的几何尺寸及力学参数分别添加螺钉和连接棒模型,建立腰椎"U"形弹性内固定的三维有限元模型,分别施加垂直压缩、前屈、后伸、侧屈及旋转等各种生理载荷,对不同载荷下模型各部分的应力进行观察和分析.结果 弹性内固定系统各部分于垂直压缩时所受应力远小于其他状态(P<0.001);不同载荷下应力主要分布在"U"形弹性棒上,螺钉各部受力较为均匀.结论 腰椎"U"形弹性内固定器设计独特,能减少术后应力遮挡及椎弓根螺钉应力集中.有望成为较好地进行腰椎弹性内固定的一种装置.     

骶髂关节复合体损伤应用骶髂螺钉内固定的研究现状

骶髂关节复合体(Sacroiliac complex)，包括骶髂关节(Sacroiliac joint，SIJ)、SIJ周围韧带、骶棘韧带、骶结节韧带及骨盆底的肌肉和筋膜，Harrison等提出SIJ整体系统。SIJ是躯干与下肢负荷传递的枢纽，占整个骨盆功能的60％，治疗效果对骨盆功能的恢复有决定意义。高能损伤的骨盆骨折多合并SIJ骨折脱位，损伤骶髂复合体。许多下腰痛由单侧或双侧SIJ综合征引起，亦称为SIJ功能紊乱；妊娠后妇女因SIJ半脱位或全脱位，易患妊娠相关性骨盆痛。骶髂螺钉固定在生物力学上优于外固定，等同于骶骨棒和张力带钢板固定，能达到与完整骨盆相似的生物力学结果。     

骶髂螺钉治疗骨盆后环骨折及辅助置钉技术的研究进展

骨盆后环骨折,即Tile B和Tile C型骨盆骨折,对于不稳定骨盆骨折,需手术治疗.微创骶髂螺钉内固定作为一种有效治疗方法,以其感染风险低,术中失血少,侵入性小,术后可早期功能锻炼的特点,已广泛应用于临床当中.但骶髂螺钉内固定根据其生物力学特性,对其置钉数量、骶椎置钉节段及是否应用骶髂贯穿螺钉仍存在争议.同时多种辅助...     

腰骶稳定性对组配式人工半骨盆假体置换后骨盆力学特性的有限元分析

[目的]研究分析腰骶椎弓根螺钉固定对组配式人工半骨盆假体置换后骨盆与假体生物力学的改变。[方法]建立正常骨盆的三维有限元模型,在相同的加载条件下测量模型的应力分布及位移变化,并与文献进行对比验证。利用验证的正常骨盆有限元模型模拟左侧骨盆Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ+Ⅳ区部分骶骨切除,构建人工半骨盆假体置换模型以及联合腰骶椎弓根螺钉固定的半骨盆假体置换模型。加载后分析重建骨盆及假体应力分布及位移特点,比较两种重建模型应力变化较大的8个相同位置的表明最大应力。[结果]建立的骨盆有限元模型外观逼真,几何相似性好,与文献报道相似。重建骨盆健侧应力分布以骶髂关节、髋臼窝及耻骨为主,置换侧以耻骨连接棒、髋臼杯及髂骨固定座为主。联合腰骶椎弓根螺钉固定后8个相同位置的最大应力值不同程度的降低,置换侧位移也相对减小。[结论]联合腰骶椎弓根螺钉固定的组配式人工半骨盆假体重建具有良好的生物力学特性,能缓解置换侧应力集中,降低术后骨盆破坏的风险。     

中空松质骨拉力螺钉治疗骶髂复合体损伤

目的评价骶髂复合体损伤应用中空松质骨螺钉内固定的疗效.方法对骨盆骨折伴有骶髂复合体损伤的16例,通过影像增强器于骨盆内、外口位下观察、复位,应用中空松质骨加压螺钉行骶髂间的内固定.结果 16例患者经过5～36个月随访,所有患者复位佳,骨折愈合,无明显疼痛,功能恢复良好,无一例神经损伤,临床效果满意.结论中空松质骨加压螺钉治疗骶髂复合体损伤,创伤小、操作简便,只要严格掌握适应证,熟悉局部解剖,认真细致操作,能及时达到骨盆后环的稳定,是治疗骶髂复合体损伤的可靠方法之一.     

中空松质骨拉力螺钉治疗骶髂复合体损伤

目的 评价髋髂复合体损伤应用中空松质骨螺钉内固定的疗效。方法 对骨盆骨折伴有骶髂复合体损伤的16例，通过影像增强器于骨盆内，外口位下观察，复位，应用中空松质骨加压螺钉行骶髂间的内固定。结果 16例患者经过5－36个月随访，所有患者复位佳，骨折愈合，无明显疼痛，功能恢复良好，无一例神经损伤，临床效果满意。结论 中空松质骨加压螺钉治疗骶髂复合体损伤，创伤小，操作简便，只要严格掌握适应证，熟悉局部解剖，认真细致操作，能及时达到骨盆后环的稳定，是治疗骶髂复合体损伤的可靠方法之一。     

人体跌坐条件下骨盆有限元模型构建及生物力学分析

目的分析人体跌坐在木地板和瓷砖地面时骨盆所受的冲击力情况。方法重建骨盆的三维模型,运用显式动力学计算研究人体跌坐在木地板和瓷砖地面时骨盆所受的冲击力情况。结果结构静力学分析显示,骨盆应力沿着髂骨纵行方向、髂骨与骶髂关节部位连线方向、同侧耻骨上支传导,而等效应力和等效应变在骶髂关节处最大;模拟人体跌坐时结构显式动力学分析结果显示,在0.033 s时骨盆碰撞木板和瓷砖,撞击木板和瓷砖的等效应力分别为348.64 MPa和383.37 MPa,等效应变分别为0.011 351 mm和0.012 488 mm;骨盆在撞击瓷砖时的等效应力和等效应变比撞击木板时分别大9.96%和10.02%。结论本研究所建立的骨盆三维模型,可分析跌坐状态下受力,研究的结果可为临床骨盆骨折的诊断和治疗提供生物力学依据。     

骶骨次全切除术后骶髂关节重建的有限元分析

目的评价改良Galveston技术固定骶髂关节时,不同螺钉数量对腰骶部生物力学的影响。方法建立骶骨次全切除术后的骨盆有限元模型,在此模型基础上行改良Galveston技术双侧固定腰骶部,分别建立4枚螺钉和6枚螺钉两种内固定方式。施加相同的压力载荷,经计算后对模型的有效性进行验证,进而比较不同螺钉内固定的模型位移以及内固定器械上的应力分布差异。结果模型经验证与文献中尸体模型实验结果近似,可以认为有效。尽管腰椎固定节段的数目对于腰骶部的刚度和器械整体应力的影响较小,但比较两种重建方式下L5椎弓根螺钉上的应力发现,螺钉数目越少,螺钉上的应力越大,从而也增加了断钉或松动的风险。结论改良Galveston技术腰椎螺钉的数目与螺钉本身的应力有关,减少螺钉会增加断钉及松动的风险,但对棒以及钉尾的应力没有影响。     

骶髂关节螺钉联合钉棒系统在Tile B型骨盆骨折中的临床应用

目的分析经皮骶髂关节螺钉联合前环钉棒系统内固定在Tile B型骨盆骨折中联合应用的临床疗效。方法自2010-01—2014-01诊治64例Tile B型骨盆骨折,随机分为试验组(采用经皮骶髂关节螺钉联合前环钉棒系统内固定)和对照组(采用经皮骶髂关节螺钉联合前环外固定架固定),对2组手术时间、术中出血量、术后下地时间、Majeed功能评分、术后并发症发生率进行分析比较。结果 2组术中出血量及手术时间比较差异无统计学意义(P0.05),试验组的术后下床时间明显短于对照组,差异有统计学意义(t=2.754,P=0.019)。试验组的术后平均Majeed功能评分明显高于对照组,差异有统计学意义(t=45.120,P=0.033)。2组肢体功能优良率比较差异无统计学意义(P0.05)。试验组并发症发生率明显低于对照组,差异有统计学意义(P0.05)。结论经皮骶髂关节螺钉联合前环钉棒系统内固定是Tile B型骨盆骨折的一种有效安全的治疗方法,能提高术后肢体功能,且有效减少术后并发症的发生。