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摘要 目的 应用三维有限元方法比较骨盆骨折旋转不稳定型（Tile B 型）、垂直不稳定 型（Tile C 型）后环不同内固定方式生物力学稳定性，为骨盆后环骨折内固定方式 的临床选择提供理论依据。
方法 应用健康成人下腰椎及骨盆 CT 扫描所得 DICOM 数据，通过 Mimics10.1、 Geomagic Studio 12、Abaqus 6.14-1 等计算机软件重建包含韧带组织的下腰椎-骨盆 有限元模型，分析验证其有效性。在正常骨盆模型基础上人为去除骶髂关节相应 韧带组织分别建立旋转不稳定型（Tile B 型）、垂直不稳定型（Tile C 型）骨盆骨 折模型；再去除耻骨联合韧带，采用绑定或不绑定连接分别建立前环骨折固定和 不固定模型，分四组：一组（Tile B 型—前环固定）、二组（Tile B 型—前环不固 定）、三组（Tile C 型—前环固定）、四组（Tile C 型—前环不固定）。分别在各组 内建立不同骨盆后环骨折内固定模型，分为Ⅰ型（不固定—后环保守治疗）、Ⅱ型 （S1 骶髂螺钉内固定）、Ⅲ型（S1+S2 骶髂螺内钉固定）、Ⅳ型（后环张力带钢板 内固定）、Ⅴ型（改良 TOS 术式内固定—改良三角骨折固定术）。在髋臼处约束固 定，于第三腰椎上表面施加 500N 垂直载荷，选取骶髂关节骶骨上 a 点，测定其位 移变化，比较不稳定型骨盆骨折后环不同内固定方式生物力学稳定性。
结果 1.四组各型内固定治疗稳定性均小于正常下腰椎-骨盆模型，每组Ⅰ-Ⅴ型 位移大小均为：Ⅴ型<Ⅲ型<Ⅱ型<Ⅳ型<Ⅰ型（后环保守治疗）, 改良 TOS 术式内 固定骨折断端位移最小，稳定性最佳，接近正常骨盆，其次为 S1+S2、S1 骶髂螺 钉内固定，后环张力带钢板内固定断端位移明显增大，稳定性最差。2.固定前环可 以轻微提高骨盆后环稳定性，对 Tile B 型骨折稳定性可提高 1.7%-4.7%，对 Tile C 型骨折稳定性可提高 2%-4.5%。3. 所有内固定方式应用于 Tile B 型骨折稳定性均 优于 Tile C 型骨折，骶髂后韧带和骨间韧带对后环稳定性起重要作用。4.后环张力 带钢板应用于 Tile B 型骨折、Tile C 型骨折稳定性均与保守治疗相似，对后环固定作用不佳。
结论 改良 TOS 术式内固定稳定性最佳，接近正常骨盆，其次为 S1+S2 骶髂螺 钉内固定、S1 骶髂螺钉内固定，后环张力带钢板内固定稳定性最差，与保守治疗 无明显差异性。三维有限元法可有效反应不稳定型骨盆骨折后环不同内固定的生 物力学稳定性，为临床术式选择提供理论依据。
关键词 骨盆 骨折 后环 有限元 内固定
材 料 与 方 法
一、材料与仪器
健康男性，29 岁，身高 170cm，体重 62Kg，经影像学检查证实骨盆无肿瘤、 畸形、骨折等骨质破坏。
扫描 CT 设备：飞利浦 16 排螺旋 CT 扫描仪。
三维重建软件:Mimics10.1(Materialise 公司,比利时)。
扫描范围：第一腰椎至骨盆出口平面（坐骨结节下缘）。
三维图像后处理软件:Geomagic Studio 12(Geomagic 公司,美国)。
大型通用有限元分析软件：Abaqus 6.14(Abaqus 公司，美国)。
计算机（配置 i7 CPU,8G 内存）。二、下腰椎骨盆三维有限元模型的建立（一）、下腰椎骨盆三维重建模型的建立 行下腰椎及骨盆螺旋 CT 扫描，扫描平面:第一腰椎椎体至骨盆出口平面(坐 骨结节下缘)，描层厚度为 1mm，共获得二维 CT 图像 371 层，储存格式为 DICOM， 完整导入计算机。应用软件 Mimics10.1 三维图像生成和编辑处理软件，直接读取 DICOM 格式 CT 扫描数据快速重建三维模型，保存为 STL 格式并输出，见图 1。
（二）、下腰椎骨盆三维重建模型的后处理 将下腰椎骨盆三维重建模型 STL 格式文件导入 Geomagic Studio 12 软件，对 极不规则的下腰椎、骶骨、髂骨模型的曲面进行修饰，在多边形阶段通过填补表面空洞，去除表面不必要的凹凸痕迹，松弛平滑表面等功能使曲面更加光滑、规 则，有利于后期格栅的构造，避免有限元分析运算过程中不收敛的发生，见图 2。在精确曲面阶段通过探测编辑轮廓线，修理曲面片，构造编辑格栅，最后拟合曲 面生成下腰椎骨盆 NURBS 曲面模型，见图 3，保存为 iges 格式。
（三）、椎间盘三维重建模型的建立及后处理 应用 Geomagic Studio 12 软件在多边形阶段对 L3/L4、L4／L5 和 L5／S1 椎 问盘进行了模型的重建，经过曲面修饰，建立 NURBS 曲面模型，见图 4。
（四）、完整下腰椎-骨盆三维有限元模型的建立 1.网格划分 将下腰椎骨盆及各椎间盘模型 iges 文件导入 Hypermesh 软件中进行网格划 分，再应用三角形单元类型进一步划分，最终保存为 inp 格式并导出。2.模型导入装配 将 inp 格式文件导入有限元分析软件 Abaqus 6.14-1 中，执行装配命令，将 下腰椎骨盆、L3/L4、L4／L5 及 L5／S1 椎问盘装配到一起，见图 5。
3.材料属性赋值和接触关系设置 根据既往相关实验结果和参考文献[12] [13]，在 Abaqus 6.14-1 软件中定义下腰 椎骨盆、L3/L4、L4／L5 及 L5／S1 椎问盘模型材料属性，皮质骨厚度定义为 1.6mm， 设置各椎间盘与相应椎体间为绑定连接，骶髂关节设置为绑定连接。
4.骨盆主要韧带添加
根据实体正常解剖起止点位置，添加骶髂前韧带、骶髂后韧带（分长短两种）、 骶髂骨间韧带、骶棘韧带及骶结节韧带，均使用弹簧连接模拟，设置韧带参数[12] [13]， 耻骨联合韧带可简化设置为耻骨联合间绑定连接，建立包含韧带组织的完整下腰 椎-骨盆三维有限元模型，见图 6。
三、 下腰椎-骨盆三维有限元模型可信性验证
假设模型材料均质、连续、各向同性，模拟双足站立骨盆静态体位，在两侧 髋臼处约束固定，限制其位移和旋转，模拟正常体重于第三腰椎上表面均匀施加 500N 垂直载荷。选取右侧骶髂关节处骶骨上 a 点作为测量点, 见图 7，测定垂直 载荷时的位移变化与既往有限元研究及实体实验研究是否一致，分析骨盆应力云 图是否符合实际生理，确定模型建立的准确性。
四、不稳定型骨盆骨折三维有限元模型的建立
1.不稳定型骨盆骨折三维有限元模型的建立
不稳定型骨盆骨折前环后环均有损伤，可为单侧或双侧，本文后环均模拟单 侧骶髂关节损伤，骨折线选取在右侧骶髂关节。去除右侧骶髂关节绑定连接模拟 骨折，去除骶髂前韧带、骶结节韧带和骶棘韧带的弹簧连接，保留骶髂后韧带和 骶髂骨间韧带，建立骨盆骨折 Tile B 模型。在此基础上再去除骶髂后韧带和骶髂 骨间韧带弹簧连接，建立骨盆骨折 Tile C 模型。去除耻骨联合绑定连接模拟前环 损伤。
2.分组
采用绑定连接耻骨联合模拟建立前环固定模型，根据不同骨折类型和前环是 否固定进行分组，分为四组：一组（Tile B 型—前环固定），见图 8；二组（Tile B 型—前环不固定），见图 9；三组（Tile C 型—前环固定），见图 10；四组（Tile C 型—前环不固定），见图 11。
五、不同骨盆后环骨折内固定三维有限元模型的建立
应用 Abaqus 软件对不同后环内固定物建模，划分网格，生成各个实体内固定 物三维有限元模型。内固定物均为钛合金，参照文献设置相同的弹性模量及泊松 比[12] [13]。S1、S2 骶髂空心螺钉参数设置为：直径 6.5mm，螺帽直径 8mm。后环张 力带钢板参数设置为：宽 10mm，厚 3mm。改良 TOS 术式内固定装置参数设置为：椎弓根钉直径 6.5mm，连接棒直径 6mm。根据实际手术解剖位置装配各模型，设置 内固定物与下腰椎-骨盆接触位置为绑定连接，按治疗方式不同分为五种后环治疗 类型，分别在各组内建立不同骨盆后环骨折内固定三维有限元模型。
Ⅰ型，作为对照组，后环不固定，模拟后环保守治疗。
Ⅱ型，S1 骶髂螺钉内固定，一枚骶髂空心螺钉在 S1 椎体水平面固定，进钉点 位于髂前上棘与髂后上棘连线中后 1/3 交点附近，螺钉尖端达 S1 椎体中心或略过，不可穿出，见图 12。
Ⅲ型，S1+S2 骶髂螺内钉固定，应用两枚骶髂空心螺钉固定后环骨折，在 S1、 S2 椎体水平面固定，S1 骶髂螺钉同Ⅱ型，S2 骶髂螺钉进钉点位于髂结节与髂后下 棘连线前 4/5 与后 1/5 交点附近，同样避免经过骶髂关节耳状面，螺钉尖端达 S2 椎体中心或略过，不可穿出椎体，见图 13。
Ⅳ型，后环张力带钢板内固定，钢板位于髂后上棘平面，横跨骶骨和骶髂关 节，置于髂后上棘后面，钢板预弯使两端紧贴两侧髂骨外板，各三枚螺钉固定， 内侧一枚螺钉置于髂骨内外板之间，外侧两枚固定于髂骨上，见图 14。
Ⅴ型，改良 TOS 术式内固定-改良三角骨折固定技术，腰 3 和腰 4 椎体右侧分 别置入一枚椎弓根钉，右髂后上棘偏内置入一枚椎弓根钉，预弯连接棒连接 3 枚椎弓根钉；在右髂后上棘第一枚椎弓根钉旁稍后内方 1-2cm 处置入再置入一枚椎 弓根钉，对侧相同位置置入另一枚，连接棒横向连接 2 枚椎弓根钉，见图 15。
六、不稳定型骨盆骨折后环不同内固定方式生物力学稳定性有限元分析
对四组、五型共计 20 个模型分别进行完全相同于正常的下腰椎-骨盆模型的三 维有限元分析，约束固定部位、载荷受力和测量点的选择均一致，比较测量点的 位移，分析稳定性。
结 果
一、正常下腰椎-骨盆有限元模型有限元分析
正常下腰椎-骨盆三维有限元模型测量点 a 点位移为 0.052557mm ，与文献报 告相似[14] [15] 。
应力分布和应变分布符合实际正常生理，且力的传播扩散方向与整体位移方 向一致，这与相关实体研究结果一致[16]，骶髂关节受力位移与既往有限元生物力 学分析和人体实体防腐骨盆标本生物力学研究结果相似，可以认为此模型合理有 效可信，见图 16、17。
二、不同内固定方式的稳定性比较
四组各型内固定治疗稳定性均小于正常下腰椎-骨盆模型，位移大小均为：Ⅴ 型<Ⅲ型<Ⅱ型<Ⅳ型<Ⅰ型， 改良 TOS 术式内固定骨折断端位移最小，稳定性最佳， 接近正常骨盆，其次为 S1+S2、S1 骶髂螺钉内固定，后环张力带钢板内固定断端 位移明显增大，稳定性最差，应用于 Tile B 型骨折、Tile C 型骨折稳定性均与保 守治疗相似，对后环固定作用不佳。
1.Tile B 型—前环固定：a 点位移分别为 0.313420mm、0.063938mm、 0.060520mm、0.302261mm、0.054451mm，位移大小比较：正常模型<Ⅴ型<Ⅲ型<Ⅱ 型<Ⅳ型<Ⅰ型，Ⅳ型与Ⅰ型相近，Ⅱ型、Ⅲ型与Ⅴ型相近，Ⅳ型是Ⅴ型 5.6 倍， 见表 1。
2.Tile B 型—前环不固定：a 点位移分别 0.320884mm、0.067248mm、0.063304 mm、0.307740mm、0.056783mm，位移大小比较：正常模型<Ⅴ型<Ⅲ型<Ⅱ型<Ⅳ型< Ⅰ型，Ⅳ型与Ⅰ型相近，Ⅱ型、Ⅲ型与Ⅴ型相近，Ⅳ型是Ⅴ型 5.4 倍，见表 2。
3.Tile C 型—前环固定：a 点位移分别为 3.271090mm、0.068622 mm、0.067573 mm、2.888790 mm、0.056162mm，位移大小比较：正常模型<Ⅴ型<Ⅲ型<Ⅱ型<Ⅳ型 <Ⅰ型，Ⅳ型与Ⅰ型相近，Ⅱ型、Ⅲ型与Ⅴ型相近，Ⅳ型是Ⅴ型 51.8 倍，见表 3。
4.Tile C 型—前环不固定：a 点位移分别为 3.454570mm、0.070502 mm、 0.069802mm、2.947710mm、0.058370mm，位移大小比较：正常模型<Ⅴ型<Ⅲ型<Ⅱ 型<Ⅳ型<Ⅰ型，Ⅳ型与Ⅰ型相近，Ⅱ型、Ⅲ型与Ⅴ型相近，Ⅳ型是Ⅴ型 50.5 倍， 见表 4。
三、前环固定与不固定后环稳定性比较
固定前环可以轻微提高骨盆后环稳定性，对 Tile B 型骨折稳定性可提高 1.7%-4.7%，对 Tile C 型骨折稳定性可提高 2%-4.5%，见表 5、6。
四、Tile B 型骨折与 Tile C 型骨折稳定性比较
Tile C 型骨折较 Tile B 型骨折均不稳定。所有内固定方式应用于 Tile B 型 骨折稳定性均优于 Tile C 型骨折
1.前环固定时：后环不固定状态 Tile C 型骨折是 Tile B 型骨折位移 10.4 倍， 显示 Tile C 型骨折极其不稳定，采用Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅴ型内固定时 Tile C 型比 Tile B 型稳定性相当，位移分别高为 6.9%、10.1%、2.8%，但是Ⅳ内固定时 Tile C 型 比 Tile B 型稳定性明显下降，位移多 89.5%，见表 7。
2.前环不固定时：后环不固定状态 Tile C 型骨折是 Tile B 型骨折位移 10.8 倍，显示 Tile C 型骨折极其不稳定，采用Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅴ型内固定时 Tile C 型 比 Tile B 型稳定性相当，位移分别高为 5.2%、9.1%、2.7%，但是Ⅳ内固定时 Tile C 型比 Tile B 型稳定性明显下降，位移多 89.6%，见表 8。
讨 论
一、有限元建模验证有效性验证
1 椎间盘有限元模型建立及参数设置
椎间盘模型的三维重建历来是一个难题，Mimics 软件通过灰度值区分不同物 体，而椎间盘由纤维环、髓核和软骨盘三部分组成，CT 扫描图像中灰度值与周围 组织几乎相同，难以精确区分。本文应用 Geomagic Studio 12 软件在多边形阶段 对 L3/L4、L4／L5 和 L5／S1 椎间盘进行了模型的重建，使用多边形平面裁剪功能， 应用全局坐标系，选择合适平面及位置度将椎间盘上下相应椎体平面完整截取并 保留；然后，使用多边形偏移功能，将椎体上下平面沿正法线方向整体偏移 0.5mm， 后应用多边形修补修复工具中翻转法线功能，得到与相邻椎体完全吻合而无接触 的椎间盘上下面,为后期有限元分析过程中实现椎体与椎间盘的良好接触打下了 的基础；最后，使用多边形填充孔功能在椎间盘上下面之间搭建多个桥梁，后逐 个填充桥梁间单个孔，曲面修饰后建立完整椎间盘模型。
正常脊柱生理情况下，椎间盘具有缓冲震荡及承受传递载荷能量,同时限制脊 柱节段过多活动的力学和生理功能，椎体上下关节突关节具有维持脊柱稳定功能， 本文重点研究人体生理站立位骨盆环的静态受力稳定情况，因此在保证了下腰椎 正常传递载荷能量功能的情况下，为方便计算，对椎间盘及下腰椎模型进行简化 处理，将椎间盘定义为骨性材料属性，腰椎关节突关节 Mimics 阶段已视为融合绑 定。
2.骶髂关节连接的参数设定
骶髂关节属于微动关节，正常生理状态下稳定性强，Dommise[17]认为这主要依 赖骶髂关节后上方的韧带复合体、骶髂关节面极不平整、髂骨前方小骨突的阻挡 等解剖因素。亦有学者[18]提出凹凸不平的关节面在重力下自动内锁和骶髂关节后 方韧带悬吊牵拉对关节稳定起主要作用，尤其是骶髂骨间韧带。骶骨和髂骨耳状 面之间不存在关节间隙，影像学检查所见的关节间隙实际上是骶髂关节软骨影。本文有限元模型中骶髂关节关节面已平滑处理，且存在骶髂关节间隙，虽然会添 加骨盆韧带组织，但是为保证骶髂关节稳定性，本文将骶髂关节之间设置为绑定 连接。
3.三维有限元模型有效性验证
三维有限元法具有诸多优点，但是现今还没有一个完全统一的建模标准，在 原始数据、建模过程、参数设置、运算结果等方面都可能存在差异，因此，需要 对建立的完整下腰椎-骨盆三维有限元模型进行有效验证
常用验证方法分为 3 种：第一，应用实体实验生物力学测定法，进行同模同 况同过程同评价指标重复试验验证。此方法的实现最困难，但可靠性最高。第二， 参考相关文献验证，此方法的实现相对容易，但完全相同的文献获得困难，可能 只有相似文献参考，可靠性中等。第三，结合临床观点验证，此方法容易实现 但可靠性较差。本文应用第二种方法验证。
本文所建立的正常下腰椎骨盆模型应力分布特点：整个下腰椎-骨盆三维有限 元模型受力沿矢状位中轴基本对称一致，力由腰椎有效向下传导，到达骶椎，沿 后环经双侧骶骨上部、骶髂关节，坐骨大切迹、髂骨弓状线等，最终传至双髋臼， 因髋臼约束固定，所以应力集中于此部位。骶骨相对于髂骨来说整体表现为向下 垂直并向前倾旋转移位，与相关研究一致[19]，模型最大受力部位在第三腰椎上表 面载荷最初施加处，此处最早受力并向下传导。模型前环受力不明显，因此双足 站立骨盆静态体位正常体重状态下，力主要沿骨盆后环向前向下向外传导至下肢， 骨盆后环结构表现负重作用明显，前环结构受力传导不明显，表现支撑作用明显。本文正常下腰椎-骨盆有限元模型应力分布均匀对称，符合正常生理。
本文所建立的正常下腰椎骨盆模型应变分布特点：整个下腰椎-骨盆三维有限 元模型应变亦沿矢状位中轴基本对称一致并向两侧递减，并且冠状位向下呈梯形 分布递减，应变主要表现在腰椎和骨盆后部，包括骶骨和双侧骶髂关节周围，髂 前上棘、髋臼周围和耻骨联合周围应变表现不明显，坐骨结节处略有表现，考虑 韧带牵拉作用。模型最大受力部位在第三腰椎上表面载荷最初施加处。本文正常 下腰椎-骨盆有限元模型应变符合正常生理。
本文正常下腰椎-骨盆三维有限元模型测量点位移为 0.052557mm，马春光[14] 应用人体实体防腐骨盆标本研究，施加 400N 于骶椎表面，得出骶髂关节裂缝状移 位为 0.059 士 0.012mm，与本文结果相似；张景僚[15]建立骨盆有限元模型，施加 500N 垂直载荷于骶椎上表面，得出骶骨相对于髂骨位移为 0.0636mm，与本文结果 相似。
因此本研究所建立模型，应力分布和应变分布符合实际正常生理，且力的传 播扩散方向与整体位移方向一致，这与相关实体研究结果一致[16]，骶髂关节受力 位移与既往有限元生物力学分析和人体实体防腐骨盆标本生物力学研究结果相 似，可以认为此模型合理有效可信。
二、骨盆后环骨折的内固定方式的选择
不稳定型骨盆骨折常同时累及到前后环，骨盆后环骨折损伤包括髂骨、骶骨 骨折和骶髂关节脱位，无明显手术禁忌情况下，内固定治疗已成为不稳定型骨盆 后环骨折后期治疗的首选，骨盆后环对骨盆环的稳定至关重要，后环的手术重建 历来是骨盆骨折内固定研究的重点。本文结果显示尽管不同手术方式可不同程度 增加骨盆后环稳定性，但其生物力学稳定性均差于未骨折的骨盆。
1.骶髂螺钉内固定
骶髂螺钉跨髂骨内外板及骶髂关节置入骶骨，具有相当好的稳定性，目前有 微创置钉和切开置钉两种术式，切开可获得最大程度的骨折复位，但创伤性大。经皮微创置钉创伤比较小，但需多次多角度透视，而且骨折复位不佳时，容易损 伤重要神经血管，所以对于后环骨折移位明显且复位困难患者，选择切开复位更 合适。计算机辅助导航技术最先应用于颌面外科，随后应用于骨科领域且迅速发 展，使微创置入骶髂螺钉变得简单易行且疗效满意[20] [21] [22]。此技术微创、高效、 安全，但操作复杂、设备昂贵且硬件要求高，限制了其广泛推广应用[23] [24]。Osterhoff 等 [25]发现影像学帮助下可同时安全置入 S1 和 S2 骶髂螺钉，其应用 S1 和 S2 骶髂螺钉内固定治疗不稳定骨盆后环骨折患者 38 例，术后随访 2-8 个月， 其中 28 例患者术后 4-12 周可负重行走，2 例有感觉减退症状，4 例因位置不正 或螺钉松动等原因行二次手术，所有患者骨折愈合良好，认为经皮骶髂螺钉内固 定可安全 、有效地治疗骨盆后环骨折 。本文中两种骶髂螺钉固定方式可靠，S1+S2 骶髂螺内钉固定稳定性优于 S1 骶髂螺钉内固定，但优势不明显，因此术中 S1 骶 髂螺钉置入后冒险置入 S2 骶髂螺钉增加稳定性意义不大，但起一定预防弯钉、断 钉作用。
2.后路张力带钢板固定
后环张力带钢板固定后环骨折,简单、微创、出血少、切口感染发生率低、易 掌握[26]。本文结果显示各种工况下后路张力带钢板固定对后环稳定性均不佳，同 保守治疗相似。这是由于张力带钢板只是固定在两侧髂骨上，未达到骶骨，只连 接了两侧髂骨翼，仅在一个平面上完成骨盆后环的连接完整，起到“箍桶”作用 。而骶髂关节周围损伤后，其关节面凹凸不平自咬合“自锁装置”不同程度破坏， 骶髂关节生物力学动力性稳定机制不同程度减弱或丧失， 此时张力带钢板固定仅 防止两侧髂骨翼分离但对后环的稳定作用十分有限 ，但是可能会增加整个骨盆环 稳定性，需进一步实验验证。因此临床上此固定方式适用于无明显移位的后环骨 折，对不稳定后环骨折特别是 Tile C 型骨盆骨折不建议采用。
3. 改良 TOS(triangular osteosynthesis，三角骨折固定术)技术
20 世纪 90 年代中期经 L4、5 椎弓根与髂骨翼固定的下腰椎骨盆支撑技术开始 应用，但未达到预期固定效果, 缺乏防旋转及横向加压稳定作用。Schildhauer 等 将下腰椎骨盆支撑技术与骶骨横向固定装置联用设计出了类似三角形的骨折固定 技术，可同时抵抗垂直和旋转应力，此技术固定安全牢固且疗效显著，对怀疑神 经损伤患者亦可术中一期减压。以往椎弓根钉固定在 L4、L5 或 L5、S1 ，连接棒 预弯“S”形，自身强度降低，有时需将椎旁肌切断才能置放连接棒，创伤较大， 手术操作费时，且髂部固定螺钉尾部突向体表，易出现压疮，尤其是消瘦患者[27]。本文改良后选择固定 L3、L4 椎体，实体生物力学研究报道固定 L3、L4 和 L4、L5 椎体对 Tile B 型骨盆骨折稳定效果相似，这样连接棒预弯变得简单，自身强度丢 失减少[28]，术后随访复查也未见断钉和钉拔出等[29]。而且连接棒可以从椎旁肌肉 下方穿过，损伤明显减少。本文研究显示改良 TOS 技术内固定对所有不稳定后环 骨折稳定性都是最好的。
三、前环固定与不固定对后环稳定性影响
本位结果显示，固定前环可以轻微提高骨盆后环稳定性，骨盆前后环同时固 定治疗效果优于单纯后环固定，对 Tile B 型骨折稳定性可提高 1.7%-4.7%，对 Tile C 型骨折稳定性可提高 2%-4.5%。其中任何骨折类型采用Ⅳ型（后环张力带钢板内 固定）治疗时，固定前环对后环稳定性提高都是最少的。虽然固定前环对后环稳 定提高有限，但骨盆环作为一个整体环状结构，40%的骨盆稳定性来自前环结构， 前后环骨折时，单纯固定后方骨折，仍是开环结构，骨盆整体稳定性较前后环同 时固定的闭环结构差。但在临床上，还应结合患者整体耐受和术者对术式的熟练 应用等具体情况做决定。
四、Tile B 型骨折、Tile C 型骨折后环内固定的选择
本文结果显示，Tile C 型骨折是 Tile B 型骨折位移 10.8 倍，是正常骨盆的 65.7 倍，提示 Tile C 型骨折及其不稳定性。这是因为 Tile B 相对于 Tile C 型骨 折，骶髂后韧带和骨间韧带完整，这两条韧带在骨盆后环垂直和前后方向上具有 重要的稳定作用，Tile[30]经过实体生物力学实验认为，保持骶髂后韧带和骨间韧 带完整，其他韧带全部断裂，骨盆后环也能保存相当好的稳定性。因此，虽然 Tile B 型骨折采用改良 TOS 技术内固定、S1S2 骶髂螺钉内固定技术可提高后环稳定性， 但是由于这种类型骨折后环有一定的稳定性可以不必固定，或者采用微创骶髂螺 钉内固定。而 Tile C 型骨折虽然采用骶髂螺钉有相近的稳定效果，但是由于后环 承受的垂直剪切力非常大，临床上容易螺钉弯曲、甚至断裂导致不稳定，因此建 议选择改良 TOS 技术内固定骨盆后环，效果可靠。
五、不足与展望
由于腰椎骨盆解剖结构的复杂性，尽管三维有限元法仿真效果很好，但仍无 法完全模拟反映实体生物力学。本研究还有以下方面需进一步完善改进：1.韧带 位置和参数来自相关参考文献，虽参照实体解剖位置添加，但与实际仍有偏差。2.下腰椎-骨盆有限元模型材料假设为均质、连续、各向同性，实际却不同，而且 仅定义了骨皮质参数，未定义松质骨参数，内固定结果可能产生误差。3.钢板螺 钉部分简化，固定位置与实体手术也有所不同，对结果产生影响。随着数字化医 学的不断发展，有限元仿真模拟的进步，临床应用会更加广泛。
结 论
综上所述，通过三维有限元法比较不稳定型骨盆骨折后环不同内固定方式的 稳定性，显示改良 TOS 术式内固定稳定性最佳，接近正常骨盆，其次为 S1+S2 骶 髂螺钉内固定、S1 骶髂螺钉内固定，后环张力带钢板内固定稳定性最差。三维有 限元法可有效反应不稳定型骨盆骨折后环不同内固定的生物力学稳定性，为临床 术式选择提供理论依据。
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