个性化股骨头坏死髓芯减压植骨技术:精准计算骨切除量与填充缺损所需辅助材料体积

【字体: 时间:2025年03月04日 来源:Journal of Orthopaedic Surgery and Research 2.8

编辑推荐:

  为解决股骨头坏死(ONFH)髓芯减压术后填充量难以确定问题,研究人员开展计算骨切除量和填充体积研究,提供计算方法和工作表,有助于个性化治疗。

  在人体的 “生命支柱”—— 髋关节中,股骨头坏死(Osteonecrosis of the femoral head,ONFH)这一 “健康杀手” 正悄然威胁着许多人的生活。ONFH 是一种因股骨头内局部骨组织血液供应受损,导致骨细胞死亡的退行性疾病。在美国,每年新增 10,000 - 30,000 例病例,患者平均年龄在 20 - 40 岁,正是人生的黄金阶段。若不及时治疗,股骨头会逐渐塌陷,髋关节功能严重受损,最终可能需要进行全髋关节置换术(Total hip arthroplasty,THA)。与骨关节炎患者相比,ONFH 患者接受全髋关节置换术后,面临更高的翻修手术率、围手术期骨折和感染风险,生活质量大打折扣。
目前,早期 ONFH 的主要治疗方法是髓芯减压,医生通过钻孔去除坏死骨组织,降低骨内压力,为血管再生创造条件。为了加速愈合过程,多种辅助治疗手段应运而生,如自体骨移植、合成骨替代物、骨髓抽吸浓缩物(Bone marrow aspirate concentrate,BMAC)等。然而,随着可扩张铰刀在临床的广泛应用,确定骨切除量和辅助材料填充体积变得愈发困难。铰刀的类型、扩张直径、使用深度和长度不同,骨切除量差异很大。填充过少,会导致骨缺损处结构薄弱、骨折风险增加,还会影响骨传导;填充过多,则会增加手术成本,甚至可能引发炎症、疼痛,更严重的还会导致脂肪栓塞等并发症。因此,精确计算填充体积迫在眉睫。

来自耶鲁大学(Yale University)的 Reza Bergemann、Alexandra Massey 等研究人员,针对这一难题展开研究。他们的研究成果发表在《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》上,为临床医生提供了一种简单有效的数学计算方法,能在术中准确估算骨切除量,进而个性化确定辅助材料填充量,对提高 ONFH 治疗效果意义重大。

研究人员采用的关键技术方法主要包括:一是术中测量技术,在手术过程中,利用透视技术引导克氏针定位,将可扩张铰刀准确送至坏死区域,记录铰刀轴的总长度(Total length,TL)、最大扩张时的铰孔长度(Reamed length,RL) 等数据;二是数学计算方法,将髓芯减压后的骨缺损近似看作两个圆柱体,根据测量得到的数据,利用特定公式计算骨切除体积,即铰孔体积(Reamed volume,RV)和轴体积(Shaft volume,SV),两者相加得到总切除体积。

下面来看看具体的研究结果:

  1. 计算方法的建立:研究人员详细介绍了计算髓芯减压骨缺损体积的数学方法。通过测量可扩张铰刀的轴直径(Shaft diameter,SD)、铰刀直径(Reamer diameter,RD)、铰刀轴总长度(TL)和最大扩张时的铰孔长度(RL),将骨缺损近似为两个圆柱体来计算体积。计算公式为:铰孔体积,轴体积,总切除体积为之和。该方法不受病变位置影响,仅取决于手术中使用的铰刀尺寸、扩张长度和深度1
  2. 病例验证:研究人员列举了两个病例来验证该方法的实用性。在病例 1 中,一位 46 岁男性因 COVID - 19 感染后出现双侧髋关节疼痛,左侧股骨头为 ARCO II 期缺血性坏死,接受了 3D 导航下髓芯减压手术。使用 Arthrex AVN 铰刀,通过计算得出骨缺损体积为 6.47 mL,注入约 8 mL 混合辅助材料(约为计算缺损体积的 1.25 倍),术后影像学显示骨缺损完全填充,无明显渗出,患者术后 5 个月疼痛几乎完全缓解,髋关节活动度显著改善。病例 2 中,50 岁女性因右侧髋关节疼痛,诊断为 ARCO II 期缺血性坏死,使用 Arthrex IOBP 减压装置,计算出骨缺损体积为 1.54 mL,注入约 4.5 mL 混合辅助材料(约为计算缺损体积的 3 倍),术后出现明显渗出,但患者 6 周随访时疼痛减轻,移植骨融合良好234

研究结论和讨论部分指出,髓芯减压联合辅助治疗是预防 ONFH 进展的重要手段,但准确填充骨缺损至关重要。研究人员提供的数学计算方法和工作表,虽存在一定局限性,如骨缺损形状的近似可能导致计算体积与实际有偏差,但仍能为医生提供个体化的骨缺损估计,帮助医生更好地制定手术方案,实现个性化治疗。避免填充不足或过度填充,既能降低并发症风险,又能减少医疗成本。不过,该技术的长期效果还需更多研究验证。

总的来说,这项研究为股骨头坏死的治疗开辟了新的思路,其计算方法和工作表具有重要的临床应用价值,有望改善 ONFH 患者的治疗效果,提高患者生活质量。未来,随着研究的深入,这一技术可能会更加完善,为更多患者带来福音。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号