骨科中最关键的问题之一是发展一种以客观方式和非侵入性方法评估骨折愈合的程序，取代基于x射线的实际金标准。在过去的几十年里，已经提出了许多解决方案，基于不同的原理，从静态弯曲刚度的估计，到超声波和机械振动。然而，一个可靠的解决方案还没有定义。

图1所示。(a)冲击试验程序和频响系数定义。(b)骨折愈合时FRF曲线示例。

机械振动方法在骨折愈合评估中的应用可以追溯到20世纪90年代，当时在体内试验中也获得了第一个有希望的结果。然而，这种方法被放弃了，可能是由于实验仪器和数据处理的复杂性。近年来技术的进步以及振动数据处理的新型快速算法的发展促使人们重新评估这种监测骨折的方法。这种方法的基本思想是，骨刚度在愈合过程中发生变化，通常随着骨痂向愈合的骨组织演变而增加，并且刚度影响系统振动的方式，即共振频率和形状。事实上，当刚度增加时，频率也会增加。这些振动特征可以通过冲击试验获得(图1a)，主要包括通过仪器化的微锤(作为振动源- IN)进行重复撞击，同时通过加速度计(OUT)获取结构某些点的加速度。在频率场中处理in - out信号的波形，可以得到所谓的频响函数(frequency Response Function, FRF)，可以用来识别谐振频率(图1b)。

我们的研官方manbetx手机版究小组一直专注于将机械振动方法应用于使用外固定架治疗骨折，其中螺钉入骨的销钉可以方便地利用来激发骨并在冲击测试中捕获其响应。因此可以防止通过软组织的传输，并提高信号的质量。

图2所示。(a)六针固定架初始配置的图片。(b) frf在第一愈合阶段的演变。(c)股骨骨折在骨延长结束时(0周)和第7周的x线图像。

在对胫骨假体进行了几次初步测试后，很少进行体内测量。最有趣的案例之一是应用机械振动来监测外固定架延长股骨的愈合过程(图2a)。冲击测试活动耗时5个月，每3-4周进行一次测试。七周后，由于感染，一些针被取出，因此考虑了两种不同的配置:取针前和取针后。这一点很重要，因为为了确保谐振频率的变化可以归因于刚度的变化，不应该对系统进行任何其他修改。在监测周期的每个时段估计系统的频响和谐振频率。图2b中显示了第一个配置中具有六个引脚的三个测试会话的示例。将冲击试验结果与x射线图像提供的指示进行比较(图2c)。观察到，在最初的愈合阶段，共振频率每周增加约2-3%。第一共振频率的增幅最大(约22%)。 In a second phase, probably after the formation of the woven bone, the vibratory response remained almost unchanged. The results presented support the application of the impact testing approach for fracture healing assessment.

罗伦萨加尼姆¹，弗朗西斯卡·迪·普契奥¹，斯特凡诺马^2
1比萨大学土木与工业工程系，意大利比萨
²意大利比萨大学转化研究与新外科和医疗技术系官方manbetx手机版

出版

体外固定延长股骨的体内冲击试验:骨折愈合无创监测的未来选择?
李建军，李建军，李建军，等
J R Soc接口。2018年5月

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