骶椎半側(cè)切除后重建的生物力學研究.pdf

1、背景：骶椎半側(cè)切除后重建是臨床上骨科醫(yī)生面臨的難題，原因在于切除重建后骨盆環(huán)的生物力學機制仍不清楚。一側(cè)骶骼關節(jié)被破壞后骨盆環(huán)平衡和穩(wěn)定性缺少明確測試數(shù)據(jù)；不同方法重建后骨盆環(huán)早期穩(wěn)定性如何，能否滿足患者早期的功能鍛煉和早期負重，這些都是臨床上亟待解決的問題。
　　 目的：分析骶骨半側(cè)切除重建后的生物力學變化規(guī)律，并通過與正常骨盆作對比，對臨床上可用的手術方式做一個初步的評價，為臨床上骶椎腫瘤切除后進行外科手術重建提供理論支持和

2、參考意見。
　　 方法：
　　 通過生物力學實驗，選擇6例尸體標本，沿矢狀面及骶髂關節(jié)面切除半側(cè)骶骨并建立骶椎半側(cè)缺損的骨盆模型，而后選擇Galveston法(單側(cè))、腓骨移植和髂骨移植三種工況，模擬對側(cè)骶髂關節(jié)融合及非融合兩種條件對骨盆進行重建。在骨盆的關鍵部位粘貼標記點。采取骨盆雙足站立位，通過電子萬能試驗機逐級加載至500N。應用CCD采集數(shù)字化的圖像，基于Imagej軟件，應用數(shù)字圖像處理技術(數(shù)字標記點質(zhì)心跟蹤

3、法、標尺面積標定法)多方位、多點、多角度計算骨盆的位移，比較正常骨盆及各種方法重建后骨盆的穩(wěn)定性；同時應用電阻應變片檢測骨盆關鍵部位(髂骨弓狀線、骶骨側(cè)塊等)的應變值，比較不同工況下骨盆的應變改變，應用SPSS11.5統(tǒng)計軟件對測試結(jié)果進行統(tǒng)計分析。
　　 結(jié)果：
　　 1)數(shù)字圖像處理技術分析結(jié)果：①位移測試結(jié)果顯示：正常骨盆雙足站立位穩(wěn)定性很好，抗壓縮功能、冠狀面抗外展失平衡功能及側(cè)位抗旋轉(zhuǎn)功能上都優(yōu)于任何修復重建方

4、式。骶椎半側(cè)切除，骨盆存在嚴重不穩(wěn)。半側(cè)骶椎缺損骨盆進行腓骨移植或髂骨移植后應用單側(cè)釘棒內(nèi)固定后，其穩(wěn)定性均有不同程度的改善，且各有優(yōu)勢，骶骨移植重建組在軸向抗壓縮性能及矢狀面抗旋轉(zhuǎn)性能方面優(yōu)于其他重建組(p<0.05)，與正常骨盆對照組結(jié)果相接近；腓骨移植重建組在冠狀面抗失衡性能方面優(yōu)于其他重建組(p<0.05)，與正常骨盆對照組結(jié)果相接近。由于腓骨移植重建組主要是前方力學傳導通道的重建，具有更強的冠狀面抗旋轉(zhuǎn)性能；而髂骨移植重建組主

5、要構(gòu)建骨盆后環(huán)的面積重建和力學通路重建，在矢狀面抗旋轉(zhuǎn)性能及冠狀面抗失衡性能方面具有優(yōu)勢。髂骨移植重建組中所移植的髂骨作為被半側(cè)切除骶骨的替代品，較移植腓骨具有與標本更多的接觸面積，能夠更穩(wěn)定的控制重建骨盆環(huán)的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。②應變片檢測結(jié)果如下：正常骨盆雙足站立位骨盆各部分應變值較小、應力分布均勻；行骶椎半側(cè)切除后，骨盆最大的應力改變在于健側(cè)弓狀線部位。從骨盆健側(cè)弓狀線和連接棒折彎處的應變值比較來看，腓骨移植重建固定優(yōu)于其他固定系統(tǒng)(p>

6、0.05)。由于腓骨空心皮質(zhì)骨的堅實特性，更大程度地分流了垂直載荷應力，使得應力傳導通過了更捷徑的前方重建傳導通路，降低了后方釘棒系統(tǒng)應力負擔，斷棒的風險較低。而Galveston重建術，因為沒有構(gòu)建除釘棒系統(tǒng)之外的應力傳導通路，使連接棒上的應力相對于其他工況而言，最為巨大，斷棒風險也最高。髂骨移植的效果居于前兩者之間，分析其原因，移植髂骨雖然重新構(gòu)建了完整的骨盆后環(huán)力學傳導通路，但其與Galveston重建的釘棒系統(tǒng)都在骨盆后方，使得

7、重建方法缺少前方支撐，故應力分散效果相對前路的移植腓骨而言較弱。
　　 結(jié)論：
　　 1)本文的研究工作初步探討了骶椎半側(cè)切除后骨盆環(huán)重建的生物力學機制問題，采用數(shù)字圖像處理技術和電阻應變片法分析，評價不同重建方式骨盆的穩(wěn)定性和應變(應力)變化，闡述了骶椎半側(cè)切除后為何要進行重建，針對幾種近年常用的重建方法的優(yōu)缺點提供了生物力學的指導意見。
　　 2)骶椎半側(cè)切除后，骨盆的穩(wěn)定性和應力分布發(fā)生改變，必須進行手術重