拇外翻足三维有限元模型构建及其第1、2跖列生物力学分析

目的 建立拇外翻足有限元模型,研究不同拉力下第1、2跖列的应力及位移变化情况。方法 将采集的拇外翻病人足部CT图像导入Mimics软件,重建足部三维骨骼模型;利用3-matic软件对重建模型进行网格划分与体网格生成;将优化处理过的模型导入ANSYS中进行有限元分析,通过改变拉力大小、方向验证拉力与第1、2跖列的应力、位移之间的关系。结果 对第1近节趾骨施加不同大小、方向的拉力,当力小于12 N时,随着拉力的增加,第1趾骨位移变化较为明显,拉力每增大2 N,位移约增加1 mm;当力大于12 N时,随着拉力的增加,第1趾骨应力不断增加,而位移只发生微小变化;而当力保持12 N不变,以15°间隔改变力的方向时,第1、2跖列的应力大小及其分布随方向的变化而改变,同时位移也会产生相应的变化,且当力的方向与第2趾骨方向越趋于垂直时,第1趾骨产生的位移越大。结论 有限元分析技术可以形象、准确地分析第1、2跖列在不同拉力下的应力及位移变化情况,为拇外翻矫形器的设计奠定基础。     

微创技术治疗拇外翻疗效分析

拇外翻(haltux valgus deformity,HVD)是一种常见的足部畸形,治疗方法较多,但都有一定的局限性,我院在借鉴国内外先进经验的基础上,采用小切口微创治疗HVD患者五百多例共800足,具有切口小,出血少,损伤小,不用钢针内固定,不打石膏,不缝合,术后不留疤痕等优点,经6个月-3年随访,畸形矫正满意,疼痛消除彻底,优良率达99%以上。     

跖骨间弹性固定矫正拇外翻畸形后应力变化的有限元分析

背景：第1,2跖骨间弹性固定治疗拇外翻虽可获得满意的临床疗效,但报道中发生第2跖骨应力性骨折的并发症风险较高,课题组前期研究中使用这种弹性固定治疗拇外翻获得了良好临床效果。目的：通过对第1,2跖骨间固定建立拇外翻手术有限元模型,并进行力学加载分析,进一步验证该技术的安全可靠性。方法：基于1例女性拇外翻患者的CT图像作为建模数据,利用软件Mimics 19.0、Geomagic Studio、Hypermesh 12.0、ANSYS 19.0进行相关操作建立拇外翻三维模型,对拇外翻模型进行手术位点划分：自第1跖骨远节基底部分别至第2跖骨的远节基底部(A组)、中段(B组)、近节基底部(C组)分为3个手术模型。对3组手术模型进行水平力学加载逐步减小跖骨间角力学测试分析;模拟人体站立时的受力方式,在胫腓骨上段逐步进行垂直力学加载,观察全足及第1,2跖骨的力学及形变。结果与结论：(1)在应力方面,在第1,2跖骨间角施加水平方向的作用力在50,100,200,300 N时,跖骨整体作用点时最大应力发生在B组;第1跖骨应力最大发生在A组模型;第2跖骨应力最大发生在C组模型,第2跖骨应力最小发生在B组...     

微创Chevron联合Akin截骨治疗足拇外翻的研究进展

目的:总结微创Chevron联合Akin截骨（MICA）治疗足拇外翻的研究进展。方法:以“拇外翻”“经皮”“微创”以及“hallux valgus”“percutaneous”“minimally invasive”“minimally invasive chevron-Akin”等为中、英文关键词,在中国知网、万方医...     

拇外翻术后拇外翻角和第1-2跖骨间角X射线测量方法评价

背景：拇外翻术后拇外翻角和第1-2跖骨间角的测量关键在于第1跖骨轴线的确定。第1跖骨轴线的不同确定方法,造成了这两个角度测量值的差异,使不同临床研究之间的数据不具有可比性。对于拇外翻术后角度测量,国内外尚未形成公认的标准方法。 目的：回顾不同拇外翻术后拇外翻角和第1-2跖骨间角的测量方法的研究进展,为拇外翻的术后测量与评价研究提供参考。 方法：由第一作者在2012年2月检索PubMed、中国期刊全文数据库以及万方数据库。其中,英文检索词为：“hallux valgus”、“angles”、“radiographic measurements”。中文检索词为“拇外翻”、“角度”、“X射线测量”。选取29 篇文献进行归纳总结。 结果与结论：最好的测量方法其标记点必须是易于确定,可重复性好,应尽量避免受到截骨部位及跖骨本身解剖变异的影响。拇外翻术后X射线测量方法目前多用头部中心/基底部中心测量方法。专业化的工具软件测量取代手工测量是未来拇外翻术后X射线测量的发展趋势。     

颅脑有限元模型的研究进展及应用

有限元法(finite element method,FEM)是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种数值分析方法,同时也是一种比较先进的生物力学研究方法。FEM早期应用于工程科学技术领域,近几年来,生物医学工程领域已经广泛应用FEM进行脑方面的研究。随着交通、运输业的发展,颅脑损伤发生的概率越来越高,严重威胁着人类的身体健康。通过建立颅脑有限元模型,可以很好地研究颅脑损伤的生物力学机制。总结颅脑有限元模型的建立、发展和应用,并对未来的研究方向进行展望。     

微创治疗拇外翻术后绷带外固定：有限元分析截骨端稳定性

文题释义：微创治疗拇外翻：根据小夹板纸压垫固定原理,采用1、2趾蹼间夹垫,“8”字绷带和宽胶布作外固定的方法,术后允许患者适当下地活动,进行拇趾关节、踝关节锻炼,避免了患者长期卧床及“石膏病”的发生。经临床应用获得了患者的肯定,总优良率为98.5%。 有限元分析法：有即化整为零、集零为整,通过将研究对象的连续求解区域离散为一组有限个单元,且按一定方式相互联结在一起的单元组合体,由于单元能按不同的联结方式进行组合,且单元本身又可有不同形状,因此可以模拟成不同几何形状的求解小区域,然后对单元进行力学分析,最后再整体分析。 背景：微创治疗拇外翻临床效果显著,仅通过绷带外固定维持截骨端稳定,目前缺少有关截骨端稳定性的研究。 目的：研究微创治疗拇外翻术后平衡站立工况“8”绷带外固定对截骨端应力和位移的影响。 方法：在微创治疗拇外翻术后“8”字绷带外固定有限元模型上,以第一跖骨截骨面为中心,建立3条两两垂直的坐标轴(X轴、Y轴、Z轴)。X、Z轴平行于足水平面,分别指向足内侧、前方;Y轴垂直于足水平面,指向上方;定义远端截骨面4个节点内上为A₁,外上为B₁,外下为C₁,内下为D₁,近端截骨面对应4个节点为A₂、B₂、C₂、D₂。位移与坐标轴方向一致时为正值,相反时为负值。通过有限元分析得出平衡站立工况截骨面远端及近端各个节点的应力、位移的方向和大小。 结果与结论：①微创治疗拇外翻术后“8”字绷带有限元模型平衡站立工况时,截骨端最大应力在截骨面的背外侧(B₂),为0.632 MPa;②截骨面第一主应力在Z轴上,方向与Z轴相反,与总应力相同,属于压应力;剪切力在XY平面最大,最大应力在近端截骨面的背内侧(A₂),为0.058 MPa;③第一跖骨截骨远、近端主要位移在X轴上,位移分别在截骨面的跖内侧(D₁),为-1.002 mm、跖内侧(A₂),为0.621 mm;④结果说明“8”字绷带外固定能够维持微创治疗拇外翻术后截骨端的稳定,有利于截骨端愈合。 ORCID: 0000-0003-3116-7287(白子兴) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程     

重建板矫形内固定治疗拇外翻临床研究

目的探讨重建板矫形内固定治疗拇外翻的临床疗效。方法 2008年10月~2011年4月采用重建板矫形内固定术治疗拇外翻患者25例,共48足。临床症状采用美国足与踝关节协会1994年制定的AOFAS评分系统,影像学采用2006年2月中华骨科学会足踝外科学组制定的拇趾外翻的分型标准,术前与术后进行对比。结果术后与术前相比,HVA平均矫正17.3±1.2°,IMA平均矫正3.5±1.2°。AOFAS评分平均增加55.6±3.7分。结论重建板矫形内固定治疗拇外翻是一种较为理想的方法。     

拇外翻发病危险因素与足底压力特征

BACKGROUND: Complex anatomic deformity of the foot due to hallux valgus results in the changes of plantar biomechanics. OBJECTIVE: To analyze the risk factors of hallux valgus and to detect the plantar pressure of hallux valgus in natural walking. METHODS: The dynamic plantar pressures of 50 patients and 30 age-, height- and weight-matched normal persons were respectively tested by the Footscan USB2 system (RSscan International, Belgium). All subjects were detected during barefoot walking over three times, to obtain the dynamic plantar pressure curves and characteristic parameters for further analysis. RESULTS AND CONCLUSION: Among patients with hallux valgus, women accounted for 94% (all wearing pointed high-heeled shoes), men accounted for 6% (none wearing pointed high-heeled shoes), and 96% had a genetic history. During the natural walking, the first metatarsal pressure of hallux valgus feet was increased significantly, which markedly differed from the normal people. The average peak pressure, average load, and average impulse of the first metatarsal in hallux valgus patients were significantly increased compared with the normal controls (P < 0.05 or P < 0.01). These results show that wearing high-heeled pointed shoes is another important factor of the hallux valgus in addition to genetic factors. Pressure, load, impulse of the first metatarsal in hallux valgus patients are markedly increased contributing to the occurrence and development of the hallux valgus. All above findings provide an important basis for the prevention, treatment and functional rehabilitation of hallux valgus. 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程     

微创治疗拇外翻截骨端位移与跖痛症量化关系的有限元分析

目的 明确微创治疗拇外翻截骨端位移与发生转移性跖痛症之间的关系,结合有限元进行量化分析,为手术治疗转移性跖痛症提供精准数字化依据。方法 首先基于拇外翻患者术前足部相关数据的测量建立真实的拇外翻几何模型,参考文献对志愿者各方面生物力学系数赋值,根据模拟中西医结合手法整复微创治疗拇外翻技术,对其第一跖骨进行旋转、移动及截骨,最终得到微创治疗拇外翻合并跖痛症术后有限元模型。通过模拟微创治疗拇外翻截骨端位移,利用有限元计算获取拇外翻患者手术前后的第1跖骨下与第2跖骨头下最大压力数值,分析截骨远端位移方向和位移量与发生转移性跖痛症的量化关系。结果 平衡站立时,当第1跖骨截骨远端向外侧水平位移为2 mm时,随着垂直位移的增加,第1跖骨头下压力与第2跖骨头下压力变化具有明显相关性,r值为0.954;垂直位移在2 mm时,随着水平位移的增加,第1跖骨头下压力与第2跖骨头下压力变化相关性最大,r值为-0.764。结论 微创治疗拇外翻在截骨的基础上通过正骨手法将第1跖骨截骨远端向外侧位移2～4 mm时、跖侧位移2 mm时,能够有效减轻或治愈拇外翻及并发的跖痛症,避免拇外翻术后转移性跖痛症的发生。     

儿童头部有限元模型研究进展

头部损伤是导致儿童死亡与伤残的重要原因,对儿童头部损伤生物力学的深入研究意义重大。近年来,通过构建真实的儿童头部有限元模型来研究儿童头部损伤的方法日益成熟,逐步代替了尸体实验、动物实验以及物理实验。对儿童头部有限元模型的年龄特点、构建方法、模型应用以及发展趋势等进行较为全面的综述,并对该领域还有待研究的内容以及未来的发展方向做出展望。     

特色微镰刀微创治疗拇外翻畸形临床观察

目的探究特色微镰刀微创治疗拇外翻畸形的临床疗效。方法选取江门市蓬江区中西医结合医院骨科2014年1月到2017年1月收治的拇外翻畸形患者80例,按照随机数字表法将患者随机分为观察组和对照组,各40例。对照组患者给予常规手术截骨治疗,观察组患者给予特色微镰刀微创治疗。所有患者术后完成6个月随访,比较2组患者手术前后AOFAS踝-后足评分系统(AOFAS)评分,拇外翻角(HVA),第l、2跖骨间角(IMA1~2),近侧关节固定角(PASA),第4、5跖骨间角(IM 4~5),第5跖骨外翻角,胫侧籽骨位置(TSP)的差异,并于术后6个月门诊随访时对患者临床疗效和胼胝疼痛进行评估。结果经不同术式治疗后,2组患者AOFAS均明显高于治疗前,且观察组明显高于对照组,2组患者HVA、IMA1~2、IMA4~5以及第5跖骨外翻角均明显低于手术前,且观察组明显低于对照组,组间比较差异均有统计学意义(P0.05);2组患者手术前后PASA组间比较,差异均无统计学意义(P0.05)。观察组患者治疗优良率(100%)明显高于对照组(90.00%),差异有统计学意义(χ2=4.21,P=0.04)。2组患者VSA评分均明显低于治疗前,且观察组患者VAS评分(0.44±0.12)分明显低于对照组的(0.95±0.18)分,差异有统计学意义(t=14.91,P=0.000)。结论特色微镰刀微创治疗与传统截骨治疗相比临床疗效更显著,能有效纠正患者拇外翻畸形,缓解患者胼胝疼痛。     

拇外翻微创手术的围术期护理分析

目的：分析和探讨拇外翻微创手术的围术期护理方法和效果。方法选用了我院在2012年1月~2013年1月接收的90例拇外翻患者作为研究对象,将其随机分为了对照组和实验组,对照组患者只给予常规护理,而实验组患者在常规护理的基础上又给予系统性的围术期护理,一段时间后对两组患者的治疗效果进行对比。结果实验组患者的治疗效果明显好于对照组,并且他们之间的差异具有统计学意义(P<0.05)。结论微创手术具有创伤小、风险低的优点,而且围术期系统性的护理能够更好的促进患者康复。     

Endobutton悬吊钢板在拇外翻畸形中的新应用

背景:拇外翻是一种复杂的畸形,尚无治疗金标准,截骨治疗目前得到推崇,但并发症较多,能否进行不截骨矫正拇外翻是作者所在课题组进行的一项新尝试。目的:探讨Endobutton钢板悬吊固定治疗拇外翻畸形的效果。方法:2013年4月至2018年8月苏州大学附属常州肿瘤医院骨科采用Endobutton钢板悬吊固定治疗拇外翻26足,不截骨。所有患者对治疗方案均知情同意,且得到医院伦理委员会批准。术前、术后测量拇外翻角及第1,2跖骨间角,术后12个月评估美国足踝外科协会评分。结果与结论:①所有患者均获满意随访,随访周期8-38个月;②术后患者拇外翻角[(14.15±3.60)°vs.(28.95±4.12)°,P<0.01]及第1,2跖骨间角均显著小于术前[(7.88±0.90)°vs.(15.82±1.81)°,P<0.01]:③术后12个月患者美国足踝外科协会评分为(89.15±7.81)分,显著高于术前(62.08±7.10)分(P<0.01);④提示Endobutton钢板悬吊固定第1,2跖骨间是治疗拇外翻是一种可行的方案。     

经皮微创跖骨远端截骨治疗拇外翻疗效观察

拇外翻是中老年人常见的后天性畸形，以女性多见，有家族性，时常合并扁平足。它是由拇跖外翻和跖骨内翻构成的三角形畸形，第一跖骨头肥大，内侧多形成滑囊，压痛明显，足前部增宽，足横弓塌陷，行走困难。传统的拇外翻手术方法有130余种，多数医生根据患者拇外翻角，跖骨间角，第一跖骨长度，内收程度等决定手术方式。我院白2006年1月～2007年4月采用经皮微创跖骨远端截骨方法治疗跖外翻16例27足取得了较好疗效，报告如下。[第一段]     

Ludloff截骨修复矫治拇外翻的三维力学特点

背景：目前针对Ludloff截骨三维特点的研究甚少,且结论稍有不同,导致不能准确地理解其截骨特点。 目的：分析Ludloff截骨技术修复矫治拇外翻的三维力学特点。 方法：采用长86.56 mm、直径30.65 mm的木质圆柱体,进行Ludloff截骨矫治拇外翻的模拟试验,测量并记录数据。 结果与结论：圆柱体的长度随矫形程度的增加而逐渐短缩;无论截骨面偏向跖侧、背侧或水平,截骨的结果均导致远端内旋。Ludolff截骨矫治拇外翻的结果是使截骨远端呈内旋,这对改善第一跖趾关节生物力学有积极的作用。对于有明显跖骨痛的患者可采用偏向跖侧15°~20°的截骨面;对于Ⅰ/ⅡIMA(≥30°)的患者,应谨慎使用Ludolff截骨。     

基于有限元法的数字化建模在拇外翻研究中的应用

随着计算机科学和技术的快速发展,数字医学概念应运而生,数字化技术在骨科的研究和应用日趋普及。有限元分析是一种强大且高效的模拟真实实验的数值方法,常用于研究医学中涉及的生物力学、生物材料性能以及手术模拟等问题,尤其是近几年在足踝领域的应用也越来越多。目前,基于足踝有限元模型的生物力学分析已被广泛应用于糖尿病足、足底筋膜疾病、足踝骨折及骨性关节炎等的机制分析、假体设计、手术模拟、鞋和鞋垫设计等方向,极大提高了临床医生对足踝生物力学的认知,为足踝相关疾病的研究与诊断提供新思路。然而,利用有限元法分析拇外翻畸形的研究相对有限。本文概述拇外翻及继发的扁平足、跖骨痛等病变的生物力学分析和建模方法,以及该方法在临床实际应用的现状,总结其优缺点并进行展望。