通過檢索多個數(shù)據(jù)庫,并對大量文獻進行查閱對骨盆骨折、固定器械、3D打印技術及使用材料以及有限元分析進行總結闡述,了解3D打印技術及有限元在骨盆骨折中的應用的同時,為后續(xù)的研究工作提供理論依據(jù)。目的:通過3D打印技術建立不穩(wěn)定型骨盆骨折模型,模擬手術入路、預彎鋼板、螺釘使用數(shù)量、長度、置釘角度等。方法:志愿者,張某,性別:女,年齡:45歲,高處墜落傷,經CT檢查證實骨盆無畸形等病變�；颊哌M行CT檢查時,掃描的范圍為骨盆坐骨結節(jié)至骨盆的髂脊最高點,掃描方向為頭向足,將掃描的數(shù)據(jù)進行薄層重建,建立Dicom格式的文件,最后將數(shù)據(jù)刻盤導出。將導出的數(shù)據(jù)利用Mimics軟件進行模擬復位,虛擬復位順利,并模擬內固定的放置位置及螺釘?shù)姆较?在計算機上對患者進行術前模擬手術,首先對患者骨盆骨折塊的復位方式、移動距離以及旋轉角度進行仔細了解,在手術過程模擬骨折塊的復位,提前對鋼板提前進行預彎,設定螺釘?shù)拇蛉虢嵌燃皵?shù)量,從而大大縮短手術時間,降低手術過程中產生的嚴重并發(fā)癥。結果:建立3D不穩(wěn)定型骨盆骨折模型,并模擬手術入路、預彎鋼板、對螺釘?shù)氖褂脭?shù)量、長度以及放置角度均進行模擬。結論:本部分研究以醫(yī)學影像數(shù)據(jù)做為依據(jù),通過3D打印技術對不穩(wěn)定骨盆骨折手術進行模擬,包括了解骨盆骨折類型,骨折偏離距離,并通過對3D骨盆骨折模型進行手術模擬,確定手術入路、螺釘數(shù)量、長度、置釘角度等。目的:對已完成的3D不穩(wěn)定骨盆骨折修復模型進行有限元網(wǎng)格分析,對骨盆以及內固定器的材料屬性進行設置,添加接觸對。在有限元分析軟件中設置載荷、約束、相互作用等條件,對采用鋼板修復后的不穩(wěn)定型骨折骨盆模型進行有限元分析,得到修復后的骨盆的應力、應變分布情況與位移分布情況。方法:對已完成的3D的不穩(wěn)定骨盆骨折修復模型,進行有限元網(wǎng)格分析,對骨盆以及內固定器的材料屬性進行設置,添加接觸對。在有限元分析軟件中設置載荷、約束、相互作用等條件,對鋼板修復后的不穩(wěn)定型骨折骨盆模型進行有限元分析,得到修復后骨盆的應力,應變分布及骨盆的位移情況。結果:對骨盆模型施加500N垂直作用力,骨盆模型所表現(xiàn)的應力分布并不對稱,所受應力值為932.4MPa,骨盆模型最大應變值為0.0342mm,骨盆模型發(fā)生位移為1.532mm。結論:通過對修復后的骨盆的有限元模型進行分析,建立骨盆修復后的有限元模型。目的:采用普通鋼板內固定方式對不穩(wěn)定型骨盆骨折患者進行修復,對比3D打印技術輔助下鋼板內固定技術的療效。方法:回顧性分析2014年1月-2016年1月在我院骨科臨床進行治療且符合研究要求的不穩(wěn)定型骨盆骨折患者30例,將30例患者按照治療方法隨機分為兩組,即普通方式固定組(A組)與3D方式固定組(B組),A組患者采用單純鋼板內固定進行治療,B組患者選擇3D打印技術聯(lián)合鋼板內固定進行骨盆修復�；颊叻謩e于術后第3個月、第6個月、第12個月于專家門診復查X線片,骨折達到骨性愈合后方可下地行走活動。對患者進行1-3年隨訪,記錄患者的恢復情況以及并發(fā)癥發(fā)生情況。記錄兩組患者的手術過程中的各項指標以及術后隨訪過程中患者的恢復指標。實驗數(shù)據(jù)使用SPSS 19.0統(tǒng)計學軟件處理。結果:A組手術時間、出血量、切口長度、透視時間均顯著大于B組(P0.05)。A組患者Majeed評價優(yōu)良率顯著小于B組患者(P0.05)。兩組患者均獲得隨訪。A組患者骨折愈合時間、隨訪時間、自由活動時間均顯著大于B組(P0.05),而A組患者的Matta評價優(yōu)良率則顯著低于B組患者(P0.05)。兩組患者均未發(fā)生大血管或神經損傷,術后未出現(xiàn)內固定松動、松動或者斷裂的情況。A組患者有1發(fā)生術后切口感染,經反復換藥后傷口愈合。B組則無患者發(fā)生創(chuàng)口感染。經比較兩組患者發(fā)生并發(fā)癥概率不存在顯著性差異(p0.05)。結論:采用3D打印技術聯(lián)合鋼板內固定對骨盆骨折患者進行治療,所獲得的的效果優(yōu)于單獨使用鋼板內固定的治療效果。手術操作時間、術中出血量明顯減少,值得在臨床上推廣。目的:對第四部分研究中的內固定治療后的兩組患者的骨盆模型有限元分析,驗證和評估3D打印鋼板的使用設計的生物力學性能優(yōu)勢。方法:對第四部分研究中的兩組患者進行有限元分析。具體方法同第三部分。結果:對兩組患者的骨盆進行三維有限元分析,對兩組研究者的骨盆模型進行雙側髖臼約束,并施加500N的垂直作用力于骨盆模型骶骨上方。兩組不穩(wěn)定骨盆骨折模型所受應力分布并不完全對稱,鋼板固定側應力明顯大于健側,兩組患者應力分布不均出現(xiàn)在骨折處、鋼板折彎處及螺釘與鋼板的接觸部位,其中采用單純鋼板內固定技術固定的骨盆模型應力分布不對稱的程度明顯大于使用3D打印骨盆模型患者。普通組患者骨盆模型得應變值為(0.0536±0.0013)mm,3D組患者應變值為(0.0343±0.0012)mm。模擬正常人的體重,在骨盆模型上方加載同樣負荷,發(fā)現(xiàn)兩志愿者骨盆模型均發(fā)生位移變化,普通鋼板固定組患者骨盆模型位移變化為(6.782±0.011)mm,3D組患者骨盆模型位移變化為(2.533±0.013)mm。結論:通過三維有限元法對修復后得骨盆進行分析,模擬正常成人的體重進行加載、計算、分析。最終證實3D打印技術輔助鋼板內固定的模型的穩(wěn)定性優(yōu)于單純使用鋼板內固定得骨盆模型,證實了 3D打印技術得可靠性。
【學位單位】：山東大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：R687.3
【部分圖文】：

將導出的數(shù)據(jù)利用Ｍｉｍｉｃｓ軟件進行模擬復位，虛擬復位順利，并模擬內固??定的放置位置及螺釘?shù)姆较�，在計算機上對患者進行術前模擬手術，首先對患者??骨盆骨折塊的復位方式（圖２－１，圖２－２））、移動距離以及旋轉角度進行仔細了解，??在手術過程模擬骨折塊的復位，提前對鋼板提前進行預彎（圖２－３），設定螺釘?shù)??打入角度及數(shù)量（圖２－４，圖２－５，圖２－６），從而大大縮短手術時間，降低手術過??程中產生的嚴重并發(fā)癥。??ｋ賴??ＨＨＩＨｆａｆｌ??圖２－１運用分割工具對骨盆骨折的不同骨折塊進行分割??１９??

?ｈＨＨＩ??圖２－２運用模擬功能對骨盆骨折的各骨折塊進行虛擬復位??４?Ｉ，??Ｉ?，??圖２－３?ＭｅｄＣＡＤ技術對即將打入的螺釘設計打入的方向進行虛擬??２０??

圖２－５骨盆骨折３Ｄ打印模型??
【參考文獻】

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1 黃淦;禹寶慶;敖榮廣;黃曉微;張旭;陳帆成;李得見;季英;;3D打印結合定制鋼板內固定技術在骨盆骨折治療中的應用[J];中華創(chuàng)傷雜志;2016年12期

2 吳芬;鄒義冬;林文松;;選擇性激光燒結技術的應用及其燒結件后處理研究進展[J];人工晶體學報;2016年11期

3 李寶豐;章瑩;邰國良;代元元;謝會斌;郭曉澤;朱昌榮;王非;;3D數(shù)字骨科技術在髖臼骨折治療中的應用[J];南方醫(yī)科大學學報;2016年07期

4 章瑩;李寶豐;王新宇;謝會斌;夏遠軍;肖進;王非;夏虹;尹慶水;;術前3D打印技術模擬復雜骨盆骨折手術提高療效的可行性研究[J];中華創(chuàng)傷骨科雜志;2015年01期

5 郝釗;郝劍;曾國慶;;經皮骶髂螺釘與骶髂關節(jié)前方鋼板固定治療Tile C型骨盆骨折的療效比較[J];中國臨床醫(yī)生;2014年09期

6 黃華軍;曾參軍;李永欣;黃文華;金大地;;3D打印技術結合數(shù)字化技術在醫(yī)學中的應用[J];廣東科技;2014年15期

7 王燎;戴尅戎;;骨科個體化治療與3D打印技術[J];醫(yī)用生物力學;2014年03期

8 王延斌;蒲志超;謝偉勇;何燦杰;吳潤寶;;損傷控制骨科理論在不穩(wěn)定型骨盆骨折救治中的應用[J];實用醫(yī)學雜志;2014年08期

9 梁亦念;歐桂娣;;CT醫(yī)學三維重建在復雜骨折診斷中的研究[J];中外醫(yī)療;2014年08期

10 胡健;禹寶慶;;骨盆骨折的手術入路及其選擇[J];中華創(chuàng)傷雜志;2014年01期

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2 吳濤;三種內固定器械固定骨盆后環(huán)的相關基礎及臨床研究[D];河北醫(yī)科大學;2015年

3 張景僚;骨盆三維有限元模型的建立及其分析[D];第一軍醫(yī)大學;2007年

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2 王利;基于VTK的醫(yī)學圖像可視化研究及應用[D];泰山醫(yī)學院;2009年

3 曹振羽;有限元方法在骨盆骨折生物力學研究中的應用[D];第二軍醫(yī)大學;2009年

本文編號：2841928