肱骨远端骨折钢板内固定治疗的三维数字化测量

薛 飞，郝 廷*，冯 卫

（内蒙古医科大学第二附属医院1.创三科；2.创一科，内蒙古 呼和浩特 010030）

肱骨远端骨折钢板内固定治疗的三维数字化测量

薛 飞1，郝 廷2*，冯 卫1

（内蒙古医科大学第二附属医院1.创三科；2.创一科，内蒙古 呼和浩特 010030）

目的通过选择30例成人肱骨远端CT数据，建立60套肱骨远端数字模型，并通过mimics软件测量肱骨远端相关解剖学参数，为临床工作中肱骨远端骨折的手术治疗、内固定材料设计、改良提供依据。方法30例CT连续扫描non-elbow关节在内蒙古医科大学第二附属医院的选择，女性13例。共60侧（肱骨大结节下缘至肱骨髁，年龄18—41岁，平均32岁），将所得数据以DICOM格式导入Mimics16.0软件，进行三维重建、建立三维模型数据库。重建后在模型上设计内固定手术方案并测量手术置钉参数。结果肱骨远端左右侧宽分别为（56.81±2.54）mm和（56.82±2.53）mm；肱骨外侧髁前后径分别为（27.53±1.39）mm和（27.54±1.39）mm；除S1外，肱骨内、外侧皮质骨厚度均随序数增大数逐渐变薄，内侧变化范围较大。髓腔宽度随序数增大逐渐变小；所有参数左右侧别间差异均无统计学意义。结论本研究所建模型精度较高，几何相似性好，可以在模型上进行相关应用解剖学参数测量也可以为内植物材料设计、改良提供依据。

肱骨远端，数字解剖，

本课题研究的肱骨远端骨折主要指肱骨髁间骨折，骨折波及关节面，骨折块碎，骨折复位、固定较困难，而且固定不稳定，严重影响肘关节功能[1，2]。由于肱骨远端宽扁且骨皮质较薄，内髁与外髁连为一体，其周围软组织结构也较为复杂，其内植物固定的位置选取与置钉长度、角度等临床手术参数较不全面系统，既往肱骨远端的临床解剖学研究均为干燥骨手工测量[3]，由于其标本多以损伤，误差较大，所以对于临床患者的操作参考价值不大。近十几年，数字解剖在数字医学的大背景下应运而生，通过数字化图像分析系统软件对特定的结构进行三维重建，重建的结构可以进行任意角度的旋转、切割与测量，其结果更接近真实参数，并可以进行相关手术模拟，其对于精确的个性化手术方案的制定具有重要作用。本研究拟应用数字化三维重建技术进行肱骨远端骨折的临床解剖学研究，为临床上获得准确的解剖学数据提供一种更为方便、快捷的新兴测量方法，为今后的解剖学研究提供一种新思路。

1 材料

1.1 影像学数据

病历选自内蒙古医科大学第二附属医院影像科非肘关节疾患成人CT连续扫描数据30例，男性17例，女性13例。共30侧（肱骨大结节下缘至肱骨髁，年龄18—41岁，平均32岁），将获取的影像数据存储于3T（Toshiba Canvio 3.5）移动硬盘。

1.2 CT扫描机与计算机

Philips Medical System Brilliance 16 排 CT 机，华硕 A43EI243SV-SL 笔记本电脑（CPU：Intel 酷睿i52430M，CPU 主频：2.4GHz，内存：2GB DDR3 1333MHz，WindowsXP 系统）。

1.3 三维图像分析软件

三维重建软件：Materialise's Interactive Medical Image Control System 16.0软件（Materialise，Belgium）

2 方 法

2.1 肱骨远端的三维重建

在MSCT工作站中，调整对比度，使测量结构清晰显像后以Dicom格式文件保存，将所保存文件导入三维重建软件Mimics16.0中，利用阈值设定，对不同结构赋以不同Mask，对不同的Mask边界通过冠状面、矢状面和三维立体图形进行手工边界修饰，修饰后进行最终重建，利用软件中的3种不同断面（水平面、冠状面、矢状面）进行图像配准，确定测量点，激活Tools工具栏，测量相关径线和角度指标。

2.2 相关参数的手动测量

肱骨大结节下缘5cm至肱骨髁每隔2 cm划分为一段，共分为5段，利用软件的工具栏中平面（立体）径线及角度测量工具，根据三维立体模型与二维模型配准对照，测量肱骨远端相关解剖学参数及每段中部的髓腔直径、皮质厚度见图1～3。

图1 肱骨远端宽、肱骨外侧髁前后径、肱骨外侧髁基底宽的测量

图2 肱骨内外侧皮质及髓腔横径

图3 肱骨远端分段示意图

2.3 统计学处理

采用SPSS 17.0软件进行分析，并利用平均土的标准偏差对测量数据进行了测量，并采用匹配的数据t测试来比较各参数的左右两边。P小于0.05在统计学上是显著的。

3 结 果

3.1 肱骨远端宽

肱骨远端左、右侧分别为（56.81±2.54）mm和（56.82±2.53）mm，侧别间差异通过配对资料t检验，无统计学意义（t=0.011，P=0.991）。

3.2 肱骨外侧髁前后径

肱骨外侧髁前后径左、右侧分别为（27.53±1.39）mm和（27.54±1.39）mm，侧别间差异通过配对资料t检验，无统计学意义（t=0.005，P=0.996）。

3.3 肱骨5段中部内外侧皮质及髓腔横径（见表1）

通过下表分析得知，S1钉道处于肱骨髁部移行区，内外侧皮质骨厚度、髓腔横径值明显变小。从S1--S5钉道数值显示：内侧皮质骨的厚度和髓腔的横向直径逐渐变薄，随着序数的增加，变化的范围更大，外侧皮质骨的厚度也变小了，且内侧皮质厚度明显大于外侧皮质骨厚度，这与肱骨中下段近似三角形向肱骨远端扁宽状移行相符合。所有节段左右侧别间通过配对资料t检验，差异均无统计学意义。

表1 肱骨5段屮部内外侧皮质及髓腔横径（±s，mm）

表1 肱骨5段屮部内外侧皮质及髓腔横径（±s，mm）

左侧右侧tp内侧皮质宽3.64±0.284.22±0.681.7590.117 S5髓腔宽9.42±0.359.92±0.501.8540.101外侧皮质宽3.58±0.234.04±0.452.9410.061内侧皮质宽4.78±0.605.14±0.801.1650.083 S4髓腔宽9.37±0.399.50±0.330.5650.588外侧皮质宽3.99±0.584.18±0.420.4610.648内侧皮质宽4.22±0.634.33±0.200.3870.709 S3髓腔宽10.57±1.1210.84±0.560.4760.647外侧皮质宽3.55±0.393.70±0.500.5150.620内侧皮质宽6.44±0.596.76±0.670.8030.445 S2髓腔宽12.68±1.3413.49±0.731.1810.272外侧皮质宽3.87±0.544.06±0.820.7830.518内侧皮质宽2.44±0.292.76±0.270.7050.541 S1髓腔宽3.17±0.333.19±0.290.0810.052外侧皮质宽1.87±0.241.84±0.220.8730.416

4 讨 论

本实验提示：肱骨后外侧钢板固定时，外侧髁部后前方向置入松质骨螺钉，其长度不能超过29 mm，以免螺钉过长突破外髁关节面、影响肘关节伸屈活动。在肱骨干手术固定植入螺钉时，可参照本研究测量所得数据选择长度合适的螺钉，以免螺钉过多穿越对侧皮质或置钉长度不够、发生不良事件的发生，如发生故障。由于东西方不同民族的饮食文化和体型的差异，近年来许多国家的骨形态差异引起了人们的关注。西方学者发现，每个直径线的骨架都是不同的，不同的民族适合内固定材料，亚洲人的白色人种解剖参数可能导致适应度较低，固定效果经常被破坏。为了达到更好的手术效果，内部固定材料的设计和使用必须考虑到种族差异。在现有的产品规范和肱骨远端肱骨的解剖参数上存在着一些差异，我们需要根据大样本和多中心合作测量来改进中国人民的解剖数据。

5 展望与不足

本研究所建模型精度较高，几何相似性好，可以在模型上进行相关应用解剖学参数测量。但研究所涉及样本量小、参考价值有一定局限性，掌握了数字解剖的测量法可以进行多中心、大样本研究、统计，为医学生解剖教学、临床外科手术提供理论依据及参数。

[1] 王亚斌,张云庆,周正明,等.肱骨髁间骨折的内固定治疗[J].骨科,2012,3(2):80-82.

[2] Xie Zhi-xin,Wu Di,Guo Xin-lian,et al.Y-shaped plate versus double plate internal fi xation via different inserted ways for treatment of humeral intercondylar fractures[J].Journal of Clinical Rehabilitative Tissue Engineering Research,2011,15(17):3103-3108.

[3] Robinson CM,Hill RM,Jacobs N,et al.Adult distal humeral metaphyseal fractures:epidemiology and results of teratment.J Orthop Trauma,2003,17(1):38-47.

[4] 郝 廷,余 斌,等.股骨远端微创锁定内固定钢板固定参数的三维数字化测量[J].中国组织工程研究,2012,16(13):2292-2295.

Three-dimensional digital measurement in Distal humerus fractures with plate internal fi xation treatment

XUE Fei1, HAO Ting2, FENG Wei1
(The Second Af fi liated Hospital of Inner Mongolia Medical University 1.Department of trauma three;2.Department of trauma one, Inner Mongolia Hohhot 010030, China)

ObjectiveBy selecting 30 cases of distal humerus in adults CT data,60 sets of humerus distal digital model,humerus distal relevant anatomy parameter were measured through the mimics software for clinical work in the surgical treatment of distal humerus fractures,and they can provides the data for design、improvement of internal fi xation materials.MethodsThirteen cases imaging samples with no disease or osteoporosis were selected from the Second Af fi liated Hospital of Inner Mongolia Medical College.the male were 17,the female 13 cases.(a total of 60 sides,the lower edge of the greater trochanter to the lateral epicondyle,age 18-41 years old,the average age of 32),The MIMICS16.0 software was used to do the three-dimensional reconstruction.internal fi xation operation scheme on the model design and measurement nailing operation parameters after Reconstruction.ResultsAfter operation fi xation in Chinese adults,the width and anteroposterior diameter of condylus lateralis femoris were (56.81±2.54) mm and (27.53±1.39) mm in the left and (56.82±2.53) mm and (27.54±1.39) mm in the right; In addition to the S1,the inner and outer cortical bone thickness of the humerus become thin with ordinal number gradually up,inside bigger range.The width of the medullary cavity increases with ordinal became smaller;and there was no signi fi cant difference between two sides.ConclusionThe model precision and geometric similarity were better in our study,we could measure relevant anatomical parameter on the model and provided the data for design、improvement of internal fi xation materials.

Distal humerus;Digital anatomy,

R687.33

A

ISSN.2095-8242.2017.059.11500.03

内蒙古自然科学基金资助项目（编号KJT13MS1107）

郝廷，副主任医师，研究方向创伤骨科，E-mail：543732588@qq.com

本文编辑：吴玲丽