脛骨髓內(nèi)針術(shù)前計(jì)劃及數(shù)字影像測(cè)量應(yīng)用進(jìn)展

鄭艮強(qiáng)，趙恩哲，田亮，鄭上團(tuán)，吳斗

(1.山西醫(yī)科大學(xué)，山西 太原　030001；2.山西醫(yī)科大學(xué)附屬大醫(yī)院骨科，山西 太原　030032)

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脛骨髓內(nèi)針術(shù)前計(jì)劃及數(shù)字影像測(cè)量應(yīng)用進(jìn)展

鄭艮強(qiáng)1，趙恩哲1，田亮1，鄭上團(tuán)1，吳斗2*

(1.山西醫(yī)科大學(xué)，山西 太原030001；2.山西醫(yī)科大學(xué)附屬大醫(yī)院骨科，山西 太原030032)

隨著髓內(nèi)固定技術(shù)的發(fā)展，髓內(nèi)針已被廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)骨骨干骨折的臨床治療，其適應(yīng)證也在逐漸拓寬，脛骨髓內(nèi)針最初主要應(yīng)用于脛骨干中段橫行、短斜形等較為穩(wěn)定的骨折，有著嚴(yán)格的手術(shù)適應(yīng)證。隨著各種新型髓內(nèi)針被推廣應(yīng)用，尤其是交鎖髓內(nèi)針的應(yīng)用，對(duì)不穩(wěn)定性脛骨干骨折術(shù)后恢復(fù)其長(zhǎng)度糾正畸形、減弱應(yīng)力遮擋效應(yīng)等方面都有著其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，其適應(yīng)證也從脛骨干中段骨折逐漸擴(kuò)展至靠近遠(yuǎn)近干骺端的骨干骨折[1-3]。在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，長(zhǎng)管狀骨折髓內(nèi)針治療的采用率已達(dá)到90%以上，而我國(guó)髓內(nèi)針在相關(guān)方面的應(yīng)用率僅為1/4[4]，骨科醫(yī)師在對(duì)髓內(nèi)釘?shù)男g(shù)前計(jì)劃方面還存在很多不足，重視程度不夠，甚至于術(shù)中才開(kāi)始對(duì)脛骨髓內(nèi)針的所用長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量，缺乏必要的術(shù)前測(cè)量，選擇理想規(guī)格的髓內(nèi)針更多是依靠醫(yī)師的經(jīng)驗(yàn)，而這種經(jīng)驗(yàn)需要時(shí)間的積累，這也影響著髓內(nèi)針技術(shù)的發(fā)展與普及。

1　術(shù)前計(jì)劃的重要性

1950年，Küntscher[5]提出革新性的植入物和手術(shù)技巧，引入了擴(kuò)髓概念以增加髓腔與髓內(nèi)針間的接觸、閉合髓內(nèi)針治療骨折的技術(shù)，為髓內(nèi)針?shù)伷搅税l(fā)展的道路，髓內(nèi)針得到廣泛的應(yīng)用，但隨之越來(lái)越多的并發(fā)癥也被報(bào)道[6]。Galbraith等[7]認(rèn)為，術(shù)前準(zhǔn)確估計(jì)髓內(nèi)針的長(zhǎng)度可以縮短手術(shù)時(shí)間，減少出血及局部損傷，降低術(shù)中放射量，減少術(shù)中及術(shù)后膝關(guān)節(jié)周圍疼痛等并發(fā)癥，完善的術(shù)前計(jì)劃對(duì)保證手術(shù)的順利進(jìn)行以及手術(shù)療效十分重要。根據(jù)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道，目前脛骨髓內(nèi)針適用于大多數(shù)類型的閉合性或開(kāi)放性脛骨干骨折，為獲得滿意的固定效果，置釘?shù)南嚓P(guān)技術(shù)要求也在不斷提高，尤其對(duì)髓內(nèi)針規(guī)格的選擇上也有了更高的要求[8]。理想規(guī)格(包括長(zhǎng)度、直徑)的髓內(nèi)針，對(duì)于維持骨折斷端的穩(wěn)定性，恢復(fù)患肢長(zhǎng)度及糾正旋轉(zhuǎn)畸形都有著重要的作用，而不恰當(dāng)?shù)乃鑳?nèi)釘可能會(huì)造成醫(yī)源性骨折、骨不連、復(fù)位失敗、慢性膝前痛甚至內(nèi)固定斷裂等并發(fā)癥的發(fā)生[7]。

2　術(shù)前測(cè)量方式

臨床上預(yù)測(cè)脛骨髓內(nèi)針規(guī)格常用技術(shù)有：a)術(shù)前測(cè)量技術(shù)；b)術(shù)中透視測(cè)量技術(shù)。術(shù)前測(cè)量技術(shù)主要包括：體表標(biāo)志測(cè)量、X線膠片測(cè)量以及數(shù)字化測(cè)量這三大類。

2.1體表標(biāo)志測(cè)量方式這也是臨床上最為常用的術(shù)前測(cè)量方式，根據(jù)AO髓內(nèi)針內(nèi)固定操作建議[9]，術(shù)前通過(guò)測(cè)量體表標(biāo)志，即測(cè)量健側(cè)脛骨髁至外踝的距離，減去30～40 mm，即為所需髓釘長(zhǎng)度。術(shù)前按此長(zhǎng)度進(jìn)行準(zhǔn)備，同時(shí)備用長(zhǎng)或短15 mm的釘，當(dāng)骨折為粉碎性骨折或肢體短縮明顯時(shí)可使用該方式。此外，還有通過(guò)其他體表標(biāo)志測(cè)量肢體長(zhǎng)度來(lái)測(cè)算脛骨髓內(nèi)針長(zhǎng)度的方法，包括：a)患肢膝關(guān)節(jié)水平線到踝關(guān)節(jié)水平線距離；b)膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)到內(nèi)踝尖距離；c)脛骨結(jié)節(jié)最高點(diǎn)到內(nèi)踝尖距離；d)尺骨鷹嘴到第5掌骨頭距離[10]；e)人身高系數(shù)等[11]。Galbraith等[7]對(duì)上述五種測(cè)量方式的準(zhǔn)確性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)測(cè)量患肢膝關(guān)節(jié)水平線到踝關(guān)節(jié)水平線的距離，與尺骨鷹嘴到第五掌骨頭的距離較其他體表測(cè)量方式精確度高，但也只能達(dá)到56%。Stephen等[10]比較了測(cè)量脛骨結(jié)節(jié)最高點(diǎn)到內(nèi)踝尖距離與尺骨鷹嘴到第5掌骨頭距離這兩種方式，認(rèn)為當(dāng)不能測(cè)出脛骨結(jié)節(jié)最高點(diǎn)到內(nèi)踝尖距離時(shí)，可使用尺骨鷹嘴到第五掌骨頭的距離來(lái)預(yù)測(cè)髓內(nèi)針長(zhǎng)度，髓針長(zhǎng)度應(yīng)在測(cè)得距離值與減去50 mm的范圍內(nèi)?？紤]到體表標(biāo)志測(cè)量受主觀因素的影響較大，對(duì)于經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)師，體表標(biāo)志測(cè)量可以基本確定術(shù)中所用髓內(nèi)針規(guī)格，但不能保證不同醫(yī)師對(duì)同一體表標(biāo)志的定位完全一致，甚至同一醫(yī)師對(duì)于不同患者的體表標(biāo)志的定位也會(huì)有所不同，因此，通過(guò)體表標(biāo)志測(cè)量方式預(yù)測(cè)脛骨髓內(nèi)針的長(zhǎng)度更多是依靠醫(yī)師的經(jīng)驗(yàn)來(lái)把握。

2.2膠片測(cè)量方式羅先正教授[4]提到在脛骨髓內(nèi)針的術(shù)前計(jì)劃中，通過(guò)患側(cè)肢體脛腓骨的X線正側(cè)像以及測(cè)量健側(cè)肢體的長(zhǎng)度預(yù)測(cè)術(shù)中所用髓內(nèi)針規(guī)格，對(duì)手術(shù)的準(zhǔn)備非常重要?？筛鶕?jù)脛骨正位像測(cè)量髓內(nèi)針的長(zhǎng)度，根據(jù)側(cè)位像測(cè)量髓內(nèi)針的直徑。測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)，髓釘上端位于平臺(tái)下5～10 mm，下端于踝穴上10～30 mm，減去照相的縮放率，即為所需髓內(nèi)針的長(zhǎng)度。與已知的X線膠片縮放率不同，X線圖像的放大失真問(wèn)題一直是醫(yī)師關(guān)心的問(wèn)題。Conn等[12]在X線發(fā)射管與顯像板距離不變的情況下，通過(guò)比較并記錄骨骼距離顯像板不同高度下數(shù)字化攝影(Digit Radiography，DR)成像大小，得出隨著骨骼與顯像板的距離增大DR成像越大的結(jié)論，其在距離顯像板200 mm時(shí)，其放大率可達(dá)到20%以上。Venkateswaran等[13]通過(guò)回顧性調(diào)查與前瞻性研究結(jié)合，對(duì)比31名采用脛骨髓內(nèi)針治療的患者X線膠片測(cè)量以及體表標(biāo)志測(cè)算這兩種方式的精確性，統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)在通過(guò)體表標(biāo)志測(cè)量方式所推測(cè)的脛骨髓內(nèi)針長(zhǎng)度值與理想的髓內(nèi)針長(zhǎng)度值之間有良好的相關(guān)性，是一種簡(jiǎn)單而精準(zhǔn)度較高的方法，而該研究中X線膠片的測(cè)量方式并不比體表標(biāo)志測(cè)量更有優(yōu)勢(shì)。

2.3數(shù)字化測(cè)量方式

2.3.1數(shù)字影像測(cè)量軟件的應(yīng)用隨著數(shù)字化信息時(shí)代的發(fā)展，診斷成像設(shè)備中各種先進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字化圖像技術(shù)的應(yīng)用為醫(yī)學(xué)影像存檔與通信系統(tǒng)(picture archiving and communication systems，PACS)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。術(shù)前計(jì)劃利用PACS系統(tǒng)中相關(guān)測(cè)量工具軟件對(duì)數(shù)字化影像資料進(jìn)行直接測(cè)量[14]，預(yù)測(cè)術(shù)中使用內(nèi)固定物的規(guī)格并進(jìn)行模擬手術(shù)，避免了膠片測(cè)量的誤差，省去膠片測(cè)量結(jié)果需換算縮放比例等繁瑣的工作，進(jìn)而減少了手術(shù)過(guò)程中的失誤率，爭(zhēng)取術(shù)后良好的療效[15]。隨著數(shù)字化影像資料的廣泛使用，不同類型的數(shù)字化測(cè)量工具不斷被研發(fā)。目前利用PACS系統(tǒng)相關(guān)軟件進(jìn)行術(shù)前計(jì)劃較為成熟的方向主要是人工關(guān)節(jié)置換術(shù)前假體型號(hào)的選擇，將以往的膠片式模板數(shù)字化處理，并內(nèi)置于PACS系統(tǒng)中，與患者數(shù)字影像資料直接匹配，無(wú)需人工換算等過(guò)程，提高了假體型號(hào)與關(guān)節(jié)的匹配程度，并能夠保存相關(guān)數(shù)據(jù)[16]。

2.3.2髓內(nèi)針數(shù)字影像測(cè)量技術(shù)目前對(duì)DR影像資料的數(shù)字測(cè)量軟件使用方法都較為便捷，F(xiàn)rance等[17]結(jié)合PACS系統(tǒng)中距離測(cè)量工具模塊對(duì)40 例脛骨髓內(nèi)針手術(shù)患者的脛骨DR正位像進(jìn)行術(shù)前測(cè)量并進(jìn)行多種方式校正，發(fā)現(xiàn)在同一DR影像資料中，通過(guò)已知尺寸物體影像的大小對(duì)數(shù)字測(cè)量值進(jìn)行校正，所得結(jié)果與術(shù)后實(shí)際所用髓內(nèi)針長(zhǎng)度的相差值最小，該研究并未對(duì)體表標(biāo)志測(cè)量方式進(jìn)行評(píng)價(jià)。Heep[18]提出與之相似的方式去預(yù)測(cè)人工髖關(guān)節(jié)假體型號(hào)大小，即將已知尺寸的硬幣與骨盆一同拍攝，得到骨盆DR正位像，以硬幣大小校正骨盆大小，取得了較為滿意的結(jié)果。

在脛骨髓內(nèi)針的數(shù)字化影像測(cè)量方面，一些商業(yè)公司開(kāi)始嘗試應(yīng)用脛骨髓內(nèi)針數(shù)字模板技術(shù)幫助醫(yī)師進(jìn)行術(shù)前計(jì)劃，即采集內(nèi)固定物參數(shù)，并導(dǎo)入DR影像中，以匹配髓腔寬度與骨干長(zhǎng)度，目前對(duì)這一技術(shù)的精確性評(píng)價(jià)尚未見(jiàn)報(bào)道。而脛骨DR影像的精確距離測(cè)量是髓內(nèi)針數(shù)字模板技術(shù)能否推廣應(yīng)用的前提，沒(méi)有DR影像的精確數(shù)字測(cè)量，就不能保證數(shù)字模板對(duì)內(nèi)固定物型號(hào)大小預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。而DR影像的測(cè)量精度，一方面受數(shù)字影像資料質(zhì)量(包括成像原理、軟組織厚度所造成的放大率及失真率)的影響，一般方面也受測(cè)量軟件自身校正能力的影響[19]。

Galbraith等[7]通過(guò)尸體標(biāo)本試驗(yàn)證實(shí)了單純脛骨的X線影像對(duì)于判斷脛骨長(zhǎng)度及預(yù)測(cè)髓內(nèi)針的長(zhǎng)度有著很高的準(zhǔn)確性，也支持羅先正教授根據(jù)脛骨正位像測(cè)量髓內(nèi)針長(zhǎng)度的這一建議。尤其正位像的測(cè)量結(jié)果對(duì)脛骨實(shí)際全長(zhǎng)的相符率可達(dá)到100%，側(cè)位相可達(dá)90%以上，而多種體表標(biāo)志的測(cè)量對(duì)于估計(jì)脛骨全長(zhǎng)的準(zhǔn)確性只有50%左右。該研究中許多變量可控，可獲得脛骨全長(zhǎng)這一金標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)行了模擬脛骨髓內(nèi)針手術(shù)證實(shí)結(jié)果，可信度高，從根本上說(shuō)明通過(guò)影像測(cè)量，理論上可達(dá)到很高的精確度，為術(shù)前數(shù)字化影像測(cè)量方式預(yù)測(cè)髓內(nèi)針理想尺寸提供了可靠依據(jù)。但該研究是對(duì)離體脛骨行X線測(cè)量，未考慮軟組織的影響，仍需對(duì)在體脛骨的數(shù)字影像測(cè)量精確性進(jìn)一步研究。

3　數(shù)字化技術(shù)展望

隨著精確醫(yī)學(xué)的提出，骨科手術(shù)越來(lái)越精細(xì)化，為取得最佳療效，新的髓內(nèi)針技術(shù)也在不斷推廣應(yīng)用，包括髕上入路髓內(nèi)釘技術(shù)[20]、逆行髓內(nèi)釘技術(shù)、彈性髓內(nèi)釘技術(shù)、阻擋釘技術(shù)等[21-22]，其對(duì)內(nèi)固定物選擇的精確性要求也越來(lái)越高，單依靠骨科醫(yī)師自身的經(jīng)驗(yàn)已不能滿足手術(shù)要求，也不利于骨科年輕醫(yī)師的規(guī)范化培養(yǎng)。因此，不僅在人工關(guān)節(jié)假體置換中需精確的術(shù)前測(cè)量技術(shù)，在髓內(nèi)針的術(shù)前計(jì)劃中也需一套相關(guān)的數(shù)字化測(cè)量工具。目前，數(shù)字化影像測(cè)量與體表標(biāo)志測(cè)量對(duì)術(shù)前評(píng)估髓內(nèi)針規(guī)格精確性的比較研究還較少，仍需骨科醫(yī)師結(jié)合臨床具體情況，充分利用科室條件，尋找更為理想的術(shù)前評(píng)估方式，進(jìn)一步提高手術(shù)療效。

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1008-5572(2016)09-0817-03

山西省科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)項(xiàng)目(2015091002-0105)；*本文通訊作者：吳斗

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2015-11-16

鄭艮強(qiáng)(1990- )，男，研究生在讀，山西醫(yī)科大學(xué)，030032。