股骨上段組配式骨干假體的設計與生物力學分析及臨床應用.pdf

1、目的:應用新型數(shù)字化技術觀察股骨上段髓腔形態(tài)并測量其形態(tài)學參數(shù)，設計股骨上段組配式骨干假體系統(tǒng)，并通過有限元方法分析股骨上段組配式骨干假體重建后股骨生物力學改變及假體力學結構特點。通過回顧性研究探討股骨干惡性骨腫瘤切除后骨干假體重建骨缺損的臨床效果。
　　 方法:(1)選取50例健康成年人，男25例，女25例，年齡20-60歲，身高155-180cm，體重指數(shù):18-24。CT掃描要求:掃描范圍股骨頭至股骨小轉子下100mm，層

2、厚1mm，Dicom格式刻光盤保存。將CT原始數(shù)據(jù)導人數(shù)字化骨科臨床研究平臺系統(tǒng)（SuperImageorthopedicsEdition1.1CybermedLtd）依次測量每個模型股骨小轉子下緣以遠共11個層面髓腔內徑、股骨橫斷面外徑等參數(shù)。將每層測量結果相對應的數(shù)值詳細記錄，將數(shù)據(jù)導入SPSS13.0，計算每組平均數(shù)（(X)），標準差(S)等指標，計算結果（(X)±S）mm。
　　 (2)選取1例健康男性，將CT掃描的全股

3、骨Dicom格式文件導入Mimics10.0軟件中進行三維重建，將Mimics軟件中輸出的股骨三維模型導入GeomagicStudio10.0軟件中，建立全股骨及股骨缺損模型。模擬成人慢步行走步態(tài)周期中髖關節(jié)承載處于峰值時刻股骨的應力分布，通過配對資料t檢驗分析正常股骨與組配式骨干假體重建后股骨6個特征性觀測區(qū)域的應力，探討股骨上段組配式骨干假體重建后股骨生物力學特點。
　　 (3)2011年6月至2013年4月收治股骨干惡性骨

4、腫瘤患者9例，男3例，女6例，年齡63-80歲，平均年齡69歲。腫瘤類型:骨轉移瘤8例，骨髓瘤1例。9例患者中8例就診時伴有病理性骨折，1例影像學檢查表現(xiàn)為溶骨性破壞，瀕臨骨折（Mirels評分為9分）。術后兩周隨訪時采用國際骨腫瘤協(xié)會MSTS（MusculoskeletalTumorSociety，MSTS）評分評價患者肢體功能。術前及術后兩周隨訪時分別采用視覺模擬評價系統(tǒng)VAS(Visualanaloguescale，VAS評分)進

5、行疼痛程度評價，評估患者術后疼痛緩解程度。
　　 結果:(1)股骨上段髓腔測量結果見表1.1。股骨髓腔中點縱軸線上小轉子水平下緣距離股骨近端關節(jié)面的距離69±9.91mm。
　　 (2)正常全股骨模型平均等效應力分布顯示壓應力主要集中于股骨距及股骨干中下1/3內側，最大值99.93MPa;張應力主要集中于股骨干外側，最大值88.75MPa。股骨上段組配式骨干假體重建后特征性觀測區(qū)域應力值與正常股骨應力值無顯著統(tǒng)計學差異(

6、P＞0.05)。股骨上段組配式骨干假體重建后模型應力極值均未超過股骨與鈦合金的極限強度。
　　 (3)9例患者均順利完成手術，平均截骨長度9.8cm(7-15cm)。末次隨訪時9例患者中死亡5例，死亡原因均為腫瘤多發(fā)臟器轉移，多器官功能衰竭。4例存活患者平均隨訪6個月(2-10個月)。術后2周患者MSTS評分平均25分（23～28分），肢體功能恢復至原來的80％，術后兩周開始逐步下地負重活動。術前VAS評分平均8分（7-10分）

7、，術后兩周VAS評分平均2分（0-4分），疼痛緩解率達到100％。隨訪期內，所有患者均未發(fā)生假體相關并發(fā)癥，無假體翻修病例;1例患者術后發(fā)生傷口感染，經(jīng)換藥、清創(chuàng)、應用抗生素后傷口愈合。結論:(1)應用新型數(shù)字化技術可以得到精確的、可重復性的股骨上段髓腔形態(tài)學參數(shù)。(2)股骨上段組配式骨干假體重建符合股骨生物力學特點，恢復了股骨完整性和應力傳導。(3)股骨干惡性骨腫瘤切除后的節(jié)段性骨缺損，骨干假體重建是一種可選擇的重建方法，該重建方法可