椎弓根螺釘系統(tǒng)翻修手術(shù)的臨床研究及其應(yīng)力有限元分析.pdf

1、外科內(nèi)固定手術(shù)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(yán)重的椎間盤疾患等。曾有幾種內(nèi)固定系統(tǒng)應(yīng)用于臨床。自60年代經(jīng)椎弓根植入短節(jié)段螺釘這一內(nèi)固定技術(shù)應(yīng)用于臨床以來(lái)，以其固定堅(jiān)強(qiáng)，能同時(shí)固定脊柱前、中、后柱，且僅涉及病椎上下椎體，手術(shù)創(chuàng)傷小、復(fù)位滿意、安全簡(jiǎn)便等的優(yōu)點(diǎn)，在臨床上已獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。目前，椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)已成為治療下胸椎及腰椎疾患的標(biāo)準(zhǔn)手術(shù)，但是隨著該技術(shù)的普及，其術(shù)后翻修的病例逐年增多。由于

2、翻修手術(shù)較第一次更復(fù)雜，風(fēng)險(xiǎn)更大，或更換內(nèi)植物，給患者帶來(lái)痛苦、增加患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，引起患者的強(qiáng)烈不滿，常常導(dǎo)致醫(yī)療糾紛的發(fā)生。因此，如何減少椎弓根螺釘手術(shù)后翻修是我國(guó)骨科界面臨的一項(xiàng)重要課題。本課題對(duì)翻修的原因、翻修的方式、翻修手術(shù)的效果及載荷下椎弓根的應(yīng)力分布進(jìn)行了研究，以總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)手術(shù)技術(shù)器械設(shè)計(jì)，提高手術(shù)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(dòng)、神經(jīng)根刺激及假關(guān)節(jié)形成等。其中椎弓根螺釘內(nèi)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(nèi)固定術(shù)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(bào)告6.7％的骨折患者，2.6％的退行性疾病的患者術(shù)后發(fā)生椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)失效或失敗。我院592例椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)中4.9％因內(nèi)固定系統(tǒng)失效或失敗而進(jìn)行翻修，在86例翻修手術(shù)中AR及RF內(nèi)固定系統(tǒng)翻修49例，占翻修病例的56.92％。因此，有必要對(duì)這二種內(nèi)固定系統(tǒng)載荷下的應(yīng)力分布特點(diǎn)有一全面

4、地了解。而有限元法利用數(shù)學(xué)原理可以模擬整個(gè)內(nèi)固定系統(tǒng)在載荷轄的各個(gè)不同部位的應(yīng)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(cè)量整個(gè)器械的應(yīng)力分布情況，以便了解其應(yīng)力分布特點(diǎn)，這對(duì)手術(shù)醫(yī)師及器械設(shè)計(jì)者都具有指導(dǎo)意義。 第一部分短階段椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)后翻修的臨床研究 目的： 1.分析短階段椎弓根螺釘固定術(shù)后的常見(jiàn)并發(fā)癥及翻修常見(jiàn)的原因，尋求解決對(duì)策，以提高手術(shù)效果。 2.探討患者年齡、性

5、別、職業(yè)、初次手術(shù)的病因、手術(shù)方式、內(nèi)固定器械的應(yīng)用等不同因素對(duì)翻修原因及手術(shù)及隨訪效果的影響。 3.評(píng)估翻修手術(shù)的療效及隨訪的效果。 4.提出預(yù)防椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)后翻修的方法。 結(jié)論： 1.短階段椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)翻修的原因是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，其涉及到內(nèi)固定系統(tǒng)的材料、設(shè)計(jì)、類型以及患者自身情況、所患疾病、手術(shù)、術(shù)后處理等因素均可以導(dǎo)致手術(shù)失敗。因此，術(shù)前詳細(xì)的計(jì)劃、內(nèi)固定系統(tǒng)的選擇、完善的手術(shù)操作及合

6、理的術(shù)后處理對(duì)預(yù)防翻修是十分重要的。應(yīng)用短階段椎弓根螺釘系統(tǒng)治療胸腰椎疾患手術(shù)醫(yī)師應(yīng)術(shù)前仔細(xì)閱X片、嚴(yán)格掌握手術(shù)適應(yīng)癥、合理選擇內(nèi)固定系統(tǒng)、熟悉椎弓根的局部解剖、術(shù)中操作正規(guī)、掌握正確的內(nèi)固定置入技術(shù)、徹底解除神經(jīng)系統(tǒng)的壓迫、防止神經(jīng)根損傷，術(shù)后合理的護(hù)理及保護(hù)，只有采用綜合方法才能將椎弓根內(nèi)固定的翻修減少到最低。 2.翻修的效果與初次手術(shù)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(guān)。翻修手術(shù)術(shù)后效果明顯，且手

7、術(shù)效果能夠保持。因此，對(duì)于確實(shí)椎弓根內(nèi)固定術(shù)后需要翻修的患者應(yīng)盡可能地行翻修手術(shù)，以提高患者的生活質(zhì)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(nèi)固定系統(tǒng)有限元模型的建立及生物力學(xué)分析 目的： 1.建立AF、RF內(nèi)固定系統(tǒng)的有限元模型，研究AF、RF內(nèi)固定系統(tǒng)在加載情況下整個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)力分布，以了解椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)的應(yīng)力構(gòu)成。 2.研究AF、RF內(nèi)固定系統(tǒng)在不同螺釘置入角度時(shí)的應(yīng)力分布變化，

8、尋求置釘最佳角度以減少AF、RF內(nèi)固定系統(tǒng)的短裂，為椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)的臨床應(yīng)用提供生物力學(xué)依據(jù)，提高手術(shù)成功率。@3.研究AF、RF內(nèi)固定系統(tǒng)的應(yīng)力分布特點(diǎn)，以了解單節(jié)段與跨節(jié)段內(nèi)固定系統(tǒng)的應(yīng)力分布區(qū)別。 結(jié)論： 1.通過(guò)用有限元方法對(duì)整個(gè)器械應(yīng)力結(jié)構(gòu)的分析顯示：椎弓根內(nèi)固定系統(tǒng)在負(fù)荷情況下其應(yīng)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(jié)合處為應(yīng)力集中點(diǎn)；并且內(nèi)固定系統(tǒng)的應(yīng)力分布隨著SSA及TSA角度的變化而

9、改變，臨床上應(yīng)在椎弓根解剖允許的條件下盡量選取內(nèi)固定系統(tǒng)受力較小的角度進(jìn)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(nèi)固定系統(tǒng)的應(yīng)力在螺釘及連接棒的分布是有區(qū)別的。 2.本試驗(yàn)為今后在器械設(shè)計(jì)上加強(qiáng)其應(yīng)力集中點(diǎn)的抗疲勞強(qiáng)度提供了力學(xué)依據(jù)。所測(cè)系統(tǒng)應(yīng)力集中點(diǎn)也是臨床上系統(tǒng)斷裂的常見(jiàn)部位，有限元所測(cè)試的結(jié)果和臨床研究結(jié)果基本一致。表明：利用有限元方法可以研究椎弓根內(nèi)固定系統(tǒng)在螺釘不同置釘角度時(shí)的應(yīng)力分布，其結(jié)果是可靠