应用X射线计算机图像处理分析不同内固定物材料性能对兔胫骨骨折愈合过程中骨痂含量的影响(英文)

摘要

背景:骨折愈合方式有一期和二期愈合,二期愈合同自然愈合过程相接近。一些实验结果证实,即使应用非常坚硬的AO钢板,能达到胫骨一期愈合的也仅占37%。不同的内固定材料对骨折愈合过程中骨痂的形成及其含量有着不同的影响。目的:应用计算机辅助判断不同内固定材料对骨折愈合不同阶段骨痂的形成及其含量的影响。设计:随机对照观察。单位:第二军医大学长海医院骨科,第二军医大学实验动物中心。材料:实验于2000-03/2001-07在第二军医大学实验动物中心和骨科实验室完成。随机抽取新西兰兔51只,雌雄不限,按内固定物的不同分成3组,每组17只。矩形髓内钉组,Ender钉组和不锈钢接骨板组。方法:先行骨折动物模型的造模术,骨折内固定部位为兔左胫腓骨交界下2mm处,均不用外固定。每组动物于内固定术后2,3,4,8,12周分别拍摄手术侧胫骨正侧位X射线片。拍片后各组处死3只动物进行骨痂肉眼观察及骨痂的最大直径测量,对不同时期X射线片变化作定量分析,将X射线片经扫描仪扫描输入到计算机,经图像处理系统,用光标定出各实验侧骨痂区相同的面积,用积分法计算出各组不同时期的骨痂灰度密度积分。实验组各组间差异性用方差分析和SNK检验进行分析处理。主要观察指标:观测不同时期X射线片测量的骨痂的最大直径,计算各组不同时期骨痂灰度密度积分。结果:纳入实验动物51只,因腹泻死亡4只及伤口局部感染骨外露,共脱失6只。矩形髓内钉组、Ender钉组和不锈钢接骨板组各脱失2只,进入结果分析动物数45只。①骨痂直径测量结果:同组相比8周时骨痂直径最大;同期比较矩形髓内钉组的骨痂直径最大,Ender钉组次之,不锈钢接骨板组最少犤4周为(11.24±0.38),(10.86±0.65),(8.12±0.36)mm;8周为(13.56±0.88),(12.84±0.20),(10.52±0.68)mm;12周为(12.66±0.65),(11.84±0.55),(9.68±0.27)mm犦。矩形髓内钉组、Ender钉组和不锈钢接骨板组组间均有显著差异,矩形髓内钉组和Ender钉组相比则无显著差异。②骨痂灰度密度分析显示结果:同组的骨痂灰度密度值随术后时间的增加而增大;同期比较矩形髓内钉组的骨痂灰度密度积分值最高,Ender钉组次之,不锈钢接骨板组最少犤4周为89.11±1.05,86.42±3.12,47.28±1.57;8周为159.69±3.64,148.72±1.68,79.63±2.41;12周为192.46±4.96,186.53±1.84,107.34±2.37犦。矩形髓内钉组、Ender钉组和不锈钢接骨板组组间均有显著差异,矩形髓内钉组和Ender钉组相比,8周后组间差异显著。结论:矩形髓内钉组和Ender钉组在骨折不同时期的骨痂量较不锈钢接骨板组多,促进了骨折愈合。利用骨痂量来判断骨折的愈合程度是一传统的方法,具有直观明了、客观确实、简单实用等特点。结合计算机图像分析处理可以避免阅片时的主观性,同时进行的数字化处理不仅可以更好的帮助判断骨痂的量,而且还可以帮助判断骨痂的质。对临床治疗起着更好的指导作用。