釘-棒系統(tǒng)治療骨盆前環(huán)骨折釘?shù)绤?shù)研究

郭建輝，王朝暉，何波涌，趙快平

·論 著·

釘-棒系統(tǒng)治療骨盆前環(huán)骨折釘?shù)绤?shù)研究

郭建輝，王朝暉，何波涌，趙快平

目的研究螺釘大小、長(zhǎng)度及方向參數(shù)，指導(dǎo)經(jīng)皮釘-棒內(nèi)支架治療骨盆前環(huán)骨折。方法采集2014年3月—2015年6月在郴州市第一人民醫(yī)院行骨盆計(jì)算機(jī)斷層掃描的正常骨盆CT資料，男性45例，女性45例；年齡28～68歲，平均41歲。將CT數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics10.0軟件，測(cè)量螺釘長(zhǎng)度、直徑、方向參數(shù)。結(jié)果男、女髂骨內(nèi)螺釘長(zhǎng)度分別平均為(144.25±5.56)、(140.57±5.97)mm，螺釘直徑分別平均為(13.26±1.35)、(12.16±1.00)mm，螺釘與人體冠狀面的夾角分別為(51.07±4.32)°、(48.88±4.40)°，螺釘與人體矢狀面的夾角分別為(24.71±2.54)°、(23.64±2.20)°；釘?shù)澜嵌茸笥覍?duì)比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；男女對(duì)比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。螺釘骨性通道長(zhǎng)度左右對(duì)比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，男女對(duì)比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；螺釘直徑左右對(duì)比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，男女對(duì)比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。結(jié)論在把握好螺釘大小、長(zhǎng)度及方向的情況下，在前下棘與髖臼上緣之間到髂后上棘之間置入螺釘是比較安全的，值得在骨科臨床中推廣。

骨盆前環(huán)骨折； 內(nèi)支架； 釘-棒系統(tǒng)； 釘?shù)绤?shù)

骨盆骨折多因高能量損傷引起，發(fā)生率在所有創(chuàng)傷中高達(dá)8%，且病死率較高[1-2]。對(duì)于不穩(wěn)定性骨盆骨折，目前多主張手術(shù)治療。2009年，Kuttner等[3]首次提出應(yīng)用釘-棒系統(tǒng)治療骨盆前環(huán)骨折，該手術(shù)方法快速、微創(chuàng)，有效減少了釘?shù)栏腥?、刺激螺釘周圍皮膚、患者外觀改變以及影響日常活動(dòng)等問(wèn)題的發(fā)生，適用于肥胖、伴有腹腔臟器損傷需手術(shù)等不宜外固定支架的患者。但該方法術(shù)中需反復(fù)透視，增加患者X線暴露。目前關(guān)于釘-棒系統(tǒng)治療骨盆前環(huán)骨折的解剖研究、生物力學(xué)研究、臨床療效評(píng)價(jià)已有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，但關(guān)于釘?shù)来笮　⑨數(shù)婪较虻难芯枯^少，本文做相關(guān)研究為臨床應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

資料與方法

1材料采集

采集2014年3月—2015年6月在郴州市第一人民醫(yī)院行骨盆計(jì)算機(jī)斷層掃描的正常骨盆CT資料，男性45例，女性45例；年齡28～68歲，平均41歲。

2方法

將采集的正常骨盆CT資料導(dǎo)入Mimics10.0軟件中生成模板(圖1)，編輯模板，生成三維實(shí)體。圓柱體模擬螺釘，取螺釘未突破皮質(zhì)時(shí)的最大直徑(R)，測(cè)量螺釘置入長(zhǎng)度(L)，讀取螺釘半徑(r)、方向參數(shù)(圖2)。

利用參數(shù)計(jì)算在界面中模擬螺釘與冠狀面、矢狀面的夾角，計(jì)算處理誤差角度，得出最終有效角度。

螺釘最大直徑R=r×2。

圖1 CT導(dǎo)入

圖2 模擬置釘及讀取參數(shù)

結(jié) 果

1男、女螺釘長(zhǎng)度(髂骨內(nèi))及直徑參數(shù)分析

男性螺釘髂骨內(nèi)長(zhǎng)度平均為(144.25±5.56)mm(130.64～156.42mm)；女性螺釘髂骨內(nèi)長(zhǎng)度為平均(140.57±5.97)mm(124.11～153.70mm)。男、女螺釘直徑分別為平均(13.26±1.35)mm(10～16mm)、平均(12.16±1.00)mm(10～14mm)。

螺釘長(zhǎng)度左右對(duì)比，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；螺釘直徑左右對(duì)比，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表1。

表1 男、女螺釘長(zhǎng)度及直徑參數(shù)左右對(duì)比

L1、L2分別表示男、女螺釘長(zhǎng)度；R1、R2分別表示男、女性螺釘直徑大小

螺釘長(zhǎng)度男女對(duì)比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，男性較長(zhǎng)；螺釘直徑男女對(duì)比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，男性較長(zhǎng)。見(jiàn)表2。

表2 男、女左右側(cè)螺釘長(zhǎng)度及直徑參數(shù)對(duì)比

M1、M2分別表示右側(cè)、左側(cè)螺釘長(zhǎng)度；N1、N2分別表示右側(cè)、左側(cè)螺釘直徑大小

2男、女螺釘方向參數(shù)分析

男、女螺釘與人體冠狀面的夾角分別為平均(51.07±4.32)°(42.46°～61.63°)、(48.88±4.40)°(38.91°～56.30°)；男、女與人體矢狀面的夾角分別為(24.71±2.54)°(15.58°～30.62°)、(23.64±2.20)°(19.39°～32.03°)。

螺釘與冠狀面、矢狀面的夾角左右對(duì)比，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表3。

表3 男、女螺釘與冠狀面及矢狀面夾角左右對(duì)比

α1、α2分別表示男、女螺釘與冠狀面的夾角；β1、β2分別表示男、女螺釘與矢狀面的夾角

螺釘與人體冠狀面的夾角男女對(duì)比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，男性較大；螺釘與人體矢狀面的夾角男女對(duì)比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，男性較大。見(jiàn)表4。

組別右側(cè)(n=45)左側(cè)(n=45)t值P值K151.02±4.3548.78±4.312.4500.016K251.14±4.3348.98±4.532.3040.024S124.73±2.5323.69±2.322.0410.044S224.70±2.5823.58±2.102.1010.027

K1、K2分別表示右側(cè)、左側(cè)螺釘與人體冠狀面的夾角；S1、S2分別表示右側(cè)、左側(cè)螺釘與人體矢狀面的夾角

討 論

1釘-棒系統(tǒng)解剖及生物力學(xué)研究

隨著醫(yī)學(xué)發(fā)展以及生活水平提高，患者對(duì)疾病的治療要求也提高，創(chuàng)傷小、并發(fā)癥少、個(gè)體化治療一直是醫(yī)療領(lǐng)域追求的重點(diǎn)。經(jīng)皮釘-棒系統(tǒng)治療骨盆前環(huán)骨折，是近年來(lái)出現(xiàn)的一種治療骨盆前環(huán)骨折新型固定方式，該手術(shù)方式所用材料基本組成部分為2個(gè)椎弓根螺釘和1根鈦棒，簡(jiǎn)稱釘-棒系統(tǒng)。該方法于2009年由Kutter等[3]提出，對(duì)19例釘-棒系統(tǒng)治療骨盆前環(huán)的患者進(jìn)行了觀察，術(shù)后優(yōu)良率為94.8%。

Merriman等[4]選擇在腹股溝處作小切口，髂前下棘與髖臼上緣之間作為進(jìn)釘點(diǎn)，置入椎弓根螺釘，于下腹部皮下置入鈦棒并固定在兩側(cè)螺釘；他們認(rèn)為該方法操作簡(jiǎn)便，特別是對(duì)于糖尿病患者及肥胖患者，比以往的手術(shù)方法更安全；他們對(duì)13例采用該手術(shù)方式的患者進(jìn)行了CT掃描，并在CT上進(jìn)行測(cè)量，測(cè)得髂外血管位于螺釘內(nèi)側(cè)、鈦棒后方，距離15～55mm(平均41mm)，距鈦棒10～50mm(平均22mm)；鈦棒距膀胱前壁距離8～4mm(平均26mm)，螺釘進(jìn)針點(diǎn)距髖臼14～35mm(平均24mm)，釘尾距皮膚7～47mm(平均27mm)，螺釘置入髂骨內(nèi)22～85mm(平均59mm)，鈦棒距皮膚14～35mm(平均24mm)；選擇螺釘直徑5.5～6.5mm，螺釘長(zhǎng)度60～80mm。

Haidukewych等[5]用直徑5mm螺釘置入髖臼上方，發(fā)現(xiàn)股外側(cè)皮神經(jīng)距螺釘2～25mm，易損傷；股神經(jīng)和股動(dòng)脈距離螺釘分別為22～45mm(平均35mm)、40～65mm(平均45mm)，不易損傷；關(guān)節(jié)囊平均向髖臼近端延伸11～20mm(平均16mm)，認(rèn)為進(jìn)釘點(diǎn)應(yīng)該在髖臼上方20mm以上，以防穿入關(guān)節(jié)囊引起病變。但Solomon等[6]認(rèn)為由于髖關(guān)節(jié)囊較厚，近端附著點(diǎn)個(gè)體差異較大，加之手術(shù)操作為微創(chuàng)，即便穿入關(guān)節(jié)囊創(chuàng)傷也很小，不易引起關(guān)節(jié)病變。可見(jiàn)在髂前上棘和髖臼之間進(jìn)釘，以及在下腹部皮下置入鈦棒在解剖上都是安全的，但操作需細(xì)致小心。Vaidya等[7]將兩側(cè)髂前上棘之間皮膚折痕稱為"比基尼線"，該線距恥骨聯(lián)合上方平均67.5mm(54～95mm)，將“比基尼線”、兩側(cè)腹股溝之間及恥骨聯(lián)合上方的區(qū)域稱為“比基尼區(qū)”，該區(qū)域在肥胖者較明顯；研究還發(fā)現(xiàn)無(wú)論是站姿還是坐姿，在"比基尼區(qū)"附近置入鈦棒不會(huì)對(duì)股動(dòng)脈、股靜脈、腹股溝韌帶、股神經(jīng)、精索(子宮圓韌帶)及腹內(nèi)器官造成擠壓。Vaidya等[8]進(jìn)行生物力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，在彈性干擾實(shí)驗(yàn)中單向椎弓根螺釘強(qiáng)度最強(qiáng)，兩顆螺釘?shù)耐夤潭ㄖЪ茏钊酰辉谂まD(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)單向椎弓根螺釘較弱。Eagan等[9]用15例骨盆生物合成模型測(cè)試比較傳統(tǒng)髖臼上外固定支架、單向椎弓根螺釘、萬(wàn)向椎弓根螺釘三者在治療骨盆前環(huán)骨折時(shí)的強(qiáng)度，三者的剛度分別為(6.21±0.40)、(7.66±0.86)、(5.68±1.24)N/mm，單向椎弓根螺釘比傳統(tǒng)外固定支架螺釘和萬(wàn)向椎弓根螺釘抗壓能力大，雖然結(jié)果顯示萬(wàn)向椎弓根螺釘?shù)膭偠扰c外固定支架螺釘剛度無(wú)明顯差異，但他們認(rèn)為前者的剛度應(yīng)該比后者弱。

2釘-棒系統(tǒng)的臨床應(yīng)用

關(guān)于釘-棒系統(tǒng)治療骨盆前環(huán)骨折的病例較少，在所有報(bào)道的病例中其臨床療效均較好。Sellei等[10]詳細(xì)闡述了該方法，并認(rèn)為該手術(shù)方式存在許多優(yōu)點(diǎn)，但也存在不足，在血流動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定的情況下慎用。Vaidy等[11]報(bào)道91例采用釘-棒系統(tǒng)治療骨盆前環(huán)的患者，3～6個(gè)月取出內(nèi)固定，平均隨訪時(shí)間15個(gè)月，均達(dá)骨性愈合，臨床效果滿意；部分患者能感覺(jué)到內(nèi)置物，但不影響其活動(dòng)；股外側(cè)皮神經(jīng)損傷27例(30%)，其中1例為內(nèi)固定取出時(shí)損傷且未恢復(fù)，其余均恢復(fù)；內(nèi)支架周圍異位骨化32例(35%)，無(wú)臨床癥狀。Hesse等[12]回顧性分析6例應(yīng)用釘-棒系統(tǒng)治療后出現(xiàn)股神經(jīng)損傷患者(其中2例為雙側(cè))，認(rèn)為在選用釘-棒系統(tǒng)治療骨盆前環(huán)骨折時(shí)要考慮醫(yī)源性股神經(jīng)損傷，手術(shù)者經(jīng)驗(yàn)不足也是導(dǎo)致該并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)之一。Muller等[13]隨訪31例前環(huán)采用釘-棒系統(tǒng)治療的Tile C型骨盆骨折患者，手術(shù)先復(fù)位穩(wěn)定后環(huán)；隨訪時(shí)間平均53.48個(gè)月，發(fā)現(xiàn)骨性愈合30例(96.8%)；1例前后環(huán)均發(fā)生骨不連；股外側(cè)皮神經(jīng)損傷6例(19.4%，單側(cè)4例，雙側(cè)2例)，無(wú)明顯觸覺(jué)減退、觸痛等不適。可見(jiàn)釘-棒系統(tǒng)治療骨盆前環(huán)骨折是安全有效的，術(shù)中盡量減少對(duì)股外側(cè)皮神經(jīng)損傷。

本研究得出男性螺釘髂骨內(nèi)長(zhǎng)度為(144.25±5.56)mm；女性平均髂骨內(nèi)螺釘長(zhǎng)度為(140.57±5.97)mm。男、女螺釘直徑分別為(13.26±1.35)、(12.16±1.00)mm，說(shuō)明該通道有足夠的空間置入我們常用的螺釘(6.5mm×60mm)。本研究是在釘-棒系統(tǒng)已應(yīng)用治療骨盆骨折的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，首次應(yīng)用數(shù)字技術(shù)測(cè)量釘?shù)绤?shù)，為個(gè)性化治療提供了有效實(shí)驗(yàn)方法；測(cè)量工具來(lái)自軟件自帶工具，測(cè)量數(shù)據(jù)由軟件工具生成，使數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，減少了系統(tǒng)誤差，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。本研究利用數(shù)字醫(yī)學(xué)軟件進(jìn)行處理，避免了實(shí)體模型(尸體、動(dòng)物、生物模型)資源少、操作難、不精確等缺點(diǎn)；利用三維空間進(jìn)行模擬置釘以及測(cè)量，得出置入螺釘最大直徑大小，螺釘在髂骨內(nèi)的長(zhǎng)度，以及螺釘與人體冠狀面、矢狀面的夾角，使術(shù)者有更多的螺釘選擇；可減少螺釘破壞皮質(zhì)、損傷盆腔內(nèi)臟器的危險(xiǎn)，減少術(shù)中X射線透視次數(shù)，減少手術(shù)時(shí)間。同時(shí)，本研究也存在一些不足：(1)實(shí)驗(yàn)中選取螺釘朝向髂后上棘，沒(méi)考慮髂后上棘下方區(qū)域置釘?shù)那闆r；(2)模擬置釘時(shí)無(wú)法考慮髂骨皮質(zhì)厚度，導(dǎo)致實(shí)際置入螺釘最大直徑可能比實(shí)驗(yàn)結(jié)果?。?3)手術(shù)時(shí)由于骨盆骨折移位、體位變化等因素，可能導(dǎo)致實(shí)際進(jìn)釘方向角度比正常骨盆偏大或偏小。

綜上所述，結(jié)合以往相關(guān)解剖、生物力學(xué)等相關(guān)方面研究認(rèn)為，通過(guò)數(shù)字化三維重建技術(shù)證實(shí)，在把握好螺釘大小、長(zhǎng)度及方向的情況下，在髂前下棘與髖臼上緣之間到髂后上棘之間的骨性通道可以置入螺釘是比較安全的，值得在骨科臨床和研究中推廣。

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(本文編輯： 黃利萍)

Screwparametersinpediclescrewdeviceforanteriorpelvicfractures

GUOJian-hui1,WANGZhao-hui2,HEBo-yong2,ZHAOKuai-ping2

(1.The Second People’s Hospital of Changde,Changde 415900,China； 2.Chenzhou No.1 People’s Hospital,Chenzhou 423000,China)

ObjectiveTo study the diameter,length and direction of screw for guiding the operation of percutaneous pedicle srew internal fixation device for anterior pelvic fractures.MethodsNormal pelvic computed tomography scans of adult patients from Mar. 2014 to Jun. 2015 obtained in Chenzhou No.1 People’s Hospital were collected.There were 45 males and 45 females，with age of 28-68 (average，41) years. CT images were imported into Mimics 10.0 for reconstruction，and the parameter of screw’s length，diameter and direction were measured.ResultsThe length of screw in ilium was (144.25±5.56)mm in male and(140.57±5.97)mm in female. The diameter of screw was (13.26±1.35) and (12.16±1.00)mm in male and female，respectively. The angles of screw and human coronal was (51.07±4.32)° in male and (48.88±4.40)° in female. The angle of screw and human sagittal was (24.71±2.54)° in male and (23.64±2.20)° in female.According to the screw’s angle contrast analysis of left and right，there was no statistical difference(P>0.05).For the screw’s angle contrast analysis of man and female，the difference was of statistical significance(P<0.05) .Compared with left，the length of right screw had no statistical difference(P>0.05). Compared with female，the length of male had difference of statistical significance(P<0.05).According to the diameter of screw contrast analysis of left and right,there was no statistical difference(P>0.05). Compared with the female，the diameter of male had difference of statistical significance(P<0.05).ConclusionIn case of assuring right diameter,length and direction in operation，inserting screw in bony channel between anterior superior iliac spine and acetabulum roof to the posterior superior iliac spine is feasible and safe.It is worth promoting in clinic.

anterior pelvic fracture; internal fixation; screw-rod system; screw parameters

R 683.3

A

10.3969/j.issn.1009-4237.2017.10.010

1009-4237(2017)10-0758-04

415900 湖南，常德市第二人民醫(yī)院脊柱外科(郭建輝)； 423000 湖南，郴州市第一人民醫(yī)院骨二科(王朝暉，何波涌，趙快平)

2016-11-20；

2017-07-11)