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1、中国修复重建外科杂志2009年12月第23卷第12期 1447 计算机三维仿真技术在复杂跟骨骨折手术中的应用 章莹 夏远军 万磊 吴文 谭新宇 谢会斌 刘汉辉 尹庆水 【摘 要】 目的 探讨将计算机三维仿真技术个体化设计应用于复杂跟骨骨折精确手术治疗的效果。 方 法 2007 年 11 月2008 年 3 月, 收治 38 例跟骨关节内骨折患者。男 29 例, 女 9 例; 年龄 14 69 岁, 平均 29.8 岁。Sanders 分型: 型 4 例, 型 14 例, 型 12 例, 型 8 例。受伤至手术时间 3 h 5 d。CT 图像经计算机三维重建后测量健、 患侧术 前 Bhler 角
2、, 并行撬拨复位计算机三维设计, 测量跟骨结节撬拨旋转角度。根据计算机测量骨折块旋转角度, 为患者制定 个体化手术方案, C 臂 X 线机监测下行跟骨骨折切开复位内固定术。 结果 计算机测量术前健侧 Bhler 角为 (34.58 4.38) , 患侧为 (8.33 12.62) , 比较差异有统计学意义 (P 0.05) , 与术前患侧比较差异有统 计学意义 (P 0.05), and significant difference compared with the injured side before operation (P 0.05) , 与术前患侧比较差异有统计学意义 (P 0.0
3、5) 。本 组骨折均获准确复位。术后 28 例获随访, 随访时间 12 22 个月, 平均 18 个月。术后 1 年 Bhler 角恢复 至 (32.41 1.42) , 见图 3。根据美国足踝外科学会足 部功能评分系统评定, 获优 16 例, 良 10 例, 中 1 例, 差 1 例, 优良率为 92.9%。 图 1 计算机三维测量术前患侧 Bhler 角 图 2 计算机模拟复位后 患侧 Bhler 角 Fig.1 Preoperative Bhler angle of the injured side measured by 3D simulation Fig.2 Bhler angle
4、of the injured side after reduction mea- sured by 3D simulation 中国修复重建外科杂志2009年12月第23卷第12期 1449 3 讨论 3.1 跟骨骨折手术治疗的现状 跟骨骨折有保守治疗和手术治疗, 但对于采用何 种方式争议较多。孙军战等 5通过临床研究主张采用 撬拨复位; 李国庆等 6采用距下关节融合术治疗粉碎 性跟骨骨折。目前, 越来越多学者采用切开复位内固 定治疗 7-8, 但张蒲等9认为 Bhler 角的纠正对跟骨骨 折预后无明显影响。Sanders10认为: 只有解剖复位 才能获得最佳效果; 解剖复位损伤了关节软骨,
5、因此 不能保证获得优良疗效; 对于、 型骨折, 需要术 者具备丰富经验才能保证手术效果; 型骨折损伤 较严重, 应重建跟骨外形, 后期融合距下关节; 关节 骨折块越多预后越差。因此, 随着外科技术的不断提 高, 跟骨关节内骨折切开解剖复位内固定是发展趋势, 且恢复距下关节及 Bhler 角成为手术治疗的基本原 则 11-13。 3.2 计算机辅助设计跟骨手术的优势 采用 CT 图像、 计算机三维重建和手术设计模拟技 术, 在术前建立跟骨骨折三维数字模型, 并对 Bhler 角 进行准确三维测量, 可从两方面提高 Bhler 角恢复的 精确度 14-15。其一, 经计算机三维虚拟仿真后, 使撬拨
6、 复位旋转角度与 Bhler 角恢复相关联, 从而将术者术 中对 Bhler 角恢复的目测判断, 转化为对克氏针旋转 角度的简单测量。这种简单测量经术前计算机仿真设 计后, 可以达到 Bhler 角准确恢复。其二, 在三维数字 影像技术的支持下, 对健、 患侧 Bhler 角进行个体化三 维设计和监测, 可解决个体差异带来的不良影响。随 着 CT 三维重建技术的进步, 利用 CT 三维重建图像可 更好地了解跟骨骨折创伤解剖, 仿真分析治疗效果, 为 Bhler 角恢复提供了新方法 16-18。本组骨折均达解剖 复位, 术后足部功能评分优良率达 92.9%, 显示了计算 机辅助设计后跟骨骨折达到
7、解剖复位内固定的优势。 3.3 三维数字技术在跟骨骨折的应用前景 计算机技术的飞速发展, 使 21 世纪医学进入了数 字医学的新纪元。在数字化测量、 计算机模拟、 三维 仿真等一系列技术的支持下, 临床骨科研究和治疗技 术面临新的发展和挑战 19-20: 许多既往无法测量的解 剖数据现在可精确测量; 三维导航技术使强调经验和 手感的传统手术方法发生变化, 导航下可施行高精度 手术, 把并发症的发生降到最低 21。跟骨结构复杂, 骨折后更复杂, 个体差异明显。计算机和软件可以从 CT/MRI 数据中提取特征参数及重要几何特征, 直接 形成跟骨复位前后的骨骼模型, 使术前模拟手术过程、 术前预弯钢
8、板、 预制螺钉方向模板、 预先选择螺钉种类 及长度、 缩短手术时间等成为可能。因此, 三维数字技 术在跟骨等复杂骨折的手术治疗中将发挥更为积极的 作 用。 4 参考文献 1 Juliano P, Nguyen HV. Fractures of the calcaneus. Orthop Clin North Am, 2001, 32(1): 35-51. 2 张铁良, 于建华. 跟骨关节内骨折. 中华骨科杂志, 2000, 20(2): 117-120. 3 崔林江. 撬拨复位加AO钢板内固定治疗跟骨关节内骨折. 河北医 学, 2007, 13(8): 972-973. 4 Roukis TS
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10、国庆, 朱磊. 距下关节融合术治疗跟骨骨折随访结果分析. 中国 矫形外科杂志, 1999, 6(8): 606-607. 图 3 患儿, 男, 14 岁, Sanders 型跟骨骨折 X 线片 a 术前侧位 b 术前轴位 c 术后 1 周侧位 1 d 术后 1 周轴位 Fig.3 X-ray films of a 14-year-old boy patient with calcaneal fracture of Sanders type III a Lateral view before operation b Axial view before opera- tion c Lateral
11、view 1 week after operation 1 d Axial view 1 week after operation Chinese Journal of Reparative and Reconstructive Surgery, December 2009, Vol. 23, No.12 1450 7 Darabos N, Cesarec M, Grgurovi D, et al. Calcaneal fracturestan- dardized protocol of treatment. Coll Antropol, 2009, 33(2): 633-636. 8 Pot
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20、25-830. (收稿: 2009-08-05 修回: 2009-10-03) (本文编辑: 王雁) 信 息 关于举办股骨头坏死修复与重建国际研讨会暨 辉瑞骨科镇痛高峰论坛的通知 由上海市第六人民医院、 中国修复重建外科杂志和辉瑞制药有限公司主办, 上海市第六人民医院骨科承办的 “股骨头坏死修复 与重建国际研讨会暨辉瑞骨科镇痛高峰论坛” 将于 2010 年 4 月 22 日24 日在上海市光大国际会展中心举行。研讨会内容包括: 吻合血管游离腓骨移植治疗股骨头坏死 5000 例; 股骨头坏死研究新进展; 表面置换与保留股骨颈的人工关节置换。届时 将由美国杜克大学 Virginia Flowers
21、 Baker 骨科主任、 骨与关节外科杂志 (The Journal of Bone and Joint Surgery, JBJS) 董事长 James Randolph Urbaniak 教授和 Current Opinion in Orthopaedics 杂志主编 Vincent D. Pellegrini 教授及国内多位知名专家进行专题讲座。 届时将举行 中国修复重建外科杂志 第 5 届 “三优” 评选的颁奖仪式。参加本次研讨会可获国家级医学继续教育类学分 10 分。 征文要求: 与本次研讨会主题相关, 具有科学性、 先进性、 实用性, 未公开发表的论文, 全文 4000 字左右 (含 500 字左右中、 英文 结构式摘要, 包括目的、 方法、 结果及结论) , 并注明作者姓名、 工作单位、 通讯地址、 邮政编码及联系电话; 截稿日期: 2010 年 3 月 15 日; 稿件请以电子邮件方式投稿, 并注明 “会议征文” 字样, 投稿邮箱: , 电话: 028-85422431, 联系人: 张老师。优秀稿 件将优先在 中国修复重建外科杂志 正式发表。 本次研讨会内容丰富、 新颖, 欢迎广大骨科临床、 教学、 科研人员及在读研究生踊跃投稿及参会。 上海市第六人民医院 中国修复重建外科杂志 辉瑞制药有限公司 2009-09-30
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