股骨上段組配式骨干假體的設(shè)計(jì)與生物力學(xué)分析及臨床應(yīng)用.pdf

1、目的:應(yīng)用新型數(shù)字化技術(shù)觀察股骨上段髓腔形態(tài)并測(cè)量其形態(tài)學(xué)參數(shù)，設(shè)計(jì)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(xué)改變及假體力學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。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(zhuǎn)子下100mm，層

2、厚1mm，Dicom格式刻光盤保存。將CT原始數(shù)據(jù)導(dǎo)人數(shù)字化骨科臨床研究平臺(tái)系統(tǒng)（SuperImageorthopedicsEdition1.1CybermedLtd）依次測(cè)量每個(gè)模型股骨小轉(zhuǎn)子下緣以遠(yuǎn)共11個(gè)層面髓腔內(nèi)徑、股骨橫斷面外徑等參數(shù)。將每層測(cè)量結(jié)果相對(duì)應(yīng)的數(shù)值詳細(xì)記錄，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS13.0，計(jì)算每組平均數(shù)（(X)），標(biāo)準(zhǔn)差(S)等指標(biāo)，計(jì)算結(jié)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(dǎo)入Mimics10.0軟件中進(jìn)行三維重建，將Mimics軟件中輸出的股骨三維模型導(dǎo)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(guān)節(jié)承載處于峰值時(shí)刻股骨的應(yīng)力分布，通過配對(duì)資料t檢驗(yàn)分析正常股骨與組配式骨干假體重建后股骨6個(gè)特征性觀測(cè)區(qū)域的應(yīng)力，探討股骨上段組配式骨干假體重建后股骨生物力學(xué)特點(diǎn)。
　　 (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(zhuǎn)移瘤8例，骨髓瘤1例。9例患者中8例就診時(shí)伴有病理性骨折，1例影像學(xué)檢查表現(xiàn)為溶骨性破壞，瀕臨骨折（Mirels評(píng)分為9分）。術(shù)后兩周隨訪時(shí)采用國(guó)際骨腫瘤協(xié)會(huì)MSTS（MusculoskeletalTumorSociety，MSTS）評(píng)分評(píng)價(jià)患者肢體功能。術(shù)前及術(shù)后兩周隨訪時(shí)分別采用視覺模擬評(píng)價(jià)系統(tǒng)VAS(Visualanaloguescale，VAS評(píng)分)進(jìn)

5、行疼痛程度評(píng)價(jià)，評(píng)估患者術(shù)后疼痛緩解程度。
　　 結(jié)果:(1)股骨上段髓腔測(cè)量結(jié)果見表1.1。股骨髓腔中點(diǎn)縱軸線上小轉(zhuǎn)子水平下緣距離股骨近端關(guān)節(jié)面的距離69±9.91mm。
　　 (2)正常全股骨模型平均等效應(yīng)力分布顯示壓應(yīng)力主要集中于股骨距及股骨干中下1/3內(nèi)側(cè)，最大值99.93MPa;張應(yīng)力主要集中于股骨干外側(cè)，最大值88.75MPa。股骨上段組配式骨干假體重建后特征性觀測(cè)區(qū)域應(yīng)力值與正常股骨應(yīng)力值無顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(

6、P＞0.05)。股骨上段組配式骨干假體重建后模型應(yīng)力極值均未超過股骨與鈦合金的極限強(qiáng)度。
　　 (3)9例患者均順利完成手術(shù)，平均截骨長(zhǎng)度9.8cm(7-15cm)。末次隨訪時(shí)9例患者中死亡5例，死亡原因均為腫瘤多發(fā)臟器轉(zhuǎn)移，多器官功能衰竭。4例存活患者平均隨訪6個(gè)月(2-10個(gè)月)。術(shù)后2周患者M(jìn)STS評(píng)分平均25分（23～28分），肢體功能恢復(fù)至原來的80％，術(shù)后兩周開始逐步下地負(fù)重活動(dòng)。術(shù)前VAS評(píng)分平均8分（7-10分）

7、，術(shù)后兩周VAS評(píng)分平均2分（0-4分），疼痛緩解率達(dá)到100％。隨訪期內(nèi)，所有患者均未發(fā)生假體相關(guān)并發(fā)癥，無假體翻修病例;1例患者術(shù)后發(fā)生傷口感染，經(jīng)換藥、清創(chuàng)、應(yīng)用抗生素后傷口愈合。結(jié)論:(1)應(yīng)用新型數(shù)字化技術(shù)可以得到精確的、可重復(fù)性的股骨上段髓腔形態(tài)學(xué)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(xué)特點(diǎn)，恢復(fù)了股骨完整性和應(yīng)力傳導(dǎo)。(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