股方肌骨瓣移植聯(lián)合內(nèi)固定治療青壯年股骨頸骨折有限元分析

張登君，魏杰*，王根偉，郭秀生，王曉東，余建平，賈中偉

(1.山西醫(yī)科大學(xué)附屬山西省人民醫(yī)院骨科，山西 太原 030029；2.太原理工大學(xué)應(yīng)用力學(xué)與生物醫(yī)學(xué)工程研究所，山西 太原 030024)

近年來，青壯年股骨頸骨折患者逐漸增多。這類骨折為高能量損傷，骨折多移位明顯，損傷嚴(yán)重，少數(shù)伴有脫位，后期常有股骨頭壞死或骨折不愈合。青壯年股骨頸骨折患者現(xiàn)多主張?jiān)缙谑中g(shù)治療，空心釘閉合復(fù)位內(nèi)固定是主要方式。近年來，為進(jìn)一步加強(qiáng)股骨頭血運(yùn)，減少后期股骨頭壞死率，發(fā)展了帶血管蒂骨瓣及肌骨瓣等手術(shù)。我們采用股方肌骨瓣聯(lián)合空心釘內(nèi)固定治療上述骨折，臨床效果較好[1]。為進(jìn)一步研究骨折復(fù)位、內(nèi)固定排列、骨瓣在股骨頸植入處等對手術(shù)的影響，為臨床提供理論依據(jù)，我們進(jìn)行了仿真三維有限元的研究，力圖用數(shù)學(xué)模型的方法彌補(bǔ)尸體實(shí)驗(yàn)的不足[2-3]，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料 選取1名健康青年志愿者，性別：男；年齡：32歲；身高：172 cm；體重：63 kg。

1.2 實(shí)驗(yàn)器材及軟件 內(nèi)置物：空心螺釘(山東威高)；64排螺旋CT(西門子)；Dell高性能計(jì)算機(jī)工作站。配置：Windows10操作系統(tǒng)；CPU：Inter(R)Xeon(R)E5-1607 v 23.0 GHz；內(nèi)存：16 GB；硬盤：2 TB；醫(yī)學(xué)圖像處理軟件：Mimics16.0；有限元處理軟件：Hypermesh12.0，Abaqus6.13。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 建立三維有限元模型 將CT掃描獲得的DICOM格式文件導(dǎo)入到Mimics軟件中，利用Segmentation模塊下的工具按鈕對圖像分割并進(jìn)行股骨三維重建，主要包括：調(diào)整合適閾值，用Thresholding工具生成股骨模型的mask；觀察生成的mask，根據(jù)解剖學(xué)知識編輯、填充斷層圖像的空洞和缺陷，完善股骨模型；對修復(fù)后的股骨模型運(yùn)用Smoothing進(jìn)行光順處理，得到比較光滑的股骨模型?！?br>