计算机辅助骨盆恶性肿瘤的手术治疗

[目的]探讨应用计算机辅助的骨盆恶性肿瘤病例手术范围和植入假体设计的手术治疗后的临床效果.[方法]应用CT数据及快速成型技术,模拟骨盆肿瘤切除重建术,设计手术切除范围,制造病变骨盆精确模型和植入个体化假体;2003年6月～2007年7月,共有9位患者进行了肿瘤切除个体化人工半骨盆重建术,其中男3例,女6例,骨巨细胞瘤4例,脊索瘤2例,软骨肉瘤2例,骨肉瘤1例.根据Enneking骨盆肿瘤分区:Ⅱ区3例,同时累及Ⅱ区和Ⅲ区5例,同时累及Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区、骶骨区(Ⅳ区)1例.随访时间为12个月到5年.[结果]手术中病变切除彻底,假体安装顺利,术中平均出血4 700 ml,术后1例患者伤口内积血、感染,予以清创、灌洗引流后,选用敏感抗生素后痊愈.所有患者术后4～6周扶双拐部分负重行走,术后4个月逐渐弃拐,3例(33%)患者复发,其中骨肉瘤1例,术后18个月死于双肺转移;软骨肉瘤1例,术后13个月局部复发,术后17个月死亡;1例脊索瘤术后半年复发,二次手术,半年后再次复发,放弃治疗,3个月后死亡.1例术后2年时出现螺钉松动,患者可持拐行走.其余5例患者假体无松动,患侧髋关节和对侧髋关节对称.[结论]计算机辅助下的骨盆恶性肿瘤的手术范围设计,使切除边缘更彻底,个体化的人工半骨盆,与患者骨盆形状高度一致,保证了手术的顺利进行和良好临床效果,该技术在骨盆恶性肿瘤的切除及重建中有着良好的应用前景. 后4个月逐渐弃拐,3例(33%)患者复发,其中骨肉瘤1例,术后18个月死于双肺转移;软骨肉瘤1例,术后13个月局部复发,术后17个月死亡;1例脊索瘤术后半年复发,二次手术,半年后再次复发,放弃治疗,3个月后死亡.1例术后2年时出现螺钉松动,患者可持拐行走.其余5例患者假体无松动,患侧髋关节和对侧髋关节对称.[结论]计算机辅助下的骨 恶性肿瘤的手术范围设计,使切除边缘更彻底,个体化的人工半骨盆,与患者骨盆形状高度一致,保证了手术的顺利进行和良好临床效果,该技术在骨盆恶性肿瘤的切除及重建中有着良好的应用前景.     

计算机辅助技术在骨盆骨折畸形愈合治疗中的应用

 目的 探讨计算机辅助技术在骨盆畸形愈合治疗中的价值。方法 回顾性分析2009年1月至2012年12月治疗9例骨盆骨折畸形愈合患者资料,其中4例应用数字模拟手术、截骨方案设计、预手术等计算机辅助技术进行手术计划（计算机组）,5例未应用计算机辅助技术（常规组）。计算机组4例,男3例,女1例;平均年龄34岁;骨盆骨折Tile分型均为C型,其中1例为开放性骨盆骨折,2例伴颅脑损伤,2例伴胸部脏器损伤,2例伴腹部脏器损伤。常规组5例,男3例,女2例;平均年龄32.6岁;骨盆骨折Tile分型均为C型,其中1例为开放性骨盆骨折,2例伴颅脑损伤,3例伴胸部脏器损伤,1例伴腹部脏器损伤。观察两组Mejeed评分、VAS评分、手术时间、术中出血量、围手术期输血量、术中透视次数、双下肢长度改善程度、医原性损伤、并发症等指标。结果 计算机组手术时间195~230 min;术中出血量800~1 600 ml;围手术期输血量6~16 U;术中透视次数6~11次;双下肢长度改善程度2~3 cm;末次随访Majeed评分78~90分,其中优3例,良1例;术后VAS评分0~4分。常规组手术时间210~330 min;术中出血量600~4 500 ml;围手术期输血量6~28 U;术中透视次数7~18次;双下肢长度改善程度1~3 cm;末次随访Majeed评分79~89分,平均84.6分,其中优3例,良2例;术后VAS评分1~4分。结论 计算机辅助技术可在术前进行充分计划,使骨盆截骨矫形术操作更加准确有效、缩短手术时间、提高围手术期安全性。     

计算机辅助骨盆肿瘤精确切除和功能重建

目的探讨计算机辅助设计(computer-aided design,CAD)在确定骨盆肿瘤切除边界、重建骨盆和髋关节结构中的应用价值。方法 2006年11月-2009年4月收治5例骨盆肿瘤患者。男3例,女2例;年龄24～62岁,平均36.4岁。骨肉瘤、骨巨细胞瘤、血管肉瘤各1例,软骨肉瘤2例。根据Enneking骨盆肿瘤分区:Ⅰ区、Ⅰ+Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区、Ⅰ+Ⅳ区各1例。按反求工程的基本原理,采用CT、MRI扫描获取患者骨盆二维数据,计算机三维重建建立骨盆解剖模型,将解剖模型输入CAD软件精确界定肿瘤切除范围,并设计个性化辅助手术模板、个性化假体以及模拟肿瘤切除、骨缺损修复重建过程。术中按照CAD方案精确切除骨盆肿瘤组织,采用外形匹配的同种异体髂骨加内固定或同种异体髂骨加个性化假体修复肿瘤切除后骨缺损,重建骨盆。结果 5例患者均顺利完成手术,手术时间平均7.9 h,术中出血量平均3 125 mL。术后1例出现切口内积血,1例出现脑脊液漏,均对症处理后痊愈。5例均获随访,随访时间24～50个月,平均34.5个月。患者均于术后4～6周扶双拐部分负重行走,3～6个月恢复行走功能。2例于术后18个月局部复发,1例行局部肿瘤再切除术、1例行局部放疗,无再复发。术后24个月采用国际保肢学会(ISOLS)推荐的骨肿瘤保肢术疗效评价标准进行功能评定,获优2例,良3例。结论采用CAD设计的个性化辅助手术模板、个性化假体及模拟手术过程,保证了骨盆肿瘤切除的精确性和可靠性,将骨盆肿瘤的切除和功能重建提升到个体化治疗阶段,可获得较好的疗效。     

骨盆原发恶性骨肿瘤的手术治疗

目的探讨骨盆恶性肿瘤不同的切除、重建方式及并发症。方法1997年7月至2003年7月，收治骨盆原发恶性骨肿瘤患者76例，男47例，女29例。软骨肉瘤31例、尤文肉瘤15例、骨肉瘤7例、淋巴瘤3例、恶性纤维组织细胞瘤3例、血管外皮瘤1例、骨髓瘤3例、骨巨细胞瘤13例。根椐Enneking骨盆肿瘤分区，行Ⅰ区髂骨翼局部切除重建16例；Ⅲ区耻、坐骨局部切除9例；Ⅱ区髋臼周围肿瘤切除与髋臼重建30例(人工半骨盆8例、马鞍式关节7例、肿瘤骨灭活再植 人工髋关节置换6例及肿瘤刮除 骨水泥填充 人工髋关节置换术9例)及半骨盆截肢2l例。随访时间为16个月-6年。结果(1)21例行半骨盆截肢术的患者中4例局部复发(19％)，原因为肿瘤累及骶髂关节的骶骨侧。25例行Ⅰ区或Ⅲ区肿瘤切除的患者中7例局部复发(28％)，主要原因是切缘离髋臼太近。21例行Ⅱ区肿瘤切除髋臼重建的患者中4例局部复发(19％)，与肿瘤巨大、切除边缘可能残留肿瘤有关。(2)行Ⅰ区或Ⅲ区肿瘤切除的患者，术后行走功能基本正常。行Ⅱ区肿瘤切除髋臼重建的患者，术后2个月能正常坐与持拐行走，半年后部分患者步态接近正常。(3)3例死于围手术期并发症，其余患者术后症状缓解率为90％。12例出现伤口并发症，8例需手术治疗。结论骨盆肿瘤切除重建的原则是首先完整切除肿瘤，其次考虑功能重建。髋臼重建方法的选择应权衡各种方法的优缺点，尽量减少并发症的发生。     

半组合式人工半骨盆地研制及其临床应用

根据正常人体骨盆的形态结构和生物力学特点研制的一种以髋臼部为主体，髂骨翼部和耻，坐骨部为附件的半组合式钛质全表面喷涂陶瓷人工半骨盆，经临床初步应用和随访检查证明，其整体结构符合仿生要求，术中安装方便，固定可靠，适应性较强，术后骨盆和下肢功能恢复良好。     

计算机导航内半骨盆肿瘤切除及有限元分析辅助重建

目的 探讨计算机导航骨盆肿瘤精确切除与重建的安全性和有效性,评价有限元力学分析辅助骨盆环结构与力学重建的可行性.方法 2008年12月至2010年6月,采用有限元分析辅助肿瘤切除后的组配式假体设计,并通过计算机导航对12例内半骨盆恶性肿瘤患者行肿瘤切除与重建术.男8例,女4例;年龄25～53岁,平均39.7岁.软骨肉瘤4例,成骨肉瘤2例,Ewing肉瘤2例,恶性纤维组织细胞瘤1例,转移瘤3例(肾癌1例、甲状腺癌1例、乳腺癌1例).Enneking原发恶性肿瘤分期:ⅠA期1例,Ⅰ B期2例,ⅡA期2例,ⅡB期4例.术后评价肿瘤学结果和功能恢复情况.结果 术中未发生神经、血管和脏器损伤.术后X线片显示肿瘤切除范围与术前计划匹配,肿瘤切除彻底,组配式骨盆假体安放位置满意,固定钉位置满足术前有限元力学分析要求.全部病例随访8～26个月,平均18.2个月.肿瘤局部复发并肺转移1例,深部感染1例,深静脉血栓形成1例.无假体脱位及内固定松动、断裂,无肢体短缩.术后6个月时1993年美国骨肿瘤学会功能评分平均70%,6例随访超过20个月的患者功能评分平均68%.结论 计算机导航辅助骨盆肿瘤切除重建是一种安全有效的方法,有限元分析可为骨盆环重建提供精确的力学指导.

Abstract：

Objective To analyze the security and effectiveness of the accurate resection and reconstruction of pelvic tumor with computer navigation and to evaluate the feasibility of pelvic ring structure and mechanics reconstruction using finite element analysis.Methors From December 2008 to June 2010,tumor resections assisted by computer navigation technology and pelvic reconstructions with assembly prosthesis designed by finite element analysis were performed in 12 patients with internal hemi-pelvic malignant tumors.There were 8 male and 4 female patients,with the average age of 39.7 years(range,25-53).The malignant tumors involved chondrosarcoma(4 cases),osteosarcoma(2),Ewing sarcoma(2),malignant fibrohistiocytoma(1),and metastatic tumor(3,in which including renal cell carcinoma 1 case,thyroid carcinoma 1,and breast carcinoma 1).According to Enneking staging classification,there were 1 case in Ⅰ A,2 cases in ⅠB,2 cases in Ⅱ A.and 4 cases in Ⅱ B.The local recurrence of tumor and functional results were followed up postoperatively.Results There were no nerves,vessels and pelvic organs injuries intra-operatively.The postoperative X-rays showed that the excised regions were proper to the preoperative schedule and en bloc resections were performed in all patients.All assembly prostheses were in satisfactory position.and the screw fixation was accordance with the finite element biomechanical analysis.All the cases were followed up for average 18.2 months (range,8-26).There were 1 case with local recurrence and pulmonary metastasis,1 case with deep infection,and 1 case with deep vein thrombosis.No prosthesis dislocation,loosening,breaking,and limb length discrepancy occurred in all patients.The average MSTS93 functional score was 70%in all patients at 6 months,and 68 % in 6 patients at 20 months follow.up.Conclusion The resection and reconstruction of pelvic tumor assisted by computer navigation is a safe and effective procedure.The finite element analysis can provide accurate biomechanical guidance to the reconstruction of pelvic ring.     

半组合式人工半骨盆的研制及其临床应用

根据正常人体骨盆的形态结构和生物力学特点研制的一种以髋臼部为主体、髂骨翼部和耻、坐骨部为附件的半组合式钛质全表面喷涂陶瓷（Ａｌ２Ｏ３）人工半骨盆，经临床初步应用和随访检查证明，其整体结构符合仿生要求，术中安装方便，固定可靠，适应性较强，术后骨盆和下肢功能恢复良好．半骨盆内切除可采用扩大的Ｓｍｉｔｈ－Ｐｅｔｅｒｓｅｎ或Ｍｏｏｒｅ切口，必要时可联合腹股沟切口，按照切除范围选择适合的人工半骨盆重建骨盆环，同侧用双动锁扣式全髋假体行全髋置换术．文中结合文献复习提出半骨盆置换的适应证为：（１）骨盆原发性低度恶性肿瘤；（２）骨盆单灶性转移癌；（３）髋区尤其是骨盆前部位的巨大溶骨性肿瘤．对于恶性肿瘤应在放射治疗和化学治疗的配合下施行半骨盆置换手术     

计算机辅助股骨近段髓腔结构三维重建及个体化股骨假体设计

目的　研制开发一套切合实际、经济实用、使用方便的计算机辅助设计制造 (CAD/CAM )软件系统 ,在现有条件下 ,完成CAD/CAM个体化假体的设计。方法　取成人尸体股骨做上段的CT断层扫描 ,得到CT数据的二维图像 ;将所得的二维图像输入计算机。用开发的两套软件对二维图像进行处理 ,识别髓腔内轮廓 ;重建髓腔结构模型 ,提取髓腔轮廓及假体轮廓数据 ;利用CAD软件设计假体 ,并模拟植入过程。结果　股骨上段小粗隆以上部分结构复杂 ,需计算机自动识别和人工识别相结合 ,才能拾取有利于假体设计的轮廓曲线 ,小粗隆以下部分拾取边缘清晰 ,曲线完整。重建的三维髓腔结构重现其生理弯曲及基本形态。设计的假体符合髓腔结构并可植入髓腔内。结论　以CT二维图像为依据 ,采用CAD/CAM系统 ,在现有的条件下 ,可设计出良好匹配的个体化假体 ,完全可以用于临床。     

半骨盆置换术治疗骨盆恶性肿瘤的初步应用

目的探讨半骨盆置换术在骨盆恶性肿瘤广泛切除和功能性保肢手术中的应用。方法回顾中山大学附属第一医院骨肿瘤科2003年至2006年18例半骨盆切除和重建手术治疗案例，评估骨盆恶性肿瘤广泛切除和假体置换术的疗效和并发症。结果中山大学附属第一医院骨肿瘤科18例骨盆原发性恶性骨肿瘤患者，接受了骨盆Ⅰ区＋Ⅱ区＋（Ⅲ区）切除和人工半骨盆假体置换手术。患者平均年龄为19岁，病理类型包括12例骨肉瘤、3例尤文肉瘤和3例纤维肉瘤，外科分期均为ⅡB。患者经过术前肿瘤评估，MRI显示肿瘤尚未侵犯髂血管和坐骨神经，全身骨扫描未显示肿瘤跳跃或转移，肺部CT显示肿瘤无转移；同时患者接受两个循环规范化术前化疗后，初步化疗评估为良好。术前充分准备，常规切除骨盆Ⅰ区＋Ⅱ区＋（Ⅲ区），安装组合式半骨盆。组合式半骨盆假体设计突出骶骨座、无髂骨、可调髋臼及耻骨支。术中平均出血3000ml（1500～6000m1）。1例术后腓总神经损伤，5例有伤口并发症，其中1例感染和1例残腔愈合不良的患者接受了股外侧肌（皮）瓣转移，伤口均一期愈合。术后3周开始功能锻炼，2至3个月可扶拐行走。平均随访36．73个月（15-58个月），2例局部复发，3例死于远处转移，MSTS功能评分平均65％。结论在骨盆原发性恶性肿瘤的治疗中，广泛切除是治愈肿瘤的关键，应用半骨盆假体置换能有效重建骨骼缺损，联合肌皮瓣移植可以解决困难的伤口并发症，患肢功能可以接受。改进假体设计，改善患肢功能是今后努力的方向。     

计算机辅助三维映射建模技术修复单侧颅骨缺损

目的 探讨计算机辅助三维映射建模技术在单侧颅骨缺损对称性修复中的可行性.方法 通过对单侧颅骨缺损患者行全头颅螺旋C扫描、计算机辅助CT图像三维重建、计算机辅助三维映射建模、快速原型加工以及EH复合人工骨材料翻模制作单侧颅骨缺损的置人体,经手术置入,并观察临床效果.结果 临床应用15例,术后所有病例均未出现感染、脑脊液漏、置人体排斥、异物感、置入物漂浮感等并发症.置入体和缺损部位高度吻合,颅骨的对称性恢复良好.结论 计算机辅助三维映射建模直接设计制作置入体的三维模型为单侧颅骨缺损患者颅面对称性的修复提供了重要保证.     

Computer-aided custom-made hemipelvic prosthesis used in extensive pelvic lesions

We review here our experience in the computer-aided design and manufacture and implantation of custom-made hemipelvic prostheses in 10 patients who underwent internal hemipelvectomy for extensive pelvic lesions. Computed tomography data and the rapid prototyping technique were used to make a precise model of each patient's pelvis for the simulated hemipelvectomy; the model was used to design and manufacture prostheses that were easy to implant because the location and orientation of the acetabulum was readily adjustable. Four patients died 6 to 10 months after surgery; the remaining 6 patients, monitored for 21 to 48 months, all had good hip function. There were early hip dislocations in 2 patients and wound-healing problems in 3, but all were treated successfully.     

有限元技术及其在人工髋关节领域的应用

髋关节具有独特的解剖学特点及复杂的生理功能,在人体直立和活动中发挥重要的作用。针对其正常力学结构和病损修复后的生物力学研究为临床所重视。而鉴于其结构的复杂性,在体的力学研究存在很大困难,多数实验是通过动物模型来完成,从而对实验结果的可靠性产生不同程度的影响。有限元技术是计算机力学分析的重要方法之一,已成功应用于工程力学的多个领域,尤其是对于不规则构件的力学分析,有其独特的优势。有限元分析法被应用于矫形外科领域,在全髋关节置换前后应力分布规律的研究、骨水泥等移植材料的应力分析、假体的优化设计、假体界面受力情况及表面磨损等方面已取得了很大进展。有限元法自引入生物力学领域以来,改善了我们在生物力学方面的研究思路,通过不断地完善与发展,在人工关节的研究中将具有更广阔的前景。     

Development and clinical application of a new testicular prosthesis

A new type of testicular prosthesis made of silastic with an elliptical shape to mimic a normal testis was developed by our team and submitted for patenting in China. The prosthesis was produced in different sizes to imitate the normal testis of the patient. To investigate the effects and safety of the testicular prosthesis, 20 patients receiving testicular prosthesis implantation were recruited for this study. Follow-up after 6 months revealed no complications in the patients. All the patients answered that they were satisfied with their body image and the position of the implants, 19 patients were satisfied with the size and 16 patients were satisfied with the weight. These results show that the testicular prosthesis used in this study can meet patient's expectations. Patients undergoing orchiectomy should be offered the option to receive a testicular prosthesis implantation. The dimensions and weight of the available prosthetic implants should be further addressed to improve patient satisfaction.     

基于快速成型技术的个体化人工股骨髁关节面的设计与应用

目的设计、制造一种基于快速成型技术、复合异体半关节移植的个体化人工股骨髁关节面,探讨解决异体半关节移植中异体关节软骨坏死和异体-自体关节形状不匹配的方法。方法对异体半关节和骨肿瘤患肢股骨髁外表面行螺旋CT扫描,将CT断层图像进行矢量转换后在Surfacer 9．0软件进行矢量化三维重建,提取出合适的异体骨软骨下骨和患者关节软骨表面轮廓的三维图像,在计算机辅助下设计人工关节面,应用LPS600快速成型机制出快速成型树脂模型,以钛合金为材料铸造关节面假体主件,通过融合笼将关节面固定于关节上,抛光后获得人工关节软骨面成品。2002年2月对1例男性14岁右股骨下段骨肉瘤患者,行右股骨下段瘤段切除、人工股骨髁关节面复合大段同种异体骨移植重建股骨下端骨缺损术。结果新型复合异体半关节移植的个体化人工股骨髁关节假体与异体骨、对侧关节匹配良好;应用后随访16个月,膝关节功能良好。结论个体化股骨髁关节面明显改善了异体半关节移植患者的膝关节功能,为异体半关节移植中存在的异体关节软骨坏死和异体一自体关节形状不匹配提供一种解决方案。     

股骨远端关节面几何学特征在人工关节设计中的意义

目的从几何学角度分析正常国人股骨远端关节面特征,探讨与膝关节运动学的关系及其在人工膝关节假体设计中的意义。方法收集10具尸体膝关节标本进行解剖,通过内外上髁轴钻孔后进行MR检查,同时收集20例正常成人志愿者膝关节MR图像资料。以几何学最小二乘法分析正常志愿者及尸体膝关节标本的股骨远端关节面特征,同时测量尸体膝关节标本通过内外上髁的钻孔与股骨远端关节面之间的关系。结果矢状位关节面拟合后得到股骨内外髁远端及后髁关节面相切的两个圆弧,钻孔通过滑车部位后十字韧带止点附近。经统计学分析,内外侧后髁圆弧半径及关节面圆弧半径之间比较差异无显著性意义(P>0.05);远端外髁关节面半径大于远端内髁(P<0.01),但内侧远端关节面弧度远远大于外侧(P<0.01);内髁远端曲面半径与内侧后髁曲面半径之比为1.89,外髁远端曲面半径与外侧后髁曲面半径之比为2.01,二者之间接近倍数关系。相关性检验显示内侧髁远端关节面半径与内侧后髁关节面半径有明显相关(r=0.814,P<0.01),外侧髁远端关节面半径与外侧后髁关节面半径有明显相关(r=0.740,P<0.01)。通过内外上髁轴的钻孔孔道近似于股骨远端后髁关节面的固定轴心。结论矢状位股骨髁内外侧关节面可被两个相切的圆弧所代表,其圆心近似于内外上髁轴,可看作膝关     

阴茎假体植入术的临床应用与手术技巧(附光盘)

阴茎勃起功能障碍患者在接受药物及其他保守治疗后仍不能获得满意勃起时,阴茎假体植入术是理想的选择。阴茎假体植入后,无论患者本人还是其性伴侣都有很高的性生活满意度。近年来,国内接受阴茎假体植入术的患者越来越多。本文主要介绍阴茎假体植入术的临床应用与手术技巧。     

人工关节无菌性松动的生物学机制

假体松动与以下一些因素有关 :骨对微粒反应所致的骨吸收 ;应力对假体及其粘合组织的作用 ;骨床与假体嵌合欠紧密致骨生长受抑 ;应力遮挡导致骨吸收 ;材料磨损等。此外 ,假体早期失败更与患者的骨质条件、手术技巧、负重程度、假体设计有关。与这些因素相关的假体周围骨组织完整性受到破坏是造成假体松动的最重要的原因[1] 。在假体的远期松动中 ,金属、聚乙烯和骨水泥磨屑所致的“微粒病”起着十分关键的作用 ,最终可引起假体周围的骨溶解。1　界膜的细胞成分　　骨对骨水泥或假体的组织反应将形成一层界膜组织。尸解发现未松动假体周围也…     

成人髋臼发育不良的个性化股骨假体设计

目的探讨个性化股骨假体计算机辅助设计在成人髋臼发育不良（AD）行全髋关节置换术中的应用。方法取1例AD女性患者的髋关节和股骨全长CT扫描数据,直接以Dicom格式导人Mimics10．01矢量化处理后建立股骨三维模型,提取股骨髓腔轮廓并重组三维模型。上述模型通过Solid Work2005完成假体的优化处理。最后利用Mimics平台装载STL功能以及手术模拟模块完成假体虚拟植入。结果实现了基于CT二维资料的三维重建,设计的假体与患者股骨髓腔匹配良好,通过模拟假体良好装配帮助解决假体前倾角调整,髓腔匹配等一系列问题。结论以现代CT扫描所获得的二维影像资料在Mimics的矢量化处理后能获得精确的股骨三维模型;提取股骨髓腔并重建模型方便准确,与计算机辅助设计软件相结合可以设计出个性化股骨假体。