骶椎半側(cè)切除后重建的生物力學(xué)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(xué)機(jī)制仍不清楚。一側(cè)骶骼關(guān)節(jié)被破壞后骨盆環(huán)平衡和穩(wěn)定性缺少明確測(cè)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(fù)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(xué)變化規(guī)律，并通過與正常骨盆作對(duì)比，對(duì)臨床上可用的手術(shù)方式做一個(gè)初步的評(píng)價(jià)，為臨床上骶椎腫瘤切除后進(jìn)行外科手術(shù)重建提供理論支持和

2、參考意見。
　　 方法：
　　 通過生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)，選擇6例尸體標(biāo)本，沿矢狀面及骶髂關(guān)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(duì)側(cè)骶髂關(guān)節(jié)融合及非融合兩種條件對(duì)骨盆進(jìn)行重建。在骨盆的關(guān)鍵部位粘貼標(biāo)記點(diǎn)。采取骨盆雙足站立位，通過電子萬能試驗(yàn)機(jī)逐級(jí)加載至500N。應(yīng)用CCD采集數(shù)字化的圖像，基于Imagej軟件，應(yīng)用數(shù)字圖像處理技術(shù)(數(shù)字標(biāo)記點(diǎn)質(zhì)心跟蹤

3、法、標(biāo)尺面積標(biāo)定法)多方位、多點(diǎn)、多角度計(jì)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(shí)應(yīng)用電阻應(yīng)變片檢測(cè)骨盆關(guān)鍵部位(髂骨弓狀線、骶骨側(cè)塊等)的應(yīng)變值，比較不同工況下骨盆的應(yīng)變改變，應(yīng)用SPSS11.5統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
　　 結(jié)果：
　　 1)數(shù)字圖像處理技術(shù)分析結(jié)果：①位移測(cè)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(fù)重建方

4、式。骶椎半側(cè)切除，骨盆存在嚴(yán)重不穩(wěn)。半側(cè)骶椎缺損骨盆進(jìn)行腓骨移植或髂骨移植后應(yīng)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(shì)，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(duì)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(duì)照組結(jié)果相接近。由于腓骨移植重建組主要是前方力學(xué)傳導(dǎo)通道的重建，具有更強(qiáng)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(xué)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(shì)。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(biāo)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(yīng)變片檢測(cè)結(jié)果如下：正常骨盆雙足站立位骨盆各部分應(yīng)變值較小、應(yīng)力分布均勻；行骶椎半側(cè)切除后，骨盆最大的應(yīng)力改變?cè)谟诮?cè)弓狀線部位。從骨盆健側(cè)弓狀線和連接棒折彎處的應(yīng)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(jiān)實(shí)特性，更大程度地分流了垂直載荷應(yīng)力，使得應(yīng)力傳導(dǎo)通過了更捷徑的前方重建傳導(dǎo)通路，降低了后方釘棒系統(tǒng)應(yīng)力負(fù)擔(dān)，斷棒的風(fēng)險(xiǎn)較低。而Galveston重建術(shù)，因?yàn)闆]有構(gòu)建除釘棒系統(tǒng)之外的應(yīng)力傳導(dǎo)通路，使連接棒上的應(yīng)力相對(duì)于其他工況而言，最為巨大，斷棒風(fēng)險(xiǎn)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(xué)傳導(dǎo)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(yīng)力分散效果相對(duì)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(xué)機(jī)制問題，采用數(shù)字圖像處理技術(shù)和電阻應(yīng)變片法分析，評(píng)價(jià)不同重建方式骨盆的穩(wěn)定性和應(yīng)變(應(yīng)力)變化，闡述了骶椎半側(cè)切除后為何要進(jìn)行重建，針對(duì)幾種近年常用的重建方法的優(yōu)缺點(diǎn)提供了生物力學(xué)的指導(dǎo)意見。
　　 2)骶椎半側(cè)切除后，骨盆的穩(wěn)定性和應(yīng)力分布發(fā)生改變，必須進(jìn)行手術(shù)重