基于筋束骨理论三踝骨折手法复位机理的解剖和生物力学基础

It is the key of successful treatment to get anatomic reduction in clinical studies of the treatment of trimalleolar fractures by manipulative reduction. Due to complex displacement law of trimalleolar fractures, the manipulative reduction keeps all through in the phase of empirical accumulation. However, the bottle-neck of the treatment of trimalleolar fractures by manipulative reduction is the low anatomic reduction rate of the conservative therapy. In preliminary studies, we found that it is the key to explore the manipulative reduction mechanism of trimalleolar fractures to master the "Tendons Bundle Bones" action mechanism. Our preliminary research suggests that the mechanism of manipulative reduction of biomechanics can be revealed by the method of anatomy combined with the finite element analysis of the biomechanics..Accordingly, we will establish the finite element model of trimalleolar fractures on the basis of the cadavers anatomy , mechanical testing and image acquisition. Then we clarify the biomechanical mechanism of trimalleolar fractures in the process of manipulative reduction by the finite element analysis of manipulative reduction process of them,combining with the "Tendons Bundle Bones" mechanism of trimalleolar ankle fracture's reduction process and the bone-setting manipulation experience of the traditional Chinese medicine. Finally the Scientific Nature is verified by the manipulative reduction of the cadavers model, being combined with anatomical and biomechanical analyses..Thereby the foundation of anatomy and biomechanics will be laied for improving the anatomic reduction rate and development the robotic simulation equipment,and a new idea will be offered about manipulative reduction mechanism study of intra-articular fracture with anatomy and finite element analysis.

在手法复位治疗三踝骨折的临床研究中，实现其解剖复位是治疗成功的关键。三踝骨折移位规律复杂，其手法复位治疗一直处于经验性积累阶段。手法复位解剖复位率低是保守治疗三踝骨折的瓶颈。在前期研究工作中，我们发现把握好三踝骨折中"筋束骨"作用机制是探索三踝骨折手法复位机理的关键。前期研究工作提示我们：应用解剖研究结合生物力学有限元分析方法可以揭示其手法复位的生物力学机理。据此我们将在尸体标本解剖、力学测试和影像采集基础上，建立三踝骨折的有限元数字化模型，结合三踝骨折复位过程中"筋束骨"作用机理及传统中医正骨手法经验，先对三踝骨折手法复位过程进行有限元分析，阐明三踝骨折手法复位过程中的生物力学机理，再结合尸体标本模型手法复位、解剖及生物力学分析验证其科学性。为提高三踝骨折手法复位解剖复位率和开发仿真机器人复位器械奠定解剖及生物力学基础，为关节内骨折手法复位机理研究提供解剖和有限元分析相结合的新思路。

三踝骨折是一种常见的踝关节损伤，三踝骨折治疗不当将严重影响患者的行走和劳动生活能力，手术治疗三踝骨折容易出现伤口感染、关节功能不良、跟腱挛缩等并发症和后遗症，影响患者踝关节功能和生活。手法复位外固定治疗三踝骨折以其无手术创伤、愈合快、费用低为患者接受，三踝骨折移位规律复杂，其手法复位治疗一直处于经验性积累阶段，手法复位解剖复位率低是保守治疗三踝骨折的瓶颈。本课题在尸体标本解剖、力学测试和影像采集基础上，建立三踝骨折的有限元数字化模型，通过计算机模拟三踝骨折的手法复位过程并经尸体标本建模验证，揭示复位手法的解剖基础与生物力学机理。. 首先本项目通过尸体标本解剖和生物力学测试取得其材料的力学特性和结构参数，然后结合影像数据采集，建立其筋骨结构相对完整的三维有限元模型，用有限元分析方法进行三踝骨折手法复位分析；最后结合尸体标本建模实验研究进一步验证其科学性。在研究过程中设计发明了新型韧带横截面积测量仪器和手法复位力学参数测量系统。本研究通过临床影像资料分析收集测量，不但对每一型三踝骨折的骨折线特点进行了定性的分析，也进行了定量测量研究。本项目在研究过程中成功建立了旋后-外旋型、旋前-外旋型、旋前-外展型三踝骨折有限元模型，并结合临床中外固定器治疗三踝骨折手法复位正骨经验进行了有限元手法复位研究。通过有限元手法复位分析，结合临床实际总结出逆移位机制的手法复位方法，其与传统逆损伤机制的复位方法可以互补应用。随后运用两种不同的手法复位方法在尸体标本中验证，结果两组在影像学数据上比较，经统计学分析证明了逆移位机制的手法复位方法具有一定的有效性、科学性。课题提出的三踝骨折逆移位机制手法复位方法为实现关节内骨折手法复位解剖复位提供了新思路。本研究揭示三踝骨折的手法复位的解剖基础和生物力学机理，为提高手法复位治疗三踝骨折解剖复位率、为仿真手法复位智能机器人开发提供解剖基础和生物力学依据。