計(jì)算機(jī)輔助個(gè)體化釘?shù)涝O(shè)計(jì)在髖臼前柱和恥骨上支骨折螺釘經(jīng)皮置入中的應(yīng)用

祝相如 陳新2 張成棟 劉巧聰 劉國明 李緒文 王天瑞 扈延齡

(1 青島大學(xué)附屬醫(yī)院創(chuàng)傷外科，山東 青島 266100; 2 青島市城陽區(qū)人民醫(yī)院急診外科)

對于累及恥骨上支的骨盆骨折和累及前柱的髖臼骨折，傳統(tǒng)的切開復(fù)位內(nèi)固術(shù)創(chuàng)傷較大，且存在術(shù)中損傷血管神經(jīng)的風(fēng)險(xiǎn)[1]，特別是對無或輕度移位的這類骨折，使用切開復(fù)位內(nèi)固定術(shù)進(jìn)行治療存在較大爭議。隨著手術(shù)技術(shù)的進(jìn)步，經(jīng)皮拉力螺釘內(nèi)固定術(shù)[2]因固定強(qiáng)度可靠、創(chuàng)傷較小而逐步被醫(yī)生接受。但髖臼前柱和恥骨上支解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，術(shù)中螺釘容易穿出骨質(zhì)損傷周圍結(jié)構(gòu)，限制了該手術(shù)方式的廣泛應(yīng)用。如何安全方便地置入拉力螺釘，一直是臨床上亟待解決的問題。本研究對我院通過常規(guī)手法置釘和術(shù)前計(jì)算機(jī)輔助個(gè)體化釘?shù)涝O(shè)計(jì)置釘患者臨床資料進(jìn)行回顧性分析，旨在為髖臼前柱和恥骨上支骨折治療提供數(shù)據(jù)參考。

1 資料與方法

本研究回顧性分析了我院2018年12月—2020年12月40例(共45側(cè))行通道螺釘治療的患者的臨床資料。納入標(biāo)準(zhǔn)：①新鮮的閉合性無或輕度移位的髖臼前柱或恥骨上支骨折的患者；②年齡>18歲者；③可行保守治療但患者功能要求高需早期鍛煉者。排除標(biāo)準(zhǔn)：①開放性骨折患者；②骨折端移位明顯手法復(fù)位困難患者；③BMI>30 kg/m2的患者；④對于恥骨上支骨折的患者，術(shù)前測量髖臼前柱弧度超過44.49°±2.47°導(dǎo)致置釘困難者；⑤術(shù)前行血管造影提示入釘點(diǎn)位置位于“死亡冠”血管附近者。

兩組患者根據(jù)術(shù)前是否使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行個(gè)體化螺釘釘?shù)涝O(shè)計(jì)分為計(jì)算機(jī)輔助組(A組)和常規(guī)手法組(B組)。A組術(shù)前將患者的Dicom格式CT數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics，三維建模后對拉力螺釘放置位置進(jìn)行設(shè)計(jì)。拉力螺釘直徑6.5 mm，其位置設(shè)計(jì)原則為：在保證螺釘兩端距骨折線各至少3 cm的前提下，盡可能縮短螺釘長度。B組患者不進(jìn)行螺釘釘?shù)涝O(shè)計(jì)，術(shù)中使用解剖學(xué)研究報(bào)道的入釘點(diǎn)和螺釘方向進(jìn)行螺釘置入[3-4]。兩組患者手術(shù)均由同一組醫(yī)師完成，手術(shù)及置釘流程均相同。術(shù)中均參照隋建平等[5]的方法來觀測螺釘置入軌跡；通過黃淑明等[6]提出的鈍頭彈性敲擊技術(shù)對導(dǎo)針進(jìn)行微調(diào)，避免導(dǎo)針進(jìn)入盆腔或髖關(guān)節(jié)。手術(shù)中若置釘失敗3次則認(rèn)為螺釘把持力不足而改為切開復(fù)位鋼板內(nèi)固定，為最終置釘失敗。

記錄兩組患者術(shù)中每枚螺釘?shù)闹萌霑r(shí)間，即首次置入導(dǎo)針到擰入拉力螺釘?shù)臅r(shí)間(置釘時(shí)間)；記錄兩組患者術(shù)中每枚螺釘置入過程中的透視次數(shù)(透視次數(shù))；記錄兩組患者使用的拉力螺釘長度、骨折愈合時(shí)間以及手術(shù)后6個(gè)月隨訪時(shí)的Merle D′Aubigné and Postel評分及Majeed評分，評分標(biāo)準(zhǔn)參考相關(guān)文獻(xiàn)[7]。

2 結(jié) 果

2.1 兩組患者一般資料比較

兩組患者性別、年齡、側(cè)別、受傷至手術(shù)的準(zhǔn)備時(shí)間(術(shù)前時(shí)間)、損傷原因及螺釘類型比較差異無顯著性(P>0.05)。見表1。

2.2 兩組患者手術(shù)相關(guān)指標(biāo)比較

A組21例患者共23側(cè)均置釘成功，置釘成功率100%。B組19例患者共22側(cè)置釘成功15側(cè)，置釘成功率68.2%(15/22)，A組患者置釘成功率顯著高于B組(χ2=8.666,P<0.05)。A組置釘時(shí)間、透視次數(shù)及螺釘長度與B組比較，差異有顯著性(t=5.910～18.863，P<0.05)。見表2。

2.3 兩組患者術(shù)后隨訪指標(biāo)比較

兩組患者均獲得最少6個(gè)月的隨訪，在術(shù)后骨折愈合時(shí)間以及術(shù)后6個(gè)月時(shí)的Merle D′Aubigné and Postel評分和Majeed評分方面，兩組患者比較均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)，見表2。

3 討 論

骨盆骨折常常累及髖臼前柱和恥骨上支，對于該部位的骨折，目前治療方法較多，但并未形成共識(shí)。傳統(tǒng)的切開復(fù)位鋼板內(nèi)固定術(shù)存在手術(shù)創(chuàng)傷大、失血多、術(shù)后并發(fā)癥多等缺陷，特別是對于無或輕度移位的髖臼前柱和恥骨上支骨折，行廣泛切開的鋼板內(nèi)固定術(shù)備受爭議。即使是有限切開的經(jīng)皮橋接鋼板技術(shù)[8]，仍存在需要廣泛分離深層組織結(jié)構(gòu)、可能發(fā)生血管神經(jīng)損傷的弊端。

隨著內(nèi)固定技術(shù)的不斷進(jìn)步，拉力螺釘技術(shù)在骨盆骨折的治療中得到廣泛應(yīng)用，主要適用于:①無或輕度移位的恥骨上支骨折、髖臼骨折、骶髂關(guān)節(jié)脫位及髂骨翼骨折者。②骨折移位大但可經(jīng)手法復(fù)位者。③因各種原因無法耐受切開復(fù)位的創(chuàng)傷者[9]。髖臼前柱和恥骨上支螺釘?shù)奈?chuàng)置入可以降低傳統(tǒng)切開復(fù)位鋼板內(nèi)固定方法帶來的手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，并且生物力學(xué)試驗(yàn)證實(shí)了其固定強(qiáng)度可靠[10]，所以日益得到醫(yī)師的重視。但長期以來該技術(shù)未能廣泛開展，分析原因可能為，由于髖臼前柱和恥骨上支獨(dú)特的不規(guī)則解剖學(xué)結(jié)構(gòu)，若螺釘置入方向不準(zhǔn)確，便有可能穿透骨質(zhì)，導(dǎo)致神經(jīng)、血管損傷。雖然有各類導(dǎo)航系統(tǒng)及手術(shù)操作軟件的輔助[11-14]，但計(jì)算機(jī)導(dǎo)航設(shè)備昂貴，操作復(fù)雜，術(shù)中對醫(yī)生和患者造成的輻射量較大，難以在各級醫(yī)院推廣應(yīng)用。因此，選擇一種簡單的方法來提高髖臼前柱和恥骨上支螺釘?shù)闹冕敵晒β适直匾?/p>

為了提高髖臼前柱和恥骨上支螺釘置入的成功率與安全性，國內(nèi)外學(xué)者們進(jìn)行了大量的解剖學(xué)研究。國外解剖學(xué)者研究認(rèn)為在恥骨上支螺釘置入時(shí)，男性與女性在螺釘角度方面較為一致，而在入釘點(diǎn)選擇上存在差異：男性入釘點(diǎn)平均距恥骨聯(lián)合(26.7±3.8)mm，距恥骨上支平均(12.2±1.4)mm，而女性距恥骨聯(lián)合(34.4±5.5)mm，距恥骨上支(9.9±1.4)mm[15]。而國內(nèi)研究未顯示出明顯的性別差異，認(rèn)為進(jìn)針點(diǎn)距離恥骨結(jié)節(jié)外緣的距離為(19.8±3.3)mm，距離恥骨上緣的距離為(10.1±0.8)mm，螺釘與髂前上棘和恥骨結(jié)節(jié)構(gòu)成平面最小角度為19.17°±3.90°，螺釘與矢狀面的最小角度為36.67°±3.08°[4，16-17]。實(shí)際治療中，由于個(gè)體的解剖、臀部軟組織情況以及骨折類型的變異，解剖學(xué)研究數(shù)據(jù)雖然為螺釘置入提供了一定的參考，但不能完全指導(dǎo)臨床實(shí)踐。解剖學(xué)研究確定的入釘點(diǎn)均為最長螺釘?shù)娜脶斘恢?，雖然能使螺釘獲得最長的工作長度，但過長的螺釘不可避免地增大了置入難度，使得手術(shù)成功率大打折扣。為了方便準(zhǔn)確置入螺釘，不少學(xué)者提出了在術(shù)前使用3D打印技術(shù)制作導(dǎo)向模板的方案[18-19]，但導(dǎo)向裝置在定位時(shí)均依據(jù)骨骼表面進(jìn)行貼附，需要額外切口，增加患者費(fèi)用與額外創(chuàng)傷。

表1 兩組患者一般資料比較Tab.1 Comparison of general data between the two groups

表2 兩組患者圍術(shù)期及隨訪指標(biāo)比較Tab.2 Comparison of perioperative and follow-up indices between the two groups

目前個(gè)人計(jì)算機(jī)的性能已經(jīng)大幅度提高，使得在個(gè)人計(jì)算機(jī)上進(jìn)行三維圖像處理變得簡單可行。Mimics軟件由比利時(shí)Materialise公司于1992年開發(fā)設(shè)計(jì)，現(xiàn)已能夠?qū)T斷層掃描圖像進(jìn)行3D建模，從而進(jìn)行術(shù)前計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，且已有眾多學(xué)者將其用于虛擬解剖學(xué)研究[15,20]。利用相關(guān)軟件技術(shù)構(gòu)建直觀的骨折立體圖像，并進(jìn)行虛擬手術(shù)設(shè)計(jì)，為術(shù)前計(jì)劃的制定提供新的方法。

本研究中，A組患者手術(shù)前均在計(jì)算機(jī)上利用Mimics軟件進(jìn)行個(gè)體化髖臼前柱和恥骨上支螺釘位置設(shè)計(jì)，雖然螺釘在手術(shù)過程中仍依賴術(shù)者經(jīng)驗(yàn)徒手置入，但由于術(shù)前已對螺釘入釘點(diǎn)、角度和長度進(jìn)行了測量，使得對經(jīng)驗(yàn)的依賴性降低，不會(huì)出現(xiàn)因螺釘長度不合適而導(dǎo)致反復(fù)置釘?shù)那闆r。而B組中，部分患者在初次置釘時(shí)由于通道狹窄，導(dǎo)針距離骨皮質(zhì)過近，容易導(dǎo)致螺釘穿出，最后只能改為切開復(fù)位手術(shù)。另外，本研究A組患者沒有選用解剖學(xué)研究得出的最長螺釘入釘點(diǎn)位置[3,16]，而將入釘點(diǎn)選擇在了距離骨折線3 cm位置，這樣可以縮短螺釘長度，同時(shí)在保證螺釘有足夠把持力的前提下也降低了置釘難度。經(jīng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)后螺釘長度為(62.39±3.65)mm，與通過傳統(tǒng)解剖學(xué)設(shè)計(jì)的螺釘長度(87.67±4.58)mm存在差異。術(shù)前規(guī)劃時(shí)，以恥骨聯(lián)合及髂前上棘等骨性標(biāo)志連線進(jìn)行角度參考，雖然不及個(gè)體化打印的導(dǎo)向器精確，但在置釘過程中通過微調(diào)仍具有可靠的成功率，并且避免了因臀部軟組織的個(gè)體差異導(dǎo)致體位差異帶來的角度誤差，從而可以減少反復(fù)置釘帶來的骨質(zhì)破壞。本研究中A組置釘時(shí)間和術(shù)中透視次數(shù)與B組相比明顯減少，而術(shù)后6個(gè)月隨訪時(shí)的髖關(guān)節(jié)Merle D′Aubigné and Postel評分和骨盆Majeed評分無明顯差異。提示通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，能夠在不影響手術(shù)效果的前提下降低置釘難度、縮短手術(shù)時(shí)間。此外，通過術(shù)前設(shè)計(jì)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)入釘點(diǎn)位置的“死亡冠”血管，對于此類患者，術(shù)前需進(jìn)行血管造影以規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。

綜上所述，術(shù)前使用計(jì)算機(jī)對髖臼前柱和恥骨上支螺釘位置進(jìn)行個(gè)體化設(shè)計(jì)，能夠在保證手術(shù)效果的前提下縮短螺釘長度，從而降低拉力螺釘置入難度，能夠?yàn)闊o或輕度移位的髖臼前柱和恥骨上支骨折的治療提供新的方法，其臨床療效滿意。

利益沖突聲明：所有作者聲明不存在利益沖突。

ConflictsofInterest： All authors disclose no relevant conflicts of interest.

作者貢獻(xiàn)：祝相如、陳新、扈延齡、張成棟參與了研究設(shè)計(jì)；祝相如、劉巧聰、劉國明、李緒文、王天瑞參與了論文的寫作和修改。所有作者均閱讀并同意發(fā)表該論文。

Contributions： The study was designed byZHUXiangru,CHENXin,HUYanling, andZHANGChengdong. The manuscript was drafted and revised byZHUXiangru,LIUQiaocong,LIUGuo-ming,LIXuwen, andWANGTianrui. All the authors have read the last version of the paper and consented submission.