文摘
大部分同种异体移植物重建保肢手术中起着重要的作用;然而,没有工会已经报道在27%的情况下。本研究的目的是量化平均表面接触地区模拟骨切除术术中使用徒手和计算机辅助导航技术。压敏纸定位两断端之间的验证复合sawbone和压缩应用使用一个eight-hole大片段动态压缩板。32个样本分析接触面积来确定截骨术一致。意味着接触面积使用徒手截骨术技术等于0.21平方英寸。而控制0.69平方英寸,平均接触面积被发现30.5%的最佳表面接触。接触面积使用计算机辅助导航是等于0.33平方英寸。而控制0.76平方英寸,平均接触面积被发现43.7%的最佳表面接触。有限的接触达到使用标准技术可能发挥作用在观察无工会的高速率,使用计算机辅助导航和接触面积的增加可以提高骨折愈合率。 The development of an oncology software package and navigation hardware may serve an important role in decreasing non-union rates in limb salvage surgery.
1。介绍
同种异体移植物重建已成为越来越重要的能力和兴趣的骨肿瘤保肢手术治疗已经发展在过去50年里(1]。尽管它的许多好处,同种异体移植物使用与公认的并发症有关,最值得注意的是,感染、骨折,没有工会。虽然可能发生感染和骨折术后或延迟事件,没有工会是通过定义一个早期并发症,可能显著影响手术技术。
虽然削减同斜截骨术被认为是可取的,精确匹配表面很少使用徒手技术实现。这曾被报道麦格拉思et al .,谁表明,顶切髓内钻孔器产生明显更大的接触面积在横截而刻花技术(2]。随着计算机辅助手术导航,提高手术精度和实时的外科医生的反馈是可行的,更高的准确性可能实现相比,徒手技术(3,4]。
大部分同种异体移植物公司可能是一个复杂的事件,根据移植保存,解剖位置,主机多血管、宿主免疫反应,机械性能,包括使用的固定的几何allograft-host结。(5]。增加接触面积在allograft-host结已被证明提供机械优势,增加稳定性以扭转刚度、最大扭矩和最大位移(6]。同样,接触表面积在allograft-host结网站可能也扮演着重要的角色在allograft-host结网站愈合,反过来,会降低发病率和货币成本没有工会。
当前研究的目的是量化平均表面接触地区模拟allograft-host结网站使用徒手和计算机辅助截骨术的技术。我们假设计算机辅助技术将导致显著提高一致性和接触面积allograft-host结网站。
2。材料和方法
1厘米段被撤验证复合股外科医生(太平洋研究实验室,瓦逊,WA) 2经验丰富的骨科肿瘤外科医生,通过两个横向使用Stryker系统6手术矢状截骨术看到(Stryker Mahwah,新泽西)使用标准的技术或者CT-navigated技术(膀臂阿外科成像系统,美敦力公司,明尼阿波利斯,MN)术中实时反馈。徒手技术削减以传统的方式进行,和外科医生用他的自由裁量权就看到位置,角度,对齐。没有利用夹具或切割块和其他礼物的人没有输入或调整。CT-navigated技术是由附加100毫米经皮参考导航销的远端干骨后端sawbone以常规的方式和附加的参考框架。膀臂阿是用于本地化sawbone得到antero-posterior和侧向荧光镜的图像为中心,正确位置龙门。CT扫描然后和成像获得了确保充分性。看到被附加SUR-TRAC导航的导航框架和注册的顶端看到符合制造商的建议。切除osteotomized段后,压敏纸(富士Pressurex超低电影(28 - 85 PSI, 2 - 6公斤/厘米2)之间定位其余sawbone结束,作为模拟allograft-host结网站(SAHJS)。
Pressurex,基于聚酯薄膜的影片,包含一层的微胶囊的应用力旨在破裂,产生瞬时和永久高分辨率的“地形”的形象在接触区域(图的压力变化1)。压力膜可以应用在任何接触的两个表面,伴侣,或影响7]。压力膜应用程序的过程仅仅涉及施加的压力和消除压力。类似于石蕊试纸,影片的颜色强度直接相关的压力。压力被调查范围确定所使用的特定类型的电影如表所示1。
整个SAHJS压缩是通过第一固定板的一侧SAHJS使用单一fully-threaded非锁定皮质螺钉放置集中在板的孔。接下来,一个反常地放置fully-threaded非锁定皮质螺钉插入的对面SAHJS和压缩了完整的座位螺丝。压力指示电影(28 - 85 PSI, 2 - 6公斤/厘米2)作为一个断端之间的电阻值电阻器股外科医生在压缩电镀(图2)。硬件是那么小心移除为了保护压敏纸从擦伤或操作之前的分析。共有32个样本获得使用徒手技术和22个样本获得使用计算机辅助导航。
(一)
(b)
电影分析使用Topaq系统许可的高分辨率全彩色表示沿着Pressurex膜压力分布,服务代表截骨术一致。系统利用一个适应平板扫描仪,扫描和解释的压力敏感膜来确定压力在整个表面的任何点的分辨率高达1000点每英寸(DPI) [7]。软件统计和个性化有限元建模许可证3 d重建sawbone接触面几何和接触面积和力量提供量化值。
控制样品是由施加压力敏感膜的一端垂直地减少股sawbone使用徒手或计算机辅助导航。这些样本被假设所有可用的表面积计算整个2-dimentional皮质表面实际上是利用确实与对方的骨头。这个理论上代表横截骨术的最大可能的接触面积sawbone的大小。Pressurex电影然后手动压缩提供一个量化的测量表面接触。控制样品被定义为最大可用皮质骨接触面积,不包括髓内代表的区域空间。控制不同,使用徒手技术(0.69平方。)与计算机辅助导航(0.76平方。),由于Topaq系统的定量计算。接触面积百分比计算相对于一个控制样本与最佳的接触面积。
3所示。统计数据
平均绝对百分比值之间的比较自由和CT-navigated组和两个样本t以及。小动物——一张长有P值小于0.05的被认为是具有统计学意义。
4所示。结果
分析32 Pressurex样品使用徒手技术显示平均接触面积0.21平方。在。(范围0.07 - 0.36)。如图30.69平方的,而控制。在。,the mean contact area represents 30.5% of optimal surface contact (range 10.1% to 52.2%) (Table2)。
(一)
(b)
(c)
分析22 Pressurex样品使用计算机导航显示平均接触面积0.33平方。在。(范围0.12 - 0.69)。如图40.76平方的,而控制。在。,the mean contact area represents 43.7% of optimal surface contact (range 15.8% to 90.8%) (Table3)。
(一)
(b)
(c)
两种方法的比较证明了绝对的接触面积是0.21平方。在。使用徒手与0.33平方。在。使用ct导航()。接触面积百分比是30.5%使用徒手和43.7%使用ct导航()。
5。讨论
异体骨移植中发挥了重要作用骨骼重建了一百二十多年。作为骨修复过程,它提供了软组织插入主机肌腱和胶囊可以连接和它可以延迟联合重修的多年的必要性。虽然早期挑战围绕的捐赠者骨头,最近的焦点已经转移到安全、bone-banking标准,捐赠者筛查的技术过程,骨制备和存储(8]。当前和未来的同种异体移植物的担忧可能会围绕优化联盟和植入长寿。无工会、感染和断裂作为主要的同种异体移植物大部分使用的局限性。
骨折不愈合allograft-host结是一个公认的和很好的描述并发症。Hornicek等人报道不属于工会的利率从11%,患者没有接受化疗,利率27%的病人接受化疗(9]。同样,在一个大系列700多个同种异体跨越20年,Mankin等人报道的整体不愈合率17%10]。
骨折不愈合的allograft-host连接是一种多因子的事件和生理依赖和技术相关的。同种异体移植骨不是生活骨,骨愈合完全依赖于单向愈合。发生这一过程,逐渐替换,通过切削锥,osteoclast-mediated吸收由osteoblast-mediated追求骨形成(11- - - - - -13]。这个过程是缓慢而依赖allograft-host骨之间的亲密接触。不紧密接触,容忍在典型的断裂情况下,骨愈合的可能很大障碍在allograft-host骨愈合14]。我们相信,技术因素限制不紧密接触或相反,最大化骨近似被认为是至关重要的。
的位置没有工会中发挥着重要作用,生长板骨被公认的治疗以较慢的速度,更高的利率比metaphyseal骨不愈合的15]。尽管这种差异可能是导致固有差异metaphyseal松质骨和皮质骨生长,总是有更多的表面积可用于治疗metaphyseal地区内,凸显出的相关性最大化接触骨愈合。
修改手术准备的骨骼已报告。阶梯琢型是一种公认的技术,从而增加表面积和固有稳定性allograft-host结网站。然而,技术上要求更高,不允许调整后旋转截骨术,可能的原因,解释为什么近年来它已变得不那么受欢迎。希利et al ., 2009年,提出了手术技术有限的情况下,剩余的骨头股票与结构性同种异体移植物可以补充,这是插入或缩短到剩下的宿主骨(16]。这个服务最大化之间的表面接触主机和同种异体移植骨和允许,反过来,使用更为保守的假肢。
在最近的研究中,计算机辅助导航应用,允许更精确的横向截,从而增加接触面积在allograft-host接口。然而,即使在控制的模拟条件下,绝对一致在技术上很难创建截骨术。平均骨接触区域使用导航技术记录为43.7%,大于13.2%的技术()。这一发现可能有助于解释观察到的速度没有工会当使用徒手截骨术技术和支持这样的看法,即增加接触面积可以促进骨愈合。
本研究的局限性包括模拟研究设计,这可能不完全平行的术中人类状况以及少量的样本收集。可能数量不符的骨丢失在一个技术相比其他,这反过来,通过截的一致的影响。然而,由于骨质流失很大程度上是一个函数的锯条切削特点,因为相同的锯片设计标准化的整个研究这个被认为是影响最小。我们镀的压缩技术标准化,旨在概括术中操作,一个压紧螺钉完全为了实现有限的压缩骨折网站或网站截骨术。进一步压缩获得不受额外non-compression螺丝的位置,为此额外的螺丝位置并非必要。此外,它是认识到偏离完全一致的截骨术可以在许多方向和角度。我们没有尝试分类或分类样本,而是选择量化结果接触面积,比较两种技术的一种手段。这个模型并不完全概括的术中临床状况,周围软组织结构不存在,整个骨的长度明显是可视化。这可能会人为地提高徒手技术特别是,作为调整基于视觉线索似乎会变得更加容易。最后,它是未知的骨头接触面积测量的改善是否实际上转化为改进生物bone-allograft-bone构造的结果,因此临床意义目前仍不清楚。
总之,尽管生物学和血液供应最有可能比完美更重要机械适合allograft-host结成功联盟的网站,生成的计算机辅助导航,通过截徒手技术相比,有一个显著增加维度时接触面积。我们推测,接触可能会提高联盟率增加。同样,先前的研究已经报道了增强的骨结合率改进allograft-host结的接触面积(17]。明显的好处,这可能包括减少发病率,修订手术率,和相关的成本。
展望未来,navigated-techniques很可能将在规划起着重要的作用,执行,和重建复杂的肿瘤手术后。哪个系统,以及它是如何使用或开发还有待观察。最优系统将术前规划许可证,因此术前定制植入制造。此外,它将允许简单的术中登记,高度的准确性,和易于使用的用户界面。混合CT和MRI可能是有益的。虽然基本的肿瘤导航软件最近变得可用,其持续发展和增强以及整合导航仪器,如宽骨刀和矢状锯片是至关重要的。
利益冲突
作者宣称没有利益冲突。