CT數(shù)字重建技術(shù)測(cè)量經(jīng)骶椎后方骶髂關(guān)節(jié)螺釘固定應(yīng)用解剖參數(shù)

李棟，馬運(yùn)宏，周金華，王新明，奚彬，殷渠東，蔣燕*

1.南通大學(xué)附屬溧陽市人民醫(yī)院放射科，江蘇 溧陽 213000；2.蘇州大學(xué)附屬無錫市第九人民醫(yī)院骨科，江蘇 無錫 214062；3.南通大學(xué)附屬溧陽市人民醫(yī)院骨科，江蘇 溧陽 213000；4.蘇州大學(xué)附屬無錫市第九人民醫(yī)院放射科，江蘇無錫 214062

不穩(wěn)定性骶髂關(guān)節(jié)損傷主張手術(shù)治療。傳統(tǒng)內(nèi)固定方法如切開復(fù)位骶髂鋼板、骶骨棒等手術(shù)創(chuàng)傷較大、并發(fā)癥發(fā)生率較高。近年出現(xiàn)的微創(chuàng)植入骶髂關(guān)節(jié)螺釘固定效果可靠，逐漸成為骨盆后環(huán)損傷首選內(nèi)固定方法[1～5]。然而，現(xiàn)有的植入方法是經(jīng)髂骨后外側(cè)穿過骶髂關(guān)節(jié)到骶椎椎體內(nèi)，螺釘通道前方靠近髂血管神經(jīng)，通道內(nèi)側(cè)的上、下方靠近骶神經(jīng)，經(jīng)皮植入骶髂關(guān)節(jié)螺釘需要在骨盆出、入口位和側(cè)位像反復(fù)透視確定其穿刺位置，放射線暴露量較大，且有血管神經(jīng)損傷風(fēng)險(xiǎn)[1,6～8]。筆者經(jīng)過骨盆解剖和影像學(xué)測(cè)量，發(fā)現(xiàn)一種新的更安全的骶髂關(guān)節(jié)螺釘通道—經(jīng)骶椎后方的骶髂關(guān)節(jié)螺釘（sacroiliac screw passing the back of sacrum，SISPTBOS）。本文報(bào)道利用CT數(shù)字重建技術(shù)測(cè)量植入SISPTBOS固定的應(yīng)用解剖參數(shù)，為下一步臨床應(yīng)用提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019年1月～2020年5月溧陽市人民醫(yī)院影像科數(shù)據(jù)庫中骨盆三維CT重建32例患者資料，男女各16例；年齡18～70歲，平均49歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：骶髂關(guān)節(jié)及周圍無病損的成人骨盆。病例排除標(biāo)準(zhǔn)：①先天發(fā)育或后天病損導(dǎo)致骨盆環(huán)骨結(jié)構(gòu)異常；②骨盆和髖臼骨折；③腰椎骶化及骶椎腰化；④18歲＜年齡＜70歲。本研究獲本院醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（WXJYLY 2020-00128）。

1.2 儀器和方法

圖像采集設(shè)備GEOptima CT 660 64排螺旋CT。掃描條件電壓120 kV，電流250 mA，掃描視野（FOV）350～400 mm。重建層厚1.0 mm，層距1.0 mm。每例掃描后可以獲得520～700個(gè)CT斷層圖像，將掃描圖像以Dicom格式存儲(chǔ)于光盤，獲得32個(gè)（64側(cè)）完整的骨盆影像數(shù)據(jù)集。重建后的CT容積數(shù)據(jù)傳輸?shù)紸W Server 4.7圖像三維工作站進(jìn)行后處理。先將腰椎切割去除，保留骶椎和骨盆。利用基于CT的數(shù)字重建技術(shù)（digital reconstructed radiology，DRR）模擬SSPTBOS固定方法，在骨盆三維重建圖上觀測(cè)螺釘?shù)倪M(jìn)釘范圍，確定螺道中心軸位置，測(cè)量有關(guān)解剖參數(shù)。SSPTBOS為自S1椎管后方，向下、向外、向前經(jīng)骶髂關(guān)節(jié)到髂骨內(nèi)，然后穿破髂骨外側(cè)骨皮質(zhì)（圖1）。進(jìn)針點(diǎn)位于S1關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)中央附近，出針點(diǎn)位于髖臼上后方附近。由于髂骨呈圓弧形，越靠近骶髂關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)壁的釘?shù)涝介L，但容易穿破內(nèi)側(cè)壁；越靠近外側(cè)壁的釘?shù)啦蝗菀状┢苾?nèi)側(cè)壁，但釘?shù)涝蕉?。本研究將與骶髂關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)緣距離3.0 mm處確定為中心軸經(jīng)過的中心點(diǎn)，經(jīng)過中心點(diǎn)的最長的可安全植入螺釘?shù)妮S確定為螺釘中心軸，根據(jù)SSPTBOS中心軸分別行矢狀面和冠狀面掃描，測(cè)量以下解剖參數(shù)：釘?shù)篱L度（L）：釘?shù)乐行妮S起點(diǎn)（進(jìn)針點(diǎn)）到穿破髂骨外層骨皮質(zhì)處（出針點(diǎn)）之間的距離。進(jìn)針點(diǎn)（M1）：釘?shù)乐行妮S后方與S1上關(guān)節(jié)突中央之間的距離。出針點(diǎn)（M2）：釘?shù)乐行妮S前方與髖臼上后緣之間的距離。中心軸前傾角（e）：釘?shù)乐行妮S與第1骶椎上終板水平線的夾角。中心軸外傾角（f）：釘?shù)乐行妮S與軀干中軸線的夾角。矢狀面安全角（a）：直徑5 mm螺釘在矢狀面的最大允許夾角。冠狀面安全角（b）：直徑5 mm螺釘在冠狀面的最大允許夾角。釘?shù)朗笭蠲孀钚≈睆剑╠1）：釘?shù)乐行妮S在矢狀面的最小縱徑。釘?shù)拦跔蠲孀钚≈睆剑╠2）：釘?shù)乐行妮S在冠狀面的最小橫徑。各解剖參數(shù)示意圖見圖2。

圖1 SISPTBOS固定示意圖A：藍(lán)色圓圈示進(jìn)針點(diǎn)位置，紅色圓圈示出針點(diǎn)位置 B：植入螺釘后釘?shù)拦跔蠲鍯T三維重建圖像Fig.1 Schematic diagram of SISPTBOSfixationA:The blue circle indicated the insertion position,and the red circle indicated the exit position;B:3D CT reconstruction image of screw channel in the coronal planeafter implantation

圖2 SISPTBOS解剖參數(shù)測(cè)量示意圖A：確定釘?shù)篱L度L、進(jìn)針點(diǎn)M1和出針點(diǎn)M2位置B：前傾角e C：外傾角f D：矢狀面安全角a E：冠狀面安全角b F：矢狀面最小直徑d1 G：冠狀面最小直徑d2Fig.2 Schematic diagram of the SISPTBOSanatomical parametersA:L-the length of the screw channel,M1-the insertion position,and M2-the exit position;B:e-the anteversion angle;C:f-the outward angle;D:a-the sagittal safety angle;E:b-the coronal safety angle;F:d1-the sagittal minimum diameter;G:d2-the coronal minimum diameter

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

用SPSS 10.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。參數(shù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，對(duì)左右側(cè)和不同性別數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

釘?shù)赖膬?nèi)側(cè)壁為弓狀線內(nèi)壁，外側(cè)壁為椎管后外側(cè)壁和髂骨外層，下壁為S1骶孔與坐骨切跡的連線，上壁為骶骨翼斜坡、骶髂關(guān)節(jié)表面和大骨盆底部。見圖3。所有解剖參數(shù)呈正態(tài)分布。男女比較，僅e和f存在差異（P＜0.05）；左、右側(cè)解剖參數(shù)比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），故對(duì)兩側(cè)的數(shù)據(jù)合并。合并后L為（11.90±1.62）cm，M1為（2.07±1.40）mm，M2為（4.78±2.57）mm，e為（57.97±4.28）°，f為（54.89±5.13）°，a為（11.45±2.73）°，b為（7.46±1.34）°，d1為（8.57±0.99）mm，d2為（6.75±0.84）mm，見表1。

表1 SSPTBOS釘?shù)澜馄蕝?shù)測(cè)量結(jié)果（）Tab.1 Anatomic parameters of SSPTBOSscrew channel(Mean±SD)

表1 SSPTBOS釘?shù)澜馄蕝?shù)測(cè)量結(jié)果（）Tab.1 Anatomic parameters of SSPTBOSscrew channel(Mean±SD)

3 討論

3.1 現(xiàn)有骶髂關(guān)節(jié)螺釘固定的不足

現(xiàn)有骶髂關(guān)節(jié)螺釘固定是在透視下經(jīng)皮植入，進(jìn)針點(diǎn)位于髂骨外側(cè)偏后處，進(jìn)針方向是向上、向內(nèi)、向前，垂直穿過骶髂關(guān)節(jié)進(jìn)入骶椎的側(cè)塊和椎弓根，最后進(jìn)入骶椎前部的椎體內(nèi)[5～7,9,10]。螺釘偏上或偏下可能損傷第5腰神經(jīng)根或骶神經(jīng)根；螺釘偏前可能損傷髂血管和臟器；螺釘偏后可能損傷椎管內(nèi)骶神經(jīng)。由于骶椎向后傾斜彎曲，骶髂關(guān)節(jié)面呈傾斜耳狀，單獨(dú)的正、側(cè)位成像均無法準(zhǔn)確判斷進(jìn)入骶髂關(guān)節(jié)內(nèi)螺釘位置，所以植入骶髂關(guān)節(jié)螺釘需要在標(biāo)準(zhǔn)的骨盆入口位、出口位和骶椎側(cè)位像多次透視，才能確定進(jìn)針點(diǎn)位置和進(jìn)針路徑；若透視位置放置不標(biāo)準(zhǔn)，可導(dǎo)致成像不精確，影響定位的準(zhǔn)確性[1,4,8,11]。因此，現(xiàn)有植入骶髂關(guān)節(jié)螺釘學(xué)習(xí)曲線較長，螺釘穿破率10%～20%、神經(jīng)損傷發(fā)生率3%～18%[1～3]?，F(xiàn)有的骶髂關(guān)節(jié)螺釘通道的髂骨側(cè)松質(zhì)骨和皮質(zhì)骨各占約50%，因此在嚴(yán)重骨質(zhì)疏松患者，螺釘?shù)陌瘟η芳讯贿m用[8]；髂骨后外側(cè)進(jìn)針口附近伴感染或髂骨骨折者也不適合。

3.2 SISPTBOS固定特點(diǎn)

釘?shù)赖膬?nèi)側(cè)壁為弓狀線內(nèi)壁，外側(cè)壁為椎管后外側(cè)壁和髂骨外層，下壁為S1骶孔與坐骨切跡的連線，上壁為骶骨翼斜坡、骶髂關(guān)節(jié)表面和大骨盆底部，有較大的植入螺釘范圍（圖3）。僅通道近端的內(nèi)側(cè)靠近骶管、骶神經(jīng)和腰神經(jīng)根，但進(jìn)針點(diǎn)位于L5和S1神經(jīng)根之間，而且是在直視下進(jìn)針或者利用瞄準(zhǔn)器植入螺釘，進(jìn)針點(diǎn)位置可以得到較好控制，不會(huì)損傷神經(jīng)；其次，釘?shù)老蛲鈨A斜，而外側(cè)是安全區(qū)；通道的下方靠近坐骨神經(jīng)，但通道中心軸距離坐骨神經(jīng)約5 cm。所以，本方法基本上可避免神經(jīng)根、髂神經(jīng)血管和臟器損傷，植入螺釘較安全。

圖3 SISPTBOS可植入范圍Fig.3 Theimplantablerangeof SISPTBOS

釘?shù)赖膶挾壬孕∮诟叨?，該釘?shù)赖膁2平均為（6.75±0.84）mm，其中，最小病例為6.15 mm。因此，適合選擇直徑5.0～6.0 mm的螺釘。螺釘a和b相對(duì)較小，分別為（11.45±2.73）°和（7.46±1.34）°，尤其是b較小，最小為5.80°，因此手術(shù)時(shí)需要注意內(nèi)、外傾角度不宜過大。若進(jìn)針方向偏內(nèi)（外傾角較?。?，固定釘?shù)篱L度較長，但可能穿破骶髂關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)壁；若進(jìn)針方向偏外（外傾角較大），則不容易穿破骶髂關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)壁，但釘?shù)篱L度較短。本研究測(cè)量釘?shù)篱L度盡量靠近骶髂關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)壁，為最大通道長度，平均（11.90±1.62）cm。實(shí)際手術(shù)操作中為安全起見，避免螺釘過長穿破髂骨外側(cè)骨皮質(zhì)或髖臼，進(jìn)針方向可能稍偏外。因此，建議選擇長度9～10 cm的螺釘。

植入螺釘?shù)年P(guān)鍵是確定進(jìn)針點(diǎn)位置和進(jìn)針方向。進(jìn)針點(diǎn)位置為S1上關(guān)節(jié)突中央的下方約2 mm范圍，向下、向外、向前，經(jīng)骶髂關(guān)節(jié)到髖臼后上方的髂骨內(nèi)。在矢狀面（側(cè)位像）將第1骶椎上終板的水平延長線作為前傾角的參考成角線，在冠狀面（正位像）將身體縱軸線作為外傾角的參考成角線。e為（57.97±4.28）°，f為（54.89±5.13）°。鑒于存在一定的個(gè)體和性別差異，術(shù)前需要常規(guī)行骨盆CT三維重建測(cè)量釘?shù)烙嘘P(guān)參數(shù)，個(gè)體化植入螺釘。

SISPTBOS固定的髂骨側(cè)絕大部分為皮質(zhì)骨，螺釘在髂骨側(cè)的抗拔力強(qiáng)于現(xiàn)有方法，所以適合嚴(yán)重骨質(zhì)疏松患者。髂骨后外側(cè)局部感染或髂骨后外側(cè)部位有骨折者，也可以選擇本方法。因此，本方法可視為現(xiàn)有骶髂關(guān)節(jié)螺釘固定在某些特殊情況下的一種替換。

SISPTBOS固定的不足是螺釘通道的直徑較小，只能使用1枚直徑5.0～6.0 mm的螺釘。而現(xiàn)有骶髂關(guān)節(jié)螺釘通道的直徑較大，高（27.7±1.9）mm，寬（20.2±2.3）mm，可植入2枚直徑6～7 mm螺釘[1]。因此，本方法固定的抗彎強(qiáng)度不如經(jīng)典方法。本研究只是測(cè)量骨盆正常人體的解剖參數(shù)，驗(yàn)證該方法的可行性。臨床存在個(gè)體差異和骨盆輕度畸形患者，需要根據(jù)個(gè)體具體測(cè)量數(shù)據(jù)，個(gè)體化植入螺釘，而且要在透視監(jiān)測(cè)下植入。對(duì)于骶髂關(guān)節(jié)脫位復(fù)位不良和骨盆明顯畸形患者，不適合采用該方法。

利用CT數(shù)字重建技術(shù)觀測(cè)釘?shù)婪秶吐葆斨踩胗嘘P(guān)解剖參數(shù)，結(jié)果顯示植入SISPTBOS不僅可行，而且安全。螺釘?shù)倪M(jìn)針點(diǎn)位于S1上關(guān)節(jié)突中央下方2 mm，出針點(diǎn)位于髖臼后上方附近，最佳進(jìn)針方向是向下向前與第1骶椎上終板成角58°、向外成角55°，宜選擇直徑5.0～6.0 mm、長度9～10 cm螺釘。