青壮年Pauwels Ⅲ型股骨颈骨折三维图像观察及其力学特点

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目的股骨颈骨折Pauwels分型是基于前后位X线平片骨折线进行测量的。不仅受摄片投射角度的影响,也不能反映骨折的三维形态特点。本研究拟通过对CT三维重建图像观察和测量,分析该类骨折形态特点,并计算不同形态下骨折的相关力学特点。方法收集2018年1月至2019年10月上海市第六人民医院诊断为股骨颈骨折患者的CT Dicom资料和X-ray资料共209例。Mimics 20.0软件构建双侧股骨三维模型,利用镜像对称的原理将股骨在3-matic STL 10.2中虚拟复位,从而进行Pauwels Ⅲ型股骨颈三维骨折角度的测量,并进行归纳分类总结。根据骨折不同分类的平均测量数值建立仿真骨折模型,并由4种手术方式固定:3枚空心钉(CCS),4枚空心钉(FCS),DHS联合防旋钉,Buttress支撑板联合空心钉。计算4种内固定方式固定股骨颈骨折的稳定性,并使用股骨标本进行生物力学验证。结果Pauwels Ⅲ型股骨颈骨折可分为三种亚型:前Pauwels Ⅲ型,后Pauwels Ⅲ型和经典Pauwels Ⅲ型。3种亚型的比例分别为28.71%,67.46%和3.82%。前Pauwels Ⅲ型表现出最低的轴向刚度,但植入物和骨应力最高。Buttress支撑板模型表现出最高的刚度和应力水平,其次是DHS,FCS和CCS。模型的最大应力集中在螺钉-骨界面和螺钉-板连接上。结论Pauwels Ⅲ型骨折可进一步细化为前型、后型和经典型3个亚型。后型骨折占Pauwels Ⅲ型股骨颈骨折的大部分。前Pauwels Ⅲ型股骨颈骨折的固定效果最不稳定,应引起治疗重视。Pauwels Ⅲ型骨折的3种亚型生物力学差异可能为临床固定的高失败率及内固定植入物的选择提供新的信息。
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