徒手經(jīng)皮骶髂螺釘置入的術(shù)前個體化規(guī)劃及應(yīng)用

黃晨，任亞明，謝美明，廖冬發(fā)

(西部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院骨科，四川 成都 610083)

骨盆環(huán)手術(shù)比較復(fù)雜，需要骨科醫(yī)生熟練掌握骨盆解剖，骨盆手術(shù)需要很長的學(xué)習(xí)曲線，對于血流動力學(xué)不穩(wěn)定的患者還需介入科、重癥醫(yī)學(xué)科、輸血科等相關(guān)科室協(xié)助救治。骨盆環(huán)切開復(fù)位內(nèi)固定手術(shù)創(chuàng)傷大、需要較長的手術(shù)時間，患者術(shù)后可能會出現(xiàn)各種并發(fā)癥[1]。因此，近年來，骨科醫(yī)生越來越關(guān)注微創(chuàng)和經(jīng)皮技術(shù)，以減少失血，降低神經(jīng)血管損傷風(fēng)險和感染率[2-3]。髂骶(iliac sacral，IS)螺釘固定技術(shù)是治療骨盆后環(huán)骨折或脫位的常用方法，骶髂螺釘固定具有足夠的生物力學(xué)穩(wěn)定性[4]。Routt等[5]最先詳細闡述現(xiàn)在經(jīng)典的經(jīng)皮骶髂螺釘固定技術(shù)，該技術(shù)采用仰臥位，透視引導(dǎo)，閉合經(jīng)皮置釘，減少出血量，縮短整體手術(shù)時間。由于骶骨解剖的復(fù)雜性和多樣性使得髂骶螺釘?shù)闹冕斣诩夹g(shù)上存在一定困難[6-7]。因此實施經(jīng)皮骶髂螺釘固定需要全面的手術(shù)計劃，詳細分析術(shù)前影像資料，以及與術(shù)中透視各種數(shù)據(jù)的相關(guān)性，還需要外科醫(yī)生具有豐富的手術(shù)經(jīng)驗及嫻熟的手術(shù)技巧[8]。對骨盆及鄰近組織解剖結(jié)構(gòu)和三維空間的深入了解是外科醫(yī)生必須具備的關(guān)鍵能力[9]。

本研究的目的是根據(jù)術(shù)前基于CT掃描的測量如何用來確定合適的入口位和出口位角度[10]，評估有無置釘通道，以及規(guī)劃導(dǎo)針置入的最佳方向和位置。這些術(shù)前規(guī)劃可以幫助外科醫(yī)生快速獲得準確的術(shù)中影像和準確確定進針點和方向，從而可以安全、高效、精準地完成骶髂螺釘?shù)闹萌搿?/p>

1 資料與方法

1.1 一般資料 納入標準：(1)骨盆后環(huán)不穩(wěn)定骨折(Tile B型和C型)；(2)損傷時間小于3周。排除標準為：(1)多器官功能障礙的患者；(2)螺釘進針點周圍粉碎性骨折；(3)嚴重骨質(zhì)疏松癥患者；(4)有骶神經(jīng)癥狀需要開放手術(shù)減壓。

根據(jù)上述標準，共納入2018年12月至2020年10月收治的61例骨盆后環(huán)不穩(wěn)定骨折患者，其中男43例，女18例；年齡14～65歲，平均(38.72±4.78)歲。骶骨骨折按Denis分類法計數(shù)，Ⅰ區(qū)13例，Ⅱ區(qū)37例，Ⅲ區(qū)2例，骶髂關(guān)節(jié)脫位9例。車禍傷26例，高墜傷31例，重物砸傷4例。

術(shù)前規(guī)劃：所有患者術(shù)前均做骨盆CT，將CT的DICOM格式導(dǎo)入MIMICS21.0(Materialize，Leuven，Belgium)軟件。測量入口位角度：在骨盆居中矢狀面上測量S1、S2椎體皮質(zhì)前緣線與橫斷面垂線的角度即為入口位角度。測量出口位角度，S1椎體與S2椎體出口投射角度不同需分別測量。S1椎體出口位角度：在骨盆居中矢狀面上于恥骨上緣向S2椎體上部做一直線，測量該直線與橫斷面垂線的角度即為S1椎體出口位角度；S2椎體出口位角度：在骨盆居中矢狀面上于恥骨上緣向S3椎體上部做一直線，測量該直線與橫斷面垂線的角度即為S2椎體出口位角度(見圖1)。

注：S1、S2前緣共線時的延長線與垂線所成的夾角即為入口位角度(37.21°)；恥骨聯(lián)合上沿至S2椎體中上部的連線與垂線所成的夾角即出口位角度(45.62°)

虛擬置釘及透視：重建骨盆三維模型，模擬復(fù)位骨折后虛擬置入1枚7.3 mm螺釘，在矢狀面、冠狀面、橫斷面上調(diào)節(jié)至合適位置，觀察骶骨是否有安全進針通道。若S1椎體無安全通道，則重復(fù)上述方法確定S2是否有安全通道。將螺釘調(diào)節(jié)至最佳通道后進行虛擬透視，觀察螺釘在出入口位及側(cè)位像的位置，術(shù)中重現(xiàn)預(yù)透視影像即可安全置入螺釘(見圖2)。

規(guī)劃進針點：虛擬置入1枚7.3 mm螺釘后，重建骨盆體表軟組織，于髂前上棘向背側(cè)做一垂線，再于股骨大轉(zhuǎn)子中點做一水平線，測量皮膚入點至兩條標志性的距離確定導(dǎo)針大致的進針點(見圖3)。

規(guī)劃進針方向：模擬復(fù)位骨折后虛擬置入1枚7.3 mm螺釘，沿著螺釘方向重建橫斷面和冠狀面，在重建的橫斷面和冠狀面上測量螺釘向腹側(cè)和頭側(cè)偏轉(zhuǎn)的角度，確定導(dǎo)針置入方向(見圖4)。

1.2 手術(shù)方法 全身麻醉后，患者取仰臥位，腰背部及臀部墊一軟墊，術(shù)前30 min常規(guī)給予預(yù)防使用抗生素。C型臂置入非手術(shù)操作側(cè)，按照術(shù)前測量的出入口位角度進行預(yù)透視，位置及角度調(diào)節(jié)滿意后記錄修正后的出入口角度并于地面標識出入口位C型臂的位置。常規(guī)消毒術(shù)區(qū)，鋪無菌手術(shù)單，需要復(fù)位的病例在C型臂引導(dǎo)下采用下肢牽引、骨盆外固定架、Starr骨盆復(fù)位架等方式閉合復(fù)位骨折。骨折復(fù)位滿意后，根據(jù)術(shù)前規(guī)劃標記出皮膚進針點。C型臂套無菌保護套，將C型臂置于入口位，沿標記的進針點，根據(jù)測量的進針方向，將1枚2.5 mm克氏針經(jīng)皮刺入至髂骨面輕輕固定，透視入口位，若進針點不滿意則沿出口位方向調(diào)節(jié)至滿意位置；再將C型臂調(diào)節(jié)至出口位方向，透視出口位，若出口位進針點不滿意則在入口位方向調(diào)節(jié)至滿意位置。然后再調(diào)節(jié)至入口位方向確認導(dǎo)針位置，出入口位置滿意后，最后透視側(cè)位，在側(cè)位方向確認導(dǎo)針位置。導(dǎo)針位置滿意后用骨錘輕輕敲擊至髂骨內(nèi)側(cè)皮質(zhì)，然后換電鉆鉆過骶髂關(guān)節(jié)進入骶骨，再于C型臂監(jiān)視下用骨錘將導(dǎo)針敲擊至合適位置。導(dǎo)針位置滿意后進行測深、攻絲后擰入螺釘。所有螺釘置入后再次行骨盆出、入口位及標準側(cè)位透視驗證，無誤后沖洗縫合切口。

a 骨盆冠狀面上虛擬螺釘?shù)奈恢?b 骨盆橫斷面上虛擬螺釘?shù)奈恢?c 骨盆矢狀面虛擬螺釘?shù)奈恢?/p>

d 骨盆入口位螺釘?shù)奈恢?e 骨盆出口位螺釘?shù)奈恢?f 骨盆側(cè)位螺釘?shù)奈恢?/p>

圖3 通過MIMICS軟件重建 a 螺釘在水平面向頭側(cè)偏轉(zhuǎn)19.60° b 螺釘在橫斷面向腹側(cè)偏轉(zhuǎn)27.92°皮膚，虛擬標記體表進針點 圖4 通過MIMICS軟件測量螺釘向頭側(cè)和向腹側(cè)偏轉(zhuǎn)的角度

1.3 術(shù)后處理 術(shù)后常規(guī)給予預(yù)防性使用抗生素1次，術(shù)后回病房即刻指導(dǎo)患者進行下肢肌肉等張收縮及踝泵功能鍛煉，術(shù)后8 h給予低分子肝素預(yù)防深靜脈血栓形成，術(shù)后1～2 d復(fù)查骨盆X線片、骨盆CT及三維重建。術(shù)后次日指導(dǎo)患者翻身、深呼吸鍛煉肺功能，床上主動屈伸髖、膝關(guān)節(jié)及收縮雙下肢肌肉，術(shù)后次日即可半臥位，2周后可坐起，術(shù)后1個月可扶雙拐下地患肢不負重行走，術(shù)后6～8周開始部分負重行走，術(shù)后3個月完全負重行走。術(shù)后1、2、3、6個月門診定期復(fù)查，指導(dǎo)患者進行功能鍛煉及拍片觀察骨折愈合情況及螺釘有無切除、移位等失效情況。

1.4 觀察指標及評價標準

1.4.1 觀察指標 術(shù)中每枚螺釘?shù)闹冕敃r間、C型臂透視次數(shù)。

1.4.2 術(shù)后螺釘位置 術(shù)后根據(jù)CT檢查評價螺釘置入位置，測量螺釘切出距離，計算切出率。正確螺釘置入位置為螺釘位于骶骨骨質(zhì)界限內(nèi)，未切出骶骨皮質(zhì)，未進入骶管或骶孔。

2 結(jié) 果

61例患者均采用全身麻醉，手術(shù)均無醫(yī)源性損傷，螺釘固定穩(wěn)定可靠。共置入骶髂螺釘83枚，其中S1置釘54枚，S2置釘29枚，置釘優(yōu)良率98.79%。有1例螺釘切除至對側(cè)S2孔上緣，無神經(jīng)癥狀，未予干預(yù)。平均每枚螺釘置釘時間為(13.78±5.97)分，平均每枚螺釘透視次數(shù)為(28.39±10.13)次。術(shù)前有5例伴有骶神經(jīng)損傷的患者在術(shù)后2～6個月逐漸恢復(fù)。

典型病例為一42歲男性患者，主因“重物砸傷至腰背部下腹部疼痛伴活動受限7 h”入院，診斷為骨盆骨折TileB型(左側(cè)骶骨骨折，雙側(cè)恥骨上下支骨折，見圖5)。入院行術(shù)前準備，規(guī)劃骶髂螺釘置入方案：入口位18.29°，出口位44.17°，進針點于髂前上棘縱垂線上、大轉(zhuǎn)子水平線下27.97 mm，進針方向為向腹側(cè)偏轉(zhuǎn)16.64°，向頭側(cè)偏轉(zhuǎn)12.48°。傷后第3天在全麻下行骨盆閉合復(fù)位經(jīng)皮骶髂螺釘、恥骨上支螺釘固定術(shù)。按術(shù)前規(guī)劃進行經(jīng)皮置釘，僅通過少許幾次調(diào)整即能將導(dǎo)針放置到合適方向和位置，置入骶髂螺釘用時10.8 min，透視19次。按照術(shù)前規(guī)劃的手術(shù)方案進行操作，術(shù)中獲得的透視影像與術(shù)前規(guī)劃圖像高度一致(見圖6)。術(shù)后療效滿意，影像資料證實螺釘位置滿意(見圖7)。

圖5 術(shù)前影像學(xué)資料示Tile B型骨盆骨折

a 術(shù)前預(yù)透視的出入口影像 b 術(shù)中透視的出入口影像

圖7 術(shù)后影像學(xué)資料示螺釘置入位置理想

3 討 論

自Letournel[11]報道髂骶螺釘治療骶髂關(guān)節(jié)脫位和骶骨骨折以來，這項技術(shù)不斷得到改進。盡管骶髂螺釘技術(shù)存在損傷血管、神經(jīng)的風(fēng)險[12]，但由于經(jīng)皮技術(shù)對軟組織的損傷小，感染率低，仍是骨科醫(yī)生處理不穩(wěn)定骨盆后環(huán)損傷的首選方案。為了提高螺釘?shù)木珳识ㄎ唬芏鄬W(xué)者進行了解剖學(xué)研究，旨在闡明所謂的置釘“安全區(qū)”的范圍[13-15]。Miller和Routt[16]在骨盆出口位和側(cè)位片上發(fā)現(xiàn)了提示S1椎體變異的影像學(xué)征象(S1椎體位置與髂嵴等高、骶骨翼殘存乳突體、S1骶前孔大而不規(guī)則、S1～2間有殘存的椎間盤、骶骨翼斜坡凹陷、骶骨翼斜坡陡峭等)，但這些影像學(xué)特征在髂骶螺釘置入術(shù)前規(guī)劃中的可靠性和臨床價值尚不清楚。對于變異型的骶骨，為了安全、可靠的髂骨螺釘固定，有些學(xué)者推薦在S2椎體置釘[17]。Gusic等[18]分析了30例成人患者的骨盆CT，發(fā)現(xiàn)入口位的角度范圍為10.4°～39.8°，出口位的角度范圍為31.5°～53.1°。由于骨盆解剖結(jié)構(gòu)的個體差異，我們認為術(shù)前手術(shù)置釘方案需要個體化，測量骨盆出入口位角度，規(guī)劃骶髂螺釘通道，通過詳細的個體化方案迅速獲得高質(zhì)量的透視圖像、精確的進入點及準確的螺釘定位，減小誤差范圍，降低并發(fā)癥發(fā)生率。

在該研究中，我們通過將患者骨盆CT的DICOM格式導(dǎo)入MIMICS軟件，在矢狀面測量骨盆出入口位角度，通過虛擬置釘規(guī)劃最優(yōu)置釘路徑，虛擬置釘后進行預(yù)透視出入口位，了解螺釘在出入口位片的位置與術(shù)中透視影像進行比對，并將其作為術(shù)中引導(dǎo)方法。研究表明，移位較小的類型按照術(shù)前測量的出入口位角度進行透視，大部分均能獲得滿意的圖像，按照術(shù)前規(guī)劃的進針點和方向可以快速、準確地置入螺釘；對于移位較大的類型，術(shù)中復(fù)位不能與術(shù)前虛擬復(fù)位一致，部分不能呈現(xiàn)滿意的出入位圖像，但僅需要2～3次小角度調(diào)整即可。術(shù)前全面的手術(shù)計劃、正確的透視技術(shù)使用和評估對于避免并發(fā)癥非常重要。本研究存在一定的局限性。部分單位DICOM格式不能方便地獲取，局域網(wǎng)未安裝MIMICS軟件，外科醫(yī)生熟練掌握MIMICS軟件需要經(jīng)過短時間學(xué)習(xí)，仍需不斷推廣該項技術(shù)。

綜上所述，術(shù)前通過計算機虛擬技術(shù)在骨盆矢狀面測量骶骨出入口位角度，指導(dǎo)術(shù)中設(shè)置C型臂偏轉(zhuǎn)角度，術(shù)中可快速準確地獲得理想的出入口位影像，再在虛擬骨盆骨折模型上置入骶髂螺釘，標記體表虛擬進針點，測量體表進針點距離骨性標記的距離，然后沿著虛擬置入的螺釘進行多平面重建，測量螺釘向頭側(cè)和向腹側(cè)偏轉(zhuǎn)的角度，規(guī)劃螺釘進針點和進針方向，最后進行預(yù)透視，將預(yù)透視圖像與術(shù)中透視圖像進行比對，輔助術(shù)中評估螺釘?shù)陌踩浴Ｐg(shù)前個體化規(guī)劃是一種高效、安全、可靠的方法，不需要額外的設(shè)備，可以精確確定螺釘進入點，確保螺釘?shù)陌踩恢?，減少手術(shù)中障礙。因此，該技術(shù)可指導(dǎo)外科醫(yī)生術(shù)前規(guī)劃，特別是對于那些經(jīng)驗不足才開始做骨盆骨折經(jīng)皮髂骶螺釘固定的醫(yī)生。