中國人髖臼下部螺釘三維位置研究

朱琦，婁楠，余志才，慕晶晶

(1.香港大學(xué)深圳醫(yī)院骨科，廣東 深圳 518053；2.香港大學(xué)深圳醫(yī)院麻醉科，廣東 深圳 518053)

髖臼骨折是一種高能量損傷，近年來發(fā)生率有增加的趨勢[1]，目前主要使用手術(shù)內(nèi)固定處理[2]。髖關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎是髖臼骨折重要并發(fā)癥之一[3]，發(fā)生的原因有很多[4]，未達(dá)到堅強內(nèi)固定效果是其中一個重要原因，尤其是對于骨質(zhì)疏松的老年患者[5]。如果髖臼骨折累計髖臼方形區(qū)，造成前柱和后柱的分離，術(shù)后發(fā)生髖關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的風(fēng)險會增加[6]。為了解決這一問題，國內(nèi)外學(xué)者研究了很多方法用于支撐髖臼方形區(qū)，髖臼下部螺釘就是其中之一[7]，髖臼下部螺釘連接了髖臼前柱和后柱，與前后柱的內(nèi)固定形成完整閉合的髖臼周圍固定支架，使固定更加牢靠。然而，由于卵圓窩處的骨皮質(zhì)很薄，髖臼下部螺釘置入需要的技術(shù)要求很高。后續(xù)的研究[8]都著眼于找到最佳的螺釘置入位置，包括螺釘入口位置和螺釘置入角度。然而，這些研究是以西方人為研究對象，或是以二維CT為研究對象，目前還沒有針對中國人骨盆三維形態(tài)的螺釘位置研究。本文旨在研究中國人的髖臼下部螺釘位置同時與兩方人群相關(guān)數(shù)據(jù)做比較，為臨床提供參照。

1 資料與方法

1.1 一般資料 納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡20～40歲的中國人，無骨盆受累。排除標(biāo)準(zhǔn)：髖關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎，類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，股骨頭壞死，先天性髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良等。選擇2013—2018年香港大學(xué)深圳醫(yī)院因非骨盆疾病需要進(jìn)行骨盆CT掃描的研究對象，其中男性22例(44髖)，平均年齡(33.5±5.1)歲；女性33例(66髖)，平均年齡(35.1±5.6)歲。本研究通過本院倫理委員會批準(zhǔn)。

1.2 CT掃描 標(biāo)準(zhǔn)仰臥位螺旋CT掃描(GE公司Fairfield，64位)。CT掃描厚度0.625 mm，管電壓120 kV，管電流80 mA。掃描圖像以DICOM格式進(jìn)行保存。

1.3 建模和測量 將DICOM圖像導(dǎo)入Mimics 19.0軟件(Materialise，Leuven，Belgium)進(jìn)行3D重建并導(dǎo)入3-matic research 11.0(Materialise，Leuven，Belgium)。標(biāo)記髖臼下部骨皮質(zhì)外表面，自動生成最貼合標(biāo)記表面的圓柱體，對骨盆及圓柱體進(jìn)行布爾運算，顯示二者重疊部分(見圖1)。標(biāo)記并生成最貼合骨皮質(zhì)內(nèi)表面的圓柱體，此圓柱體代表釘?shù)佬柰ㄟ^的最狹窄處(見圖2)。有一些研究對象髖臼下部兩層骨皮質(zhì)互相貼合，不存在髓腔及釘?shù)?見圖3)。

圖1 布爾運算后得到的重疊部分(粉色)

圖2 灰色圓柱體為螺釘需通過的最狹窄處 圖3 不存在髓腔及釘?shù)?圖4 延長圓柱體，確定釘?shù)廊肟?/p>

延長圓柱體，穿出骨皮質(zhì)，確定釘?shù)廊肟?見圖4)，以圓柱體的長軸進(jìn)行后續(xù)測量。標(biāo)記并生成骨盆入口平面，確定髂前上棘最突出點，恥骨聯(lián)合中點，生成骨盆冠狀面，通過雙側(cè)髂前上棘最突出點的中點和恥骨聯(lián)合中點并垂直于冠狀面得到骨盆矢狀面。

測量釘?shù)涝诠莾?nèi)的長度。測量髂前上棘到恥骨聯(lián)合的距離A，恥骨聯(lián)合到釘?shù)廊肟诘木嚯xB，計算A/B(見圖5)。以骨盆入口平面建立草圖，生成釘?shù)篮褪笭蠲嬖诓輬D上的投影，測量骨盆入口平面上釘?shù)琅c矢狀面的夾角，在矢狀面上釘?shù)琅c骨盆入口平面的夾角，在冠狀面上釘?shù)琅c矢狀面的夾角，在矢狀面上釘?shù)琅c冠狀面的夾角。隱藏研究對象信息，由第一和第四作者分別對隨機(jī)的10例研究對象進(jìn)行測量，2個月后第一作者再重復(fù)測量。觀察者間和觀察者內(nèi)測量一致性通過組內(nèi)相關(guān)系數(shù)評價。

1.4 假骨模型操作 在骨盆模型上模擬從骨盆入口置入導(dǎo)針，擰入3.5mm直徑螺釘，切開模型可見髖臼下部骨質(zhì)空間足夠容納此直徑的螺釘(見圖6)，具有實際操作意義。

圖6 骨盆模型上可見髖臼下部骨質(zhì)空間足夠容納3.5 mm直徑螺釘

1.5 統(tǒng)計學(xué)處理 數(shù)據(jù)采用SPSS 23.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行分析，計量資料使用Shapiro-Wilk檢驗判斷數(shù)據(jù)是否為正態(tài)分布，Levene檢驗判斷方差齊性。正態(tài)分布資料采用獨立樣本t檢驗，非正態(tài)資料采Mann-Whitney U檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

注：A髂前上棘到恥骨聯(lián)合的距離，B恥骨聯(lián)合到釘?shù)廊肟诘木嚯x

2 結(jié) 果

各項測量數(shù)值在觀察者間和觀察者內(nèi)的一致性較好(ICC0.80～0.98)，后續(xù)分析使用一位測量者的數(shù)據(jù)。27%的男性研究對象不存在釘?shù)溃?6%的女性研究對象不存在釘?shù)?。男性釘?shù)篱L度為(89.0±10.1)mm，女性為(83.6±8.7)mm，兩者比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，男性長于女性。男性釘?shù)乐睆綖?4.3±1.0)mm，女性為(3.4±0.8)mm，兩者比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，男性大于女性。男性骨盆入口平面上釘?shù)琅c矢狀面的夾角為(5.1±2.1)°，女性為(18.0±7.6)°，兩者比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，男性小于女性。男性矢狀面上釘?shù)琅c骨盆入口平面的夾角為(75.5±12.5)°，女性為(70.6±11.5)°，兩者比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。男性冠狀面上釘?shù)琅c矢狀面的夾角為(11.0±6.1)°，女性為(18.1±10.1)°，兩者比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，男性小于女性。男性矢狀面上釘?shù)琅c冠狀面的夾角為(60.0±13.8)°，女性為(57.1±12.9)°，兩者比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。男性A/B為(2.5±0.3)，女性為(2.6±0.3)，兩者比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，男性小于女性(見表1)。另外，本研究與相關(guān)文獻(xiàn)報道對比提示，與西方人相比，中國人存在釘?shù)赖娜巳赫急容^小，釘?shù)乐睆礁《L度更長，中國人釘?shù)廊肟诟涌拷鼝u骨聯(lián)合(見表1)。

表1 本研究釘?shù)牢恢门c文獻(xiàn)對比

3 討 論

髖臼下部螺釘是髖臼周圍固定支架系統(tǒng)的重要組成部分，對于骨折線從髖臼窩上壁延伸至閉孔，從而造成前后柱分離的所有髖臼骨折類型都是髖臼下部螺釘?shù)倪m應(yīng)證，具體包括前柱骨折、前柱/壁+后半橫形骨折、“T”形骨折、雙柱骨折[7]，尤其是累及髖臼方形區(qū)的骨折[9-11]。對于這些類型的骨折，通常使用3.5 mm螺釘和重建鋼板進(jìn)行固定，使用髖臼下部3.5 mm螺釘可垂直于骨折線固定，使得固定更牢靠[12]。而且后柱螺釘和髖臼下部螺釘都可以通過髂腹股溝上入路一個切口完成，使得手術(shù)創(chuàng)傷更小，術(shù)中出血更少[13]。雖然髖臼下部螺釘有以上優(yōu)勢，但是由于釘?shù)涝隗y臼窩處狹窄[14]，置入此螺釘相對困難，因此，研究釘?shù)赖奈恢镁哂忻黠@的臨床價值。另外，本研究所使用確立釘?shù)赖姆椒ㄒ餐瑯舆m用于對患者進(jìn)行術(shù)前計劃，指導(dǎo)術(shù)中在導(dǎo)航條件下置入髖臼下部螺釘[15-17]。

與Gras等[8]的研究相比，本研究不存在釘?shù)赖难芯繉ο蟊壤^高，可能因為本研究建立釘?shù)赖姆椒ㄊ鞘贯數(shù)劳耆谒枨粌?nèi)，而Gras等[8]的研究是基于髖臼下部骨皮質(zhì)外表面建立釘?shù)馈Ｔ卺數(shù)篱L度方面，本研究與Kanezaki等[18]使用亞洲人為研究對象得到的結(jié)果相似，而均比Baumann等[19]的研究結(jié)果長，可能原因是人種差異。本研究中，釘?shù)乐睆脚cKanezaki等[18]的結(jié)果類似，而均小于Gras等[8]的研究結(jié)果，可能原因除了人種差異外，還可能因為Kanezaki等[18]的研究都是基于髓腔內(nèi)建立釘?shù)?，而Gras等[8]的研究是基于骨皮質(zhì)外表面建立釘?shù)?。本研究中，骨盆入口平面上釘?shù)琅c矢狀面的夾角大于Kanezaki等[18]的結(jié)果，可能是由于在他們的研究中，骨盆入口平面在任何研究對象中都假設(shè)為與水平面呈25°角，而在本研究中，骨盆入口平面是因人而異的。對于在矢狀面上釘?shù)琅c骨盆入口平面的夾角，本研究得到與Baumann等[19]類似的結(jié)果，提示人種差別不大。在冠狀面上釘?shù)琅c矢狀面的夾角方面，本研究大于Gras等[8]的研究結(jié)果，在矢狀面上釘?shù)琅c冠狀面的夾角方面與Gras等[8]的研究結(jié)果差別不大，提示與中國人相比，西方人的釘?shù)栏悠叫杏谑笭蠲妗/B值方面，本研究大于Gras等[8]的結(jié)果，提示與西方人相比，中國人釘?shù)廊肟诟涌拷鼝u骨聯(lián)合。

綜上所述，中國男性比女性更有可能存在髖臼下部螺釘?shù)尼數(shù)溃數(shù)篱L度和直徑男性大于女性。男性骨盆入口平面上和在冠狀面上釘?shù)琅c矢狀面的夾角均小于女性，提示男性釘?shù)栏悠叫杏谑笭蠲妗Ｅc西方人相比，中國人存在釘?shù)赖娜巳赫急容^小，釘?shù)赖闹睆礁《L度更長。中國人釘?shù)廊肟诟涌拷鼝u骨聯(lián)合，而西方人釘?shù)栏悠叫杏谑笭蠲妗?/p>