胫骨三维测量与应用--科研立项

课题名称胫骨髓腔形态学研究及交锁钉固定治疗

研究目的和主要研究内容。

目的：1、通过ct三维重建下胫骨髓内钉进钉区髓腔型态学的研究，为胫骨骨折髓内固定手术提供循证医学。2、通过对胫骨中段骨折行交锁髓内钉与锁定钢板内固定治疗的临床比较研究，为临床上交锁髓内钉固定手术的适应症、禁忌症和注意事项提供参考。

内容：1、选择20例自愿参加的健康体检者，所有患者行胫骨全长64排ct扫描检查，将ct连续断层图像数据导人三维重建软件mimics 14．11，获得胫骨三维重建并进行形态学测量。制作胫骨髓内钉cad的stl格式文件，导入mimics软件中，使用模拟手术模块，对胫骨进行模拟进钉。在三维重建体上测量进钉过程中胫骨近端截骨的体积及胫骨平台关节面的切割面积。了解胫骨的骺干角、髓内钉进钉角与胫骨平台关节面切割面积的关系。2、对2008年至2012年我科和自贡市第四人民医院骨科的胫骨干中段骨折的内固定手术病人的资料进行复习、dr片进行测量、功能进行随访，并随机分为交锁髓内钉组和钢板组，对其临床资料、并发症、功能结果进行组间比较性分析；在交锁髓内钉组内根据dr片上骨折完整性和入钉角的解剖形态进行分型，对组内不同型内间进行比较；对不同类型骨折在组间进行比较；在钢板组内分为锁定钢板和普通加压钢板固定治疗方式，对两种方式的功能结果进行比较分析。

二、研究背景和依据（国内外研究现状、发展趋势、必要性、新颖性、创新点、研究意义）。

国内外研究现状及发展趋势：胫骨骨折常用的内固定器械为胫骨髓内钉，其选择及设计都必须以胫骨骨髓腔的解剖学特点为依据。目前对胫骨髓内固定技术的研究多是通过x线片完成，但是胫骨在矢状位、冠状位均有弧度，简单通过x线片测量有失偏驳，x线平面结构更难反映胫骨关节面影响情况。随着ct三维重建技术的发展，可以重建胫骨的立体形态并且可以模拟胫骨髓内固定技术。（查新后补充）

必要性：因为胫骨在矢状位、冠状位均有弧度，简单通过x线片测量有失偏驳，x线平面结构更难反映胫骨关节面影响情况。另外胫骨髓腔的两条边界线并不对称，后缘边界线的弯曲度大于前缘。然而胫骨髓内钉于胫骨前方进钉，其进钉方向与髓腔轴线有夹角，进钉过程中势必加大成角，这样影响复位、造成骨折或骨折移位和胫骨近端松质骨的截骨、胫骨关节面的切割，影响内固定的效果及术后膝关节功能。（查新后补充）

新颖性、创新点：国内资料中没有正常成人ct三维重建下胫骨髓腔形态学的研究；没有ct三维重建下模拟胫骨髓内钉进钉过程中对胫骨近端截骨体积测量的研究；也没有ct三维重建下模拟胫骨髓内钉进钉过程中对胫骨平台关节面切割面积测量的研究。

研究意义：可以为临床手术提供依据，了解胫骨髓内固定技术中髓内进钉过程中是否会引起胫骨近端固定松动和胫骨平台关节面的损伤且为以后该类型患者的循证医学治疗，提供科学的参考指导

三、研究方法、技术路线、计划进度和阶段目标。

研究方法及技术路线：

选择20例自愿参加的健康体检者。受检者纳入标准：经临床问诊、体格检查和胫骨正侧位x线片检查排除胫骨畸形、肿瘤等骨病。医院伦理委员会批准本研究并与检查者签署同意书。

所有患者行胫骨全长64排ct扫描检查，扫描条件：层厚0.625mm，电流220ma，电压120 kv，512×512矩阵，获得其数据集。将ct连续断层图像数据导人三维重建软件mimics 14．11。先运用阈值选取技术(thresholding)，获得胸腰椎原始蒙罩(mask)。其次，运用三维区域增长技术(3d region growing)，修改原始蒙罩，得到新胸腰椎蒙罩。而后在三维实体(3d object)菜单栏获得所选取的实体结构区域的三维重建图像。在calculate 3d界面修补图像，并对重建图像进行平滑处理以提高图像质量。制作胫骨髓内钉cad的stl格式文件，导入mimics软件中，使用模拟手术模块，对胫骨进行模拟进钉。在三维重建体上测量进钉过程中胫骨近端截骨的体积及胫骨平台关节面的切割面积。对2008年至2012年我科和自贡市第四人民医院骨科的胫骨干中段骨折的内固定手术病人的资料进行复习，统计手术时间、出血量、伤口感染、血管神经损伤、间室综合征等；dr片进行测量，包括胫骨中上段骨折是否有纵裂或粉碎，矢状位上骨骺中轴线与骨干中轴线的夹角；功能随访包括膝关节hss评分、骨折愈合时间、踝关节功能评分和畸形、不愈合、感染等并发症；随机分为交锁髓内钉组和钢板组，对其临床资料、并发症、功能结果进行组间比较性分析；在交锁髓内钉组内根据dr片上骨折完整性和入

钉角的解剖形态进行分型，对组内不同型内间进行比较；对不同类型骨折在组间进行比较；在钢板组内分为锁定钢板和普通加压钢板固定治疗方式，对两种方式的功能结果进行比较分析。对以上的计量资料行统计学t检验，对并发症等计数资料行卡方检验

计划进度：

1、 2013年5-10月完成科研工作的准备；

2、 2013年10月-2014年6月完成正常成人胫骨ct资料搜集、模拟手术及测量。

3、2014年6月-2015年6月对纳入本课题的患者进行术后随访；

4、2015年6-12月完成数据统计分析、结题；总结资料完成2-3篇论文。

四、已具备的条件（包括前期研究工作、实验室设备、实验动物和动物实验、信息资料等）。

1、主研及协作单位的研究者在近五年有六项科立项，五个项目获科技成果奖，核心期刊发表论文8篇。本研究组有高级职称 6人，中级职称2人。

2、设备条件：主研及协作单位有螺旋ct 、dr摄片、mri、“c”臂x线透视机、骨科定位导航设备和层流手术室，已成功申请mimics软件试用版。

3、技术条件：主研及协作单位骨科的骨创伤治疗技术成熟，每年骨科住院病人3000 人次，每年胫骨中段骨折需要内固定约80人次，完全能满足本研究需要。

五、预期目标、成果应用前景、社会效益。

预期目标：1、寻找到能避免胫骨关节面切割的最小的骺干角和最大的进钉角。2、寻找到胫骨中段骨折选用交锁髓内钉能获得比钢板固定可获得更好的效果的最好的适应症（骨折完整性和骺干角大小）。

成果应用前景及社会效益：主研及协作单位骨科的骨创伤治疗技术成熟，每年骨科住院病人3000 人次，每年胫骨中段骨折需要内固定约80人次，本研究成果有广阔的临床应用前景，本研究成果能根据骨折的完整性和胫骨近端解剖形态准确的选择手术方式，使手术时间更短、出血量更少、感染等并发症更少、骨折愈合时间更短、膝关节功能更好，所以可以减少血液等医疗资源的浪费，可以使病人早日康复为国家的提供更多的劳动力，也能使病人获得更高的满意度，为创建和谐幸福社会做出巨大贡献，所以本研究可获得巨大的社会效益和经济效益

六、申报单位已经和拟采取的保障措施（人、财、物、管理）及配套条件安排情况。

课题负责单位及课题负责人和主研人将严格执行课题任务书确定的各项任务，严格按照指定的标准和按计划完成课题预定的目标，定期检查和举行会议总结讨论。按照要求编报课题年度执行情况和有关信息报表，提交课题验收的全部文件资料，并进行档案归档和成果登记。对课题执行中产生的知识产权进行积极有效的管理和保护，促进科技成果的转化

十、课题参加单位、协作单位及分工。

主研：荣县中医医院负责课题的申请、实施、资料的收集、整理、鉴定、成果申报。

协作：自贡第四人民医院负责协助课题的申请、实施，提供相关的临床病例资料，协助资料的整理、鉴定和成果申报。

十一、查新检索摘要。

四川省医学情报研究所经文献对比分析，得出以下查新结论：（1）该查新项目拟以20例健康成人为对象，对ct三维重建下胫骨髓腔形态学进行研究，并在ct三维重建下模拟胫骨髓内钉进钉过程胫骨近端截骨体积进行测量；对进钉过程胫骨平台关节面切割面积进行测量，为临床提供依据。国内未见相同研究报道。（2）该查新项目拟研究胫骨髓腔解剖形态学差异对胫骨骨折交锁髓内钉固定治疗效果影响进行临床研究，强调胫骨髓腔干骺角、入钉角和骨折完性对手术效果的影响。国内未见相同报道。