椎弓根螺釘系統(tǒng)翻修手術的臨床研究及其應力有限元分析.pdf

1、外科內固定手術常用于治療胸腰段及腰椎疾患，如骨折、退行性疾病、腫瘤、滑脫以及嚴重的椎間盤疾患等。曾有幾種內固定系統(tǒng)應用于臨床。自60年代經椎弓根植入短節(jié)段螺釘這一內固定技術應用于臨床以來，以其固定堅強，能同時固定脊柱前、中、后柱，且僅涉及病椎上下椎體，手術創(chuàng)傷小、復位滿意、安全簡便等的優(yōu)點，在臨床上已獲得越來越廣泛的應用。目前，椎弓根螺釘內固定技術已成為治療下胸椎及腰椎疾患的標準手術，但是隨著該技術的普及，其術后翻修的病例逐年增多。由于

2、翻修手術較第一次更復雜，風險更大，或更換內植物，給患者帶來痛苦、增加患者的經濟負擔，引起患者的強烈不滿，常常導致醫(yī)療糾紛的發(fā)生。因此，如何減少椎弓根螺釘手術后翻修是我國骨科界面臨的一項重要課題。本課題對翻修的原因、翻修的方式、翻修手術的效果及載荷下椎弓根的應力分布進行了研究，以總結經驗，改進手術技術器械設計，提高手術成功率。 翻修的主要原因包括：椎弓根螺釘系統(tǒng)的斷裂、螺釘松動、神經根刺激及假關節(jié)形成等。其中椎弓根螺釘內固定系統(tǒng)的

3、斷裂最容易因患者不滿而引起醫(yī)療糾紛。Yahiro研究顯示在所有椎弓根螺釘內固定術的患者中系統(tǒng)斷裂占7.1％，而其他并發(fā)癥為5.6％。Yuan等報告6.7％的骨折患者，2.6％的退行性疾病的患者術后發(fā)生椎弓根螺釘內固定系統(tǒng)失效或失敗。我院592例椎弓根螺釘內固定術中4.9％因內固定系統(tǒng)失效或失敗而進行翻修，在86例翻修手術中AR及RF內固定系統(tǒng)翻修49例，占翻修病例的56.92％。因此，有必要對這二種內固定系統(tǒng)載荷下的應力分布特點有一全面

4、地了解。而有限元法利用數(shù)學原理可以模擬整個內固定系統(tǒng)在載荷轄的各個不同部位的應力分布。本研究中建立了AF及RF的有限元模型，并在不同置釘角度下測量整個器械的應力分布情況，以便了解其應力分布特點，這對手術醫(yī)師及器械設計者都具有指導意義。 第一部分短階段椎弓根螺釘內固定術后翻修的臨床研究 目的： 1.分析短階段椎弓根螺釘固定術后的常見并發(fā)癥及翻修常見的原因，尋求解決對策，以提高手術效果。 2.探討患者年齡、性

5、別、職業(yè)、初次手術的病因、手術方式、內固定器械的應用等不同因素對翻修原因及手術及隨訪效果的影響。 3.評估翻修手術的療效及隨訪的效果。 4.提出預防椎弓根螺釘內固定術后翻修的方法。 結論： 1.短階段椎弓根螺釘內固定術翻修的原因是一個復雜的問題，其涉及到內固定系統(tǒng)的材料、設計、類型以及患者自身情況、所患疾病、手術、術后處理等因素均可以導致手術失敗。因此，術前詳細的計劃、內固定系統(tǒng)的選擇、完善的手術操作及合

6、理的術后處理對預防翻修是十分重要的。應用短階段椎弓根螺釘系統(tǒng)治療胸腰椎疾患手術醫(yī)師應術前仔細閱X片、嚴格掌握手術適應癥、合理選擇內固定系統(tǒng)、熟悉椎弓根的局部解剖、術中操作正規(guī)、掌握正確的內固定置入技術、徹底解除神經系統(tǒng)的壓迫、防止神經根損傷，術后合理的護理及保護，只有采用綜合方法才能將椎弓根內固定的翻修減少到最低。 2.翻修的效果與初次手術的方式、固定階段及植骨方式、翻修的原因及翻修方式等多種因素有關。翻修手術術后效果明顯，且手

7、術效果能夠保持。因此，對于確實椎弓根內固定術后需要翻修的患者應盡可能地行翻修手術，以提高患者的生活質量，避免病情加重，減少醫(yī)療糾紛的發(fā)生。 第二章AF與RF內固定系統(tǒng)有限元模型的建立及生物力學分析 目的： 1.建立AF、RF內固定系統(tǒng)的有限元模型，研究AF、RF內固定系統(tǒng)在加載情況下整個系統(tǒng)的應力分布，以了解椎弓根螺釘內固定系統(tǒng)的應力構成。 2.研究AF、RF內固定系統(tǒng)在不同螺釘置入角度時的應力分布變化，

8、尋求置釘最佳角度以減少AF、RF內固定系統(tǒng)的短裂，為椎弓根螺釘內固定系統(tǒng)的臨床應用提供生物力學依據(jù)，提高手術成功率。@3.研究AF、RF內固定系統(tǒng)的應力分布特點，以了解單節(jié)段與跨節(jié)段內固定系統(tǒng)的應力分布區(qū)別。 結論： 1.通過用有限元方法對整個器械應力結構的分析顯示：椎弓根內固定系統(tǒng)在負荷情況下其應力的分布是不同的；下位螺釘?shù)母考斑B接棒的下端釘棒結合處為應力集中點；并且內固定系統(tǒng)的應力分布隨著SSA及TSA角度的變化而

9、改變，臨床上應在椎弓根解剖允許的條件下盡量選取內固定系統(tǒng)受力較小的角度進釘，以使器械受力降至最小，減少系統(tǒng)斷裂的幾率；單節(jié)段與跨節(jié)段內固定系統(tǒng)的應力在螺釘及連接棒的分布是有區(qū)別的。 2.本試驗為今后在器械設計上加強其應力集中點的抗疲勞強度提供了力學依據(jù)。所測系統(tǒng)應力集中點也是臨床上系統(tǒng)斷裂的常見部位，有限元所測試的結果和臨床研究結果基本一致。表明：利用有限元方法可以研究椎弓根內固定系統(tǒng)在螺釘不同置釘角度時的應力分布，其結果是可靠