改良Galveston技術的數(shù)種改良方式用于骶骨次全切除術后重建的生物力學研究及臨床應用.pdf

1、研究背景高位骶骨腫瘤的治療常常需要行骶骨次全切除術，不同程度地破壞骶髂關節(jié)及其周圍結構，術后患者需長時間臥床，并易留下腰痛等后遺癥。隨著材料科學的發(fā)展，目前術后應用器械進行重建的病例越來越多，有效減少了患者術后臥床時間，改善了生活質(zhì)量。改良Galveston技術(Modified Galveston Technique，MGT)是目前臨床應用最多的腰骶部重建方法之一。Gokaslan等在最初提出利用這一方法進行腰骶部重建時，建議重建時采

2、用6枚椎弓根螺釘雙側固定L3-5節(jié)段的下腰椎，并且要放置2-3根橫連接。但在實際工作中由于種種原因，MGT的臨床使用并非完全按照其標準的方式實施，例如有的醫(yī)師會根據(jù)患者的經(jīng)濟能力和病情而酌情減少橫連接以及腰椎椎弓根螺釘?shù)臄?shù)目，或者對于單側骶髂關節(jié)破損的患者只進行單側重建等等。這樣能夠節(jié)省治療費用、簡化手術操作步驟并減少患者的創(chuàng)傷，但缺乏長期的臨床隨訪以及足夠的生物力學依據(jù)。 研究目的探討臨床上出現(xiàn)的非標準MGT的生物力學特性，進

3、而尋找一種更加符合生物力學原理的腰骶部重建方式，以期為臨床應用提供一定的依據(jù)和參考。 研究方法： 臨床隨訪：對臨床病例的功能效果進行隨訪，對比末次隨訪與術后即刻的X線片，利用國際保肢學會(International Society of Limb Salvage，ISOLS)制定的骨與軟組織腫瘤術后功能重建評分表(下肢)對患者進行問卷調(diào)查，記錄各項評分。 生物力學研究：建立完整(Intact)、骶骨次全切除術后(

4、Defect)以及MGT重建后(Recon)的三維有限元模型，利用生物力學實驗以及文獻對比的方法，對所建的三維有限元模型進行驗證。然后再(1)對Recon模型進行修改，在垂直壓縮、前屈、后伸、左彎和右旋5種工況下進行計算，探討橫連接以及腰椎椎弓根螺釘?shù)臄?shù)目和位置對MGT重建的穩(wěn)定性的影響：(2)對Intact模型進行修改，建立單側骶髂關節(jié)損壞后行單側固定重建(1SF)和雙側固定重建(2SF)的三維有限元模型并計算，對單側骶髂關節(jié)損壞后行

5、單側MGT重建的方式進行探討；(3)提出一種新型的四棒內(nèi)固定方式，利用三維有限元分析的方法將其與傳統(tǒng)的MGT進行對比。 結果： 臨床隨訪：重建后患者功能滿意，各固定組之間疼痛、功能、心理承受、支持物、行走和步態(tài)評分之間無明顯差別，并發(fā)癥主要并發(fā)癥為切口感染、脫棒和腰部僵直感。 生物力學研究：(1)橫連接的數(shù)目和位置對于垂直壓縮、前屈、后伸和左彎四種工況下的剛度沒有影響。與不使用橫連接相比，使用1根橫連接后內(nèi)固定系

6、統(tǒng)的扭轉剛度的增加較為明顯；與使用1根橫連接相比，使用2或3根橫連接時扭轉剛度的增加幅度相對較小，在L5椎弓根螺釘下方使用橫連接可能會增加內(nèi)固定系統(tǒng)的最大應力；與僅固定L5椎體時相比，增加L4的椎弓根螺釘能夠明顯提高內(nèi)固定系統(tǒng)在屈、后伸、左彎和右旋四種狀態(tài)下的剛度，但繼續(xù)增加L3的椎弓根螺釘并不繼續(xù)增加內(nèi)固定系統(tǒng)的剛度。(2)單側固定能夠限制骶髂關節(jié)的活動，但沒有雙側固定時明顯。器械上的應力分布形式基本相同，但單側固定模型的棒和髂骨釘上

7、的應力峰值較大。(3)在骶骨次全切除時，新型四棒內(nèi)固定方式的在各方向上的剛度都要大于MGT重建，但器械上的最大應力要大于MGT重建；在全骶骨切除時，新型四棒內(nèi)固定方式的位移和最大應力都要遠遠小于傳統(tǒng)的MGT重建方式。 結論： 各種非標準的MGT方式均可以有效增強腰骶部的穩(wěn)定性，促進患者早期活動，減少臥床相關并發(fā)癥。但腰椎固定節(jié)段過少可能會增加術后脫棒的風險，腰椎固定節(jié)段過多則可能會引起明顯的腰部僵直感。增加橫連接能夠增強

8、內(nèi)固定系統(tǒng)的扭轉剛度，增加椎弓根螺釘?shù)臄?shù)目能夠增強內(nèi)固定系統(tǒng)在屈伸、側彎和扭轉狀態(tài)下的剛度。根據(jù)本研究的結果，推薦“L4-5雙側椎弓根螺釘+1根橫連接(位于L5椎弓根螺釘上方)”的重建方式。單側固定在術后早期能夠起到足夠的固定作用，但與雙側固定比較，骶髂關節(jié)的活動幅度相對較大，可能會降低器械抗疲勞壽命，并且L5椎弓根螺釘至髂骨釘之間的鈦棒以及髂骨釘尾部的應力也顯著增加，加大了釘棒斷裂的風險。新型四棒內(nèi)固定重建腰骶部能夠顯著增加腰骶部的穩(wěn)