组配式人工半骨盆假体重建的生物力学分析

目的 探讨组配式人工半骨盆假体重建后骨盆生物力学改变及假体力学结构特点.方法 (1)建立正常骨盆的三维有限元模型和离体试验骨盆模型.于骨盆表面选取8个特征测点,在相同的载荷及边界条件下,利用有限元模型计算测点表面应力(σFEM),通过离体试验测量测点应变值,并计算标本表面应力(σEXP).对σFEM和σEXP进行线性回归分析验证.(2)利用验证的正常骨盆有限元模型进行左侧骨盆缺损(Ⅱ+Ⅲ区)及人工假体重建模型的建模.计算重建骨盆健侧特征测点的表面应力(σRS)及患侧髂骨截骨处内、外侧皮质表面应力(σRR),分别与正常骨盆相同位置测点应力值(σNS,σNR)进行比较.(3)分析假体应力传导结构表面应力分布特点及应力集中部位.结果 (1)骨盆有限元计算结果 与离体试验结果 有良好的一致性(R~2=0.87),模型仿真度较高.(2)重建后健侧特征测点σRS与正常骨盆σNS近似(t=1.81,P=0.08).患侧髂骨截骨处内侧皮质σRR与σNR差异无统计学意义(t=0.47,P=0.65),外侧皮质σRR明显高于σNR(t=2.78,P=0.02).(3)假体应力传导结构主要由后侧传导.应力集中部位位于下排钉孔周围、髂骨固定座与侧面固定翼片连接处、人工髋臼与髂骨固定连接处,系统应力峰值(183 MPa)位于人工髋臼与髂骨固定座连接部位.结论 组配式人工半骨盆假体重建符合骨盆生物力学特点,较好地恢复了应力传导.     

组配式人工半骨盆假体重建的生物力学分析

Objective To analysis the biomechanical characteristics of the reconstructed pelvis with modular hemi-pelvie prosthesis by finite element (FE) method. Methods A subject-specific finite element model of pelvis was established. Th experiment was performed on the same cadaveric pelvis. Eight points on the surface of cortical bone was determined. Both the same load and boundary conditions were applied on the FE model and experiment. The stress by experiment (σ EXP) was calculated based on the data collected from the strain discs. Linear regression was performed with the stress predicted by FE model (σFEM) and experi-ment data to validate the FE model. A defect pelvic (with zone Ⅱ +Ⅲ in left hemi-pelvis) FE model was con-structed and assembled with the prosthesis. The stress distribution on the eontra lateral hemi-pelvis was cal-culated by the reconstructed pelvic FE model (σRS), and the results were compared with that of the normal pelvis (σNS). Also the comparison was clone at the resection level of the affected hemi-pelvis between normal pelvic FE model (σNR) and reconstructed model (σRR) both on medial and lateral cortical bone of the pelvis. Structural analysis was performed on the whole set of implant. Results FE predictions were strongly correlated with experimental results (R2=0.87). No significant difference was found between the σRS and σNS (t=1.81, P=0.08). Regarding to the stress distribution at lilac resection level, no difference was found between σNR and σRR on the medial side (t=0.47, P=0.65). However, on the lateral side, σRR were signifi-cantly higher than the σNR (t=2.78, P=0.02). The peak stress of the prosthesis was about 183 MPa located at the conjunction of the acetabulum and the iliac fixation part. The main load conduction path on the prosthe-sis was at the posterior side of column portion part of the iliac fixation. Conclusion Reconstruction with modular hemi-pelvic prosthesis could recover the pelvic biomechanics with rational mechanical design.     

半骨盆截肢术后废弃肢体的再利用

近二十年来,随着骨盆肿瘤分区概念的提出,外科手术方法的进步,影像学技术的革新,各种骨盆重建方法的发展以及化疗方案的改进,半骨盆内切除术的保肢手术已经成为治疗骨盆肿瘤的主要方法[1-4].     

改良张力带钢板重建骨盆后环的生物力学研究

[目的]通过生物力学研究验证一种新的改良张力带钢板重建不稳定性骨盆后环损伤的效果,并与其他两种方法比较。[方法] 8具成人骨盆标本,制成不稳定性骨盆环损伤(AO分类C1.2)模型,随机依次应用三种不同内固定来重建骨盆后环:传统张力带钢板;改良张力带钢板;双骶髂螺钉。分别依次予以0～600 N垂直和0～8 N·m扭转加载,测量整体骨盆环垂直位移和扭转角度并计算轴向和扭转刚度;测量损伤侧骶髂关节在垂直、左右和前后方向上的位移以及在矢状面上的旋转角度。[结果]在垂直和扭转载荷下,改良张力带钢板固定后的整体骨盆环垂直位移和扭转角度均明显小于传统张力带钢板(P0.05),虽大于双骶髂螺钉,但差异无统计学意义(P0.05);改良张力带钢板固定后的整体骨盆环轴向刚度和扭转刚度均明显大于传统张力带钢板(P0.05),虽小于双骶髂螺钉,但差异无统计学意义(P0.05)。垂直载荷下,改良张力带钢板伤侧骶髂关节在垂直、左右、前后方向上位移以及在矢状面上的旋转位移明显小于传统张力带钢板(P0.05)。[结论]与传统张力带钢板相比,改良张力带钢板重建骨盆后环提供了更好的生物力学稳定性。     

前臂骨间膜的解剖及生物力学研究

目的 探讨前臂骨间膜(interosseous membrane,IOM)的解剖及生物力学特性.方法 从10个新鲜冰冻上肢标本中取出尺桡骨连同骨间膜结构,测量腱性部分的长度、宽度及厚度.测量完毕后将骨间膜腱性部分同其尺桡骨附着端一并分离,将标本的桡骨近端及尺骨远端分别用牙托粉包埋固定,标本夹持固定于MTS 858型生物材料试验机上.使用10000N力传感器进行测定,以50mm/min的速度拉伸骨间膜,直至骨间膜断裂.通过计算机采集数据描绘载荷一位移曲线,同时测定骨间膜的最大载荷和刚度.结果 (1)前臂骨间膜由三部分组成:中央腱性部分、两端膜性部分及背侧附属斜索.3个标本中未观察剑背侧附属斜索.骨间膜在前臂中立位时伸展,在前臂旋前及旋后时弯曲.(2)6个标本发生骨间膜腱性部分撕裂,最大载荷为(1021.50+250.13)N,刚度为(138.24±24.29)N/mm,骨间膜的拉伸长度为(9.77+1.77)mm;4个标本在腱性部分撕裂之前发生尺骨固定端骨折,最大载荷为(744.40+109.85)N,刚度为(151.17+30.68)N/mm,骨间膜的拉伸长度为(6.51+0.51)mm.结论 前臂骨间膜是尺桡骨之间具有韧带性质的结构,对维持前臂的纵向稳定至关重要.其解剖学及生物力学数据可以作为评估前臂骨间膜重建方法的客观标准.     

应用前侧皮瓣的半骨盆截肢术

 目的 探讨应用前方带股血管蒂的股四头肌肌皮瓣覆盖臀后部创面的半骨盆截肢术(前侧皮瓣半骨盆截肢术)的手术适应证、手术方法、患者预后和并发症情况。方法 自2009年4月至2010年10月,北京积水潭医院骨肿瘤科对10例患者采用前侧皮瓣半骨盆截肢术,男9例,女1例;年龄30~62岁,平均45岁。软骨肉瘤7例、上皮样肉瘤1例、多形性脂肪肉瘤1例、梭形细胞肉瘤1例。结果 9例患者获得随访,随访时间12~30个月,平均21.5个月。术后仅1例出现轻度皮缘坏死,无伤口感染者。局部复发3例(33.3%),2例软骨肉瘤、1例上皮样肉瘤。死亡3例(33.3%),包括复发的2例、另1例软组织脂肪肉瘤患者因肺转移死亡;1例复发患者带瘤存活;2例患者肺转移带瘤存活;余3例未见复发和转移。结论 前侧皮瓣半骨盆截肢术适用于：(1)臀后部软组织肿块侵及皮肤皮下或反应区到达皮下;(2)骨盆恶性肿瘤复发需行半骨盆截肢,原手术切口污染臀部软组织,无法使用常规后侧皮瓣;(3)臀部皮肤软组织因放疗等原因影响后侧皮瓣血运。此手术的必要条件是髂外血管到股血管通畅良好,可顺利游离且不在肿瘤反应区内。适应证明确的情况下,前侧皮瓣覆盖较常规后侧半骨盆截肢更便于操作和覆盖,便于获得更好的外科边界,术后并发症少。     

半骨盆截除术后的功能重建

骨盆截除后的结构与功能重建,是骨盆肿瘤或严重毁损(如大范围骨溶解)病例重获行动和端坐功能的唯一途径,其中半骨盆假体的应用占十分重要的地位。不涉及髋臼的髂骨、耻骨或坐骨病损,在病变切除后的重建一般比较简单,本文讨论的半骨盆置换,是指截除范围包括髋臼的半骨盆大部缺损病例的假体置换。对于     

髂骨钉置入深度对腰椎-骨盆重建结构的生物力学影响

目的 比较髂骨长钉和短钉对腰椎-骨盆重建结构的生物力学影响.方法 7具成年防腐尸体L3-骨盆标本用于实验.使用脊柱椎弓根钉后路系统对L4-S1椎间活动度进行固定,并将这一状态定义为骶髂关节完整状态.完整状态测试后,将骶骨全部切除,联合髂骨钉行L4-L5-骨盆的稳定重建.根据髂骨钉置入长度顺序分为短钉组和长钉组.其中短钉长度定义为过坐骨切迹水平2 mm,长钉长度定义为穿透髂前下棘前方皮质2 mm.在858型MTS材料实验机上,给标本施加800N轴向压缩和7 Nm轴向旋转载荷后,行髂骨钉轴向拔出实验,记录压缩和旋转刚度、最大拔出力,并加以分析.结果 髂骨短钉和长钉的置入长度分别为(70±2)mm和(138±4)mm.髂骨短钉和长钉的重建结构,在压缩实验中分别获得脊柱.骨盆间初始刚度的53.3%±13.6%和57.6%±16.2%;在旋转实验中,分别恢复脊柱-骨盆间初始刚度的55.1%±11.9%和62.5%±9.2%;长钉和短钉结构间的压缩和旋转刚度均无显著差异(P>0.05);但是,两者的轴向压缩及旋转刚度均显著低于完整状态组(P<0.05).髂骨长钉的最大拔出力显著高于髂骨短钉(P<0.05).结论 在生理载荷下,髂骨短钉的脊柱-骨盆重建结构可获得与髂骨长钉同等的力学稳定性;髂骨短钉的置入深度仅为长钉的一半,可降低置入的风险.但是,无论髂骨长钉或短钉的脊柱.骨盆重建装置均难以恢复局部的初始稳定性.     

后路重建钢板治疗骨盆后环损伤的应用解剖学研究

目的对重建钢板内固定在骨盆后环骨折治疗中的钢板有效固定区、置钉角度及深度进行测量,为临床手术提供解剖学基础。方法解剖21具成人骨盆标本,测量钢板有效固定区、耳状面距、腰骶干内缘距、腰骶干外缘距、骶椎间孔距、偏离角度。结果钢板有效固定区为（54.29±4.63）mm,近髂后上棘第1枚螺钉的耳状面距为（28.30±4.15）mm,腰骶干内缘距为（52.58±3.55）mm,骶椎间孔距（46.89±4.29）mm,第1枚螺钉偏离角度为〉（13.80°±8.78°）,〈（30.19°±11.15°）,近髂后上棘第2枚螺钉的耳状面距为（24.02±2.72）mm,近髂后上棘第3枚螺钉的耳状面距为（18.79±2.45）mm,近髂后上棘第4枚螺钉的耳状面距为（18.9±3.15）mm,腰骶干外缘距为（33.35±3.47）mm,第4枚螺钉偏离角度内偏9.24°±3.9°,外偏6.85°±3.1°。结论该研究对重建钢板内固定治疗骨盆后环骨折提供了应用解剖学基础,在每侧髂骨翼置入4枚螺钉是可行的。     

Motions and loads within the human pelvis: a biomechanical model study

The pelvis, a major load carrying component of the musculoskeletal system, is sometimes suspected as a site of mechanically provoked low back pain. Thus, studies of its basic biomechanics seem warranted. This study used biomechanical model simulations to examine how pelvic geometry and joint soft tissue properties influence relative motions among its bones and internal loadings of its joints. A biomechanical model of a pelvis was loaded by forces of up to 1000 N and moments of up to 25 Nm. Its resulting motions and joint loadings were determined. The effects on these responses due to pelvic geometry changes of 20% in lengths and 10 degrees in angles, and soft tissue stiffness changes, most of which were 25%, were also examined. For all situations examined, model pelvis relative displacements were at most a few mm, and relative rotations were at most a few degrees. Internal forces and moments were always less than 530 N and 30 Nm, respectively.     

腕部桡尺神经浅支的解剖学研究

目的为在桡、尺骨远端骨折处经皮穿针固定提供一个安全进针区域,减少桡、尺神经浅支的损伤提供解剖学依据。方法成人前臂标本18侧,观察桡、尺神经浅支的走行规律。结果桡神经浅支从肱桡肌和桡侧腕长伸肌腱平均间穿出点与桡骨茎突纵向平均距离(L_1)为[(7．4±0．7)cm,(?)±s,下同]。其中16侧在穿出点与桡骨茎突纵向平均距离(L_2)为(4．5±0．6)cm处发出一级分支,称为尺侧支(Ⅰ)和桡侧支(Ⅱ)；尺侧支的桡侧分支(I a)与桡骨茎突的横向平均距离(L_3)为(1．0±0．3)cm,桡侧支与桡骨茎突横向平均距离(L_4)为(0．8±0．3)cm,纵向平均距离(L_5)为(1．5±0．4)cm。2侧桡神经浅支桡侧支被前臂外侧皮神经所替代。尺神经浅支手背支均从尺骨茎突的掌侧走行,与尺骨茎突距离为(0．9±0．3) cm。结论以桡骨茎突为中心,横向距离0．4cm．纵向距离0．6cm的椭圆形区域为桡神经分布相对盲区．从该区经皮克氏针固定桡骨远端,可有效地减少桡神经浅支损伤的发生率。尺骨远端骨折应从尺骨茎突背侧经皮进针相对较安全。     

骨间前神经卡压的解剖学研究及临床分析

目的 探讨骨间前神经卡压的解剖学因素及临床疗效.方法 对12侧新鲜尸体上肢标本进行解剖学研究,观察骨间前神经在走行过程中存在的卡压因素.1997年5月-2007年12月,对15例骨间前神经卡压者进行治疗.其中1例行保守治疗;14例行骨间前神经松解,并切除对其形成卡压的腱性组织,其中7例同时结扎卡压在骨间前神经上的血管.15例获得6个月至4年的随访.结果 12侧解剖学研究发现,旋前圆肌深头的腱性组织出现率为91.7%(11侧),骨间前神经几乎均被旋前圆肌两头骑跨;示、中指指浅屈肌腱腱弓出现率为41.7%(5侧);拇长屈肌副头出现率为58.3%(7侧);骑跨于正中神经和骨间前神经之上的异常血管出现率为66.7%(8侧).14例手术者中,7例同时行血管结扎者,术后疗效优于单纯松解骨间前神经和切断腱性组织者.结论 骨间前神经卡压是多因素共同作用的结果,手术彻底解除其走行路径的全部卡压因素是获得满意疗效的关键.     

脊柱截骨术治疗创伤僵硬性胸腰段后凸畸形的解剖与临床研究

目的探讨经椎弓根椎体楔形截骨术治疗创伤僵硬性胸腰段后凸畸形的安全性和有效性。方法解剖研究中将16具新鲜胸腰段脊柱标本按不同脊柱截骨术分为3组,A组：脊柱开放-闭合截骨术,B组：经椎弓根椎体楔形截骨术,C组：改良经椎弓根椎体楔形截骨术（截骨包括上位椎间盘后半部分）。测量截骨前后Cobb角的变化、椎体高度和椎体前缘高度的变化。临床研究中共26例患者,其中男性18例,女性8例,平均36岁。受伤至本次手术时间3个月～11年,平均25个月。入院前治疗包括非手术治疗9例,手术治疗17例。神经损伤程度按照Frankel分级：A级10例,B级2例,C级10例,D级2例,E级2例。本组病例均有不同程度的腰背部疼痛,VAS评分平均4．5分（2．5～6．0分）。后凸角20°～75°,平均35°。根据后凸角大小选择行后路经椎弓根椎体楔形截骨术或改良椎体楔形截骨术。结果解剖研究胸腰段标本中A组平均纠正（38．0±2．5）°,B组（36．0±3．6）°,C组（49．0±2．0）°。A组椎体高度平均增加（13．8±1．4）mm,椎体前缘增加（30．2±2．5）mm,而B、C组椎体高度平均短缩（2．8±0．8）mm和（3．8±0．7）mm,前缘增加（25．0±1．2）mm和（2．2±0．9）mm。临床研究患者均获随访,随访时间10个月～6年,平均12．5个月,患者获得满意减压和后凸畸形矫正,术后后凸角度平均为10．8°（0°～40°）,脊柱后凸畸形平均矫正24°。50％患者的神经功能得到了不同程度恢复,全瘫患者恢复率为30％,主要是感觉功能恢复,而不全瘫患者的恢复率为64．3％,感觉和运动功能均有恢复。腰背部疼痛有不同程度好转,VAS评分平均2．3分（1．0～3．5分）。结论创伤僵硬性胸腰段后凸畸形患者可以选择经椎弓根椎体楔形截骨术或改良经椎弓根椎体楔形截骨术。术后可获得满意的减压效果和后凸畸形纠正,神经功能有不同程度恢复,腰背部疼痛有不同程度好转。     

颈椎前外侧入路穿刺技术的解剖学基础及应用体会

 目的 探讨颈椎前外侧入路穿刺技术的解剖学基础,提高该入路的安全性和可操作性。方法 成人尸体解剖22具,颈椎前路手术患者50侧。通过尸体解剖及手术观察向左侧推移脏器鞘时颈动脉鞘的位移情况,颈动脉鞘与脏器鞘间隙在不同颈椎水平的特点,向内侧推移气管时食管随气管移动的情况及食管向内侧相对于椎体的移动发生在哪一筋膜间隙,向内外侧推移颈动脉鞘时其移动情况。回顾性分析2007年1月至2011年12月采用颈椎间盘髓核射频技术治疗颈椎间盘源性疼痛及颈性眩晕206例患者资料,男93例,女113例;年龄22～71岁,平均48岁,共434个椎间盘。结果 尸体解剖和术中观察均发现在约C4椎体水平以下颈动脉鞘和脏器鞘之间不存在天然间隙,为使二鞘之间产生可供穿刺的间隙需借助手法分离。椎前筋膜浅、深两层之间容易分离。在脏器鞘完整情况下,向内侧推移气管时,食管随气管一同活动,脏器鞘相对于颈椎的活动主要发生在椎前筋膜浅、深层之间。颈动脉鞘主要由椎前筋膜向两侧移行而成,受椎前筋膜的限制加之颈动脉本身的张力使其向内外的活动度受到明显限制。434个颈椎间盘穿刺均安全完成,无一例发生颈动脉、食管损伤和椎间盘炎等并发症。结论 颈椎前外侧入路穿刺技术应基于对颈前解剖的正确理解,在此基础上的操作合理安全。
     

桡神经非创伤性麻痹的临床研究与解剖学基础

目的 探讨桡神经非创伤性麻痹的发病机制与解剖学基础.方法 结合临床7例桡神经非创伤性麻痹的术中所见之形态学改变,对10具20侧成人上肢标本的桡神经进行显微解剖,比较其自旋角度的差异.对左右各20具成人肱骨标本桡神经沟旁纵嵴两侧面之夹角进行测量.结果 术中见桡神经非创伤性麻痹患者之桡神经臂段的自旋角度明显增大,断裂位置在桡神经沟起始处.解剖学发现正常成人桡神经臂段存在自旋性,全程约为114°～122°,成人肱骨桡神经沟旁纵嵴两侧面之夹角在75°～125°之间,平均为98.5..结论 桡神经非创伤性麻痹系因为桡神经臂段自旋角度增大而在特定的力点扭转而断裂.     

骨盆稳定结构的生物力学及影像评价

骨盆骨折的治疗难度和预后与骨折后的稳定性直接相关。临床上用于判断骨盆骨折稳定性的主要方法是基于骨盆解剖结构生物力学认识基础之上的影像学表现。随着生物力学试验技术的进步,以往的一些认识发生了变化:耻骨联合分离2.5 cm不能作为前后挤压损伤Ⅰ型和Ⅱ型的鉴别点,骶髂关节移位小于1 cm可以造成垂直稳定丧失,侧方挤压也能造成垂直不稳,Young-Burgess分型的部分描述与试验结果不符,韧带除了起到限制移位的作用外还具有本体感受器的作用,SPECT-CT等新的检查手段虽然可以提高骨折诊断的敏感性,但仍不足以准确地评估骨盆骨折的稳定性。