骨密度及显微结构与螺钉插入扭矩相关性研究

摘要

目的： 通过研究股骨头软骨下松质骨感兴趣区域骨密度及显微结构参数与螺钉最大插入扭矩的相关性，使临床医师能够在术前准确预测最大扭矩值，避免术中因螺钉旋拧过紧或过松引起的骨折断端固定强度不足导致的内固定手术失败。 方法： 选取自2017年3月至2017年10月因股骨颈骨折在郑州大学第一附属医院急诊外科及骨科住院并行髋关节置换术取得的25例股骨头，使用专门设计并定制的扭矩测量装置测定空心加压螺钉置入股骨头时的最大扭矩值，另采用Micro-CT测定股骨头软骨下松质骨感兴趣区域骨密度及显微结构参数，通过Pearson相关分析分析各个参数之间的相关程度，通过多元回归分析，以评估骨密度和骨显微结构参数的组合是否会改善单一参数对最大扭矩的预测准确程度。 结果： 最大扭矩与骨密度及骨显微结构参数之间都存在着显著相关性，最大扭矩与骨体积分数的相关程度最高（r＝0.88，P＜0.001)，呈高度正相关；接着依次是骨密度、结构模型指数、骨小梁数量、骨小梁分离、骨表面积和骨体积的比值、骨小梁厚度。最大扭矩与骨密度、骨小梁数量呈高度正相关，r值分别为0.83、0.76，最大扭矩与结构模型指数呈高度负相关（r=-0.80，P＜0.001）；最大扭矩与骨小梁分离、骨表面积和骨体积的比值呈中等程度负相关，r值分别为-0.62、-0.5，最大扭矩与骨小梁厚度呈中等程度正相关（r＝0.48，P＝0.024）。使用多元线性回归分析的逐步法分析后发现，骨体积分数与结构模型指数结合后，可以提高对最大扭矩的预测能力（R2＝0.87，P＜0.001），其次是骨体积分数的单一回归模型对最大扭矩的预测能力（R2＝0.77，P＜0.001），而其他参数的组合及单一回归模型不及前两者对最大扭矩的预测能力。 结论： 最大扭矩与骨密度及部分显微结构参数之间具有高度相关性，通过术前测定这些参数，可以用于预测最大扭矩，为临床医生提供更多理论及数据参考，优化术前评估有助于修正手术方案。

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