加長骶髂關(guān)節(jié)螺釘治療骶髂關(guān)節(jié)復(fù)合體損傷的研究進展

周 唯，汪國棟，劉曦明

1.中國人民解放軍中部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院骨科，武漢 430070；2.武漢科技大學(xué)醫(yī)學(xué)院，武漢 430081

隨著交通業(yè)、建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，骨盆骨折的發(fā)生率逐年提高，患者的愈后較差，致死、致殘率高，生活質(zhì)量低。不穩(wěn)定骨盆骨折需要手術(shù)治療，方法包括傳統(tǒng)的切開復(fù)位內(nèi)固定和微創(chuàng)經(jīng)皮骶髂螺釘固定等，微創(chuàng)經(jīng)皮骶髂螺釘因具有手術(shù)創(chuàng)傷小、出血量少、感染風(fēng)險低及良好的力學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于臨床[1]。隨著微創(chuàng)經(jīng)皮骶髂螺釘?shù)钠占笆褂?，骨折畸形愈合的情況也逐漸增多[2]。Keating等[3]在接受骶髂螺釘治療的患者中獲得解剖或接近解剖的骨盆復(fù)位的概率有84%，但在最終隨訪中的畸形愈合率為44%。Griffin等[4]認(rèn)為對于骶骨縱行骨折，骶髂螺釘出現(xiàn)內(nèi)固定失效和復(fù)位丟失的概率較其他骶髂關(guān)節(jié)損傷情況高13%。普通骶髂螺釘因長度較短，在垂直不穩(wěn)定骨折中固定強度不足。加長骶髂關(guān)節(jié)螺釘相對普通骶髂關(guān)節(jié)螺釘而言，是一種長度超過骶中線，最長穿過對側(cè)骶髂關(guān)節(jié)的特殊骶髂關(guān)節(jié)螺釘，加長骶髂關(guān)節(jié)螺釘因其釘體更長且可貫穿整個骨盆后環(huán)，抗垂直剪切、螺紋把持力及穩(wěn)定性都更佳，成為骶髂關(guān)節(jié)復(fù)合體損傷較為優(yōu)越而新穎的內(nèi)固定方式[5]。隨著影像學(xué)的發(fā)展及醫(yī)師經(jīng)驗的累積，加長骶髂關(guān)節(jié)螺釘在臨床中的應(yīng)用逐漸增多。本文就加長骶髂關(guān)節(jié)螺釘治療骶髂關(guān)節(jié)復(fù)合體損傷的力學(xué)研究、置釘方法、適應(yīng)證及注意事項等研究及進展作一綜述。

1 加長骶髂關(guān)節(jié)螺釘?shù)陌l(fā)展

國內(nèi)外關(guān)于加長骶髂關(guān)節(jié)螺釘沒有統(tǒng)一的稱謂，1999年Vanderschot等[6]報道了1例貫穿雙側(cè)骶髂關(guān)節(jié)及骶骨的骶骨棒治療骶髂關(guān)節(jié)損傷的病例，對1例骨盆骨折Tile C3型(恥骨聯(lián)合斷裂合并雙側(cè)骶髂關(guān)節(jié)脫位)患者，進行切開復(fù)位雙側(cè)骶髂關(guān)節(jié)后植入貫穿雙側(cè)骶髂關(guān)節(jié)的骶骨棒固定，將其命名為“Trans iliac-sacral-iliac bar”。2005年Beaulé等[7]報道了一些骨盆后環(huán)固定失敗翻修的病例，采用經(jīng)骶骨固定的方式進行翻修手術(shù)，將螺釘或者鋼板固定骶骨及雙側(cè)髂骨翼，并在后環(huán)放置1塊重建鋼板張力固定，這項技術(shù)被稱為“Trans-sacral fixation”。2007年Sciubba等[8]報道了1例患有骨質(zhì)疏松及骶骨不全性骨折患者，采用經(jīng)皮骶骨棒聯(lián)合骶骨成型術(shù)治療骶骨不全性骨折及預(yù)防骨水泥固定失效，這項技術(shù)被稱為“Percutaneous Placement of Transiliosacral Rod”。2010年Conflitti等[9]報道關(guān)于畸形骶骨植入骶髂關(guān)節(jié)螺釘?shù)腦線分析中，指出了針對變異骶骨的S2通道的可行性及優(yōu)勢，使用了“Specific longer screws”及“Significantly longer screws”。2011年Gardner系統(tǒng)地總結(jié)了經(jīng)骶、經(jīng)髂骶髂螺釘?shù)倪m應(yīng)證、力學(xué)原理與作用機制、置入技巧與注意事項，將其命名為“Transiliac-Transsacral Screws”。2012年Zhao等[10]建立了雙側(cè)縱向骶骨骨折的有限元模型，對置入加長骶髂螺釘與普通骶髂螺釘進行生物力學(xué)研究，并將螺釘命名為“l(fā)engthened sacro-iliac screw”。2018年初向全等[11]對國人第一骶椎(S1)、第二骶椎(S2)骶髂螺釘置釘通道進行了數(shù)字解剖學(xué)研究，提出大多數(shù)國人均有可能經(jīng)S1或S2骶椎實現(xiàn)貫穿雙側(cè)骶髂關(guān)節(jié)的螺釘固定，并將這種螺釘命名為“骶髂貫穿螺釘”。當(dāng)S1無貫穿置釘通道時，通常S2具備更大的安全置釘空間。有研究表明相比S1節(jié)段，S2節(jié)段中存有貫穿通道的概率更高；但S2貫穿通道的截面積要顯著小于S1，置釘難度明顯加大[12]。

2 加長骶髂關(guān)節(jié)螺釘?shù)淖饔脵C制與力學(xué)原理

骶髂關(guān)節(jié)螺釘固定是一種“中心性”固定，在對抗骶髂關(guān)節(jié)垂直剪切力方面較鋼板好，且創(chuàng)傷小，被公認(rèn)為是治療骶髂關(guān)節(jié)復(fù)合體損傷的標(biāo)準(zhǔn)方法[13]。垂直剪切力是穿過骨盆后環(huán)的主要力向量[14]，且該力載荷沿骶髂螺釘?shù)恼麄€長度垂直分布[6]。因此，從力學(xué)角度看，越長的螺釘越能夠更好地分散載荷，降低螺釘尖端的應(yīng)力，并抵抗骨折移位[15]。有研究通過構(gòu)建有限元模型并進行生物力學(xué)實驗表明，加長骶髂關(guān)節(jié)螺釘?shù)膽?yīng)力分布更加分散和均勻[16]。

在雙側(cè)骶髂關(guān)節(jié)損傷中使用穿過整個骶骨體的骶髂關(guān)節(jié)螺釘，由于植入物的軸線垂直于關(guān)節(jié)表面，并且通過骶骨獲得良好的固定，因此骨折斷端獲得了良好的壓縮。而壓縮和固定可以更好地促進韌帶的緊密愈合和骨盆穩(wěn)定性的恢復(fù)[6]。

有報道稱骶髂關(guān)節(jié)螺釘?shù)闹饕Ｊ绞切D(zhuǎn)力矩導(dǎo)致螺釘在髂骨翼松質(zhì)骨內(nèi)旋轉(zhuǎn)引起，骶骨上沒有安全的外側(cè)骨皮質(zhì)來固定螺釘，以及在髂骨翼中沒有致密的骨小梁使得螺釘更容易在髂骨內(nèi)旋轉(zhuǎn)[7]。普通骶髂關(guān)節(jié)螺釘通常固定了損傷部位外側(cè)的2或3層皮質(zhì)及內(nèi)側(cè)的0或1層皮質(zhì)，內(nèi)外側(cè)固定皮質(zhì)的層數(shù)不同引起螺釘固定的不平衡，在出現(xiàn)特殊情況例如明顯粉碎或骨質(zhì)減少，螺釘提供的固定可能不充分，進而這種不平衡和不充分的固定可能導(dǎo)致復(fù)位的丟失。加長螺釘可以很好地解決這些問題。

螺釘?shù)腻^固力是螺釘?shù)淖畲蟪休d能力，錨固力越大螺釘作用越可靠，固定效果越好[17]。錨固力多與骨質(zhì)量和骨密度有關(guān)，骶骨體與骶骨翼均為松質(zhì)骨，前者的密度大于后者[18]。當(dāng)螺釘為雙皮質(zhì)固定時錨固力更大[19]，加長骶髂關(guān)節(jié)螺釘允許螺釘錨入更多的骶骨及髂骨皮質(zhì)，這勢必產(chǎn)生更大的錨固力，提供更好的固定[16]。

3 加長骶髂關(guān)節(jié)螺釘?shù)纳锪W(xué)研究

骨盆環(huán)相關(guān)固定的生物力學(xué)研究對骨盆損傷的診治具有重要的臨床指導(dǎo)意義，學(xué)者們針對加長螺釘治療骶髂關(guān)節(jié)損傷進行了大量相關(guān)研究。Salari等[20]建立了骨盆Tile C型單側(cè)骶骨骨折模型，折線垂直累計DenisⅡ區(qū)。采用兩種固定方式：(1)1枚標(biāo)準(zhǔn)S1骶髂螺釘+1枚S1加長骶髂螺釘；(2)1枚標(biāo)準(zhǔn)S1骶髂螺釘+1枚S1貫穿骶髂螺釘。并認(rèn)為兩種固定方式之間的生物力學(xué)穩(wěn)定性無明顯差異。Zhao等[21]運用三維有限元技術(shù)，建立了Tile C型單側(cè)骶骨縱行骨折模型并進行生物力學(xué)分析，采用6種固定方式：(1)1枚S1貫穿螺釘(L1)；(2)1枚S2貫穿螺釘(L2)；(3)1枚S1貫穿螺釘+1枚S2貫穿螺釘(L1+L2)；(4)1枚S1標(biāo)準(zhǔn)螺釘(S1)；(5)1枚S2標(biāo)準(zhǔn)螺釘(S2)；(5)1枚S1標(biāo)準(zhǔn)螺釘+1枚S2標(biāo)準(zhǔn)螺釘(S1+S2)。認(rèn)為在C型骨盆環(huán)損傷中，盡可能使用S1和S2骶髂貫穿螺釘進行固定，其中S1和S2節(jié)段骶髂貫穿螺釘聯(lián)合固定最為穩(wěn)定。如果無法使用骶髂貫穿螺釘，使用S1聯(lián)合S2標(biāo)準(zhǔn)骶髂螺釘生物力學(xué)穩(wěn)定性更好。置入通道，S2節(jié)段比S1節(jié)段內(nèi)植入更穩(wěn)定。Zhao等[10]建立了Tile C型骨盆中央縱行骶骨DenisⅢ區(qū)骨折，采用了7種固定方式：(1)右側(cè)1枚長骶髂螺釘對S1進行固定(C1)；(2)右側(cè)1枚長骶髂螺釘對S2進行固定(C2)；(3)S1和S2各1枚長骶髂螺釘自右側(cè)進行固定(C12)；(4)右側(cè)1枚S1長骶髂螺釘配合左側(cè)1枚S2長骶髂螺釘進行固定(C12雙向)；(5)右側(cè)1枚加長骶髂螺釘穿過S1進行固定(J1)；(6)右側(cè)1枚加長骶髂螺釘穿過S2進行固定(J2)；(7)右側(cè)2枚加長骶髂螺釘分別穿過S1和S2進行固定(J12)。認(rèn)為S1、S2加長骶髂螺釘組合進行固定穩(wěn)定性更好，折斷風(fēng)險最低的螺釘固定方式是S1、S2雙節(jié)段固定，其次是單獨S2節(jié)段固定，再次是單獨S1節(jié)段固定。Shannon等[22]在20具人類尸體標(biāo)本骨盆中建立了垂直不穩(wěn)定的DenisⅡ區(qū)骶骨骨折，并將其分成兩組，一組10具骨盆采用S1、S2全螺紋骶髂貫穿螺釘固定，另外一組10具采用S1、S2部分螺紋骶髂貫穿螺釘固定，進行生物力學(xué)分析后，認(rèn)為全螺紋骶髂貫穿螺釘固定垂直不穩(wěn)定DenisⅡ區(qū)骶骨骨折在力學(xué)上優(yōu)于部分螺紋骶髂貫穿螺釘。

4 加長骶髂關(guān)節(jié)螺釘?shù)倪m應(yīng)證

加長骶髂關(guān)節(jié)螺釘是一種特殊類型的骶髂關(guān)節(jié)螺釘，骶髂關(guān)節(jié)螺釘?shù)倪m應(yīng)證是加長骶髂關(guān)節(jié)螺釘?shù)幕A(chǔ)。骶髂關(guān)節(jié)螺釘適用于：(1)單純骶髂骨間韌帶損傷；(2)骶髂關(guān)節(jié)脫位；(3)Denis分型為Ⅰ、Ⅱ型的骶骨骨折；(4)Tile分型為B、C型的骨盆骨折；(5)Malgaigne骨折(存在垂直旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)的縱向骨盆骨折，骨盆后環(huán)有骶髂關(guān)節(jié)脫位或髂骶骨的縱向骨折，骨盆前環(huán)可累及雙側(cè)恥坐骨支、恥骨聯(lián)合等，常合并尿道損傷，需手術(shù)治療)。此外，對于骶骨不全性骨折，加長螺釘可能有較好效果[8]。對于嚴(yán)重骨質(zhì)疏松患者，應(yīng)用骶髂螺釘單側(cè)固定后可能出現(xiàn)對側(cè)骨折的現(xiàn)象[23]，不通過骶骨中線的骶髂螺釘不能提供足夠的把持力，因此可選用跨越雙側(cè)骶髂關(guān)節(jié)的加長螺釘。雙側(cè)骶髂關(guān)節(jié)損傷、雙側(cè)骶骨縱行骨折、骶骨U型骨折以及合并有骨質(zhì)疏松的U型骶骨骨折，因為加長螺釘有足夠長度進行固定，同樣適用[24]。Gardner和Routt[15]認(rèn)為加長骶髂關(guān)節(jié)螺釘適應(yīng)證包括患有骨質(zhì)疏松癥和其他病理性骨折、肥胖、預(yù)期不依從、嚴(yán)重顱腦損傷、明顯粉碎和移位的骨盆后部損傷、雙側(cè)損傷、脊柱骨盆分離以及骨折不愈合進行翻修的患者。加長螺釘同樣適用于骶骨上部畸形的患者，在這些患者中，與上段相比，S2可能置入骶髂螺釘?shù)耐ǖ乐睆礁?，變異情況較S1通道更小[25]，此時為S2螺釘?shù)闹萌胩峁┝俗罴褭C會，同時S2通道長度允許置入加長螺釘[8]。此外加長螺釘在骨盆環(huán)骨不連、畸形愈合及骨盆內(nèi)固定失效等情況中，可能是潛在治療方案。

5 加長螺釘?shù)闹萌敕椒白⒁馐马?/h3>

骶髂關(guān)節(jié)螺釘?shù)闹冕斖ǖ劳ǔ镾1通道和S2通道，S1進針點位于髂前上棘-髂后上棘連線中后1/3交點附近，S2進針點位于髂結(jié)節(jié)-髂后上棘連線前4/5與后1/5交點附近[26]。由于置釘通道空間的狹小使得越長的骶髂螺釘越容易出現(xiàn)錯誤置釘?shù)默F(xiàn)象，從而導(dǎo)致神經(jīng)、血管、內(nèi)臟等醫(yī)源性損傷，加長螺釘?shù)闹萌胼^普通骶髂螺釘而言對術(shù)者與透視監(jiān)測要求高[12]。傳統(tǒng)的經(jīng)C型臂X線機透視輔助置釘方式應(yīng)用最為廣泛，但對術(shù)者技術(shù)要求高，術(shù)者需對骶骨的解剖形態(tài)及變異情況有很好理解，術(shù)中需反復(fù)透視，容易出現(xiàn)醫(yī)源性神經(jīng)損傷。若術(shù)后出現(xiàn)相應(yīng)神經(jīng)損傷癥狀，有學(xué)者認(rèn)為在骶髂螺釘完整無斷裂、骶髂關(guān)節(jié)復(fù)位良好的情況下，可以嘗試經(jīng)皮原位取出骶髂螺釘，如果出現(xiàn)螺釘斷裂、彎曲或尖端朝向骶骨前方的情況，建議采取切開探查取出骶髂螺釘?shù)姆椒╗27]。新型的骶髂螺釘置釘方法有3D導(dǎo)航技術(shù)、3D打印導(dǎo)板技術(shù)、骨科機器人技術(shù)等，這些技術(shù)使骶髂螺釘?shù)闹萌敫訙?zhǔn)確、安全、簡便。3D導(dǎo)航可以實時監(jiān)測導(dǎo)針位置、方向及深度，術(shù)中無需反復(fù)透視，具有微創(chuàng)性、高效性、安全性，且相比傳統(tǒng)透視方法，對術(shù)者的輻射暴露時間更少[28]。有研究報道，通過骨盆模型模擬置釘實驗，結(jié)果顯示在允許的范圍內(nèi)，3D導(dǎo)航下置釘能夠使置入的螺釘更長[29]；3D打印導(dǎo)板技術(shù)的主要優(yōu)勢在于提高置釘?shù)陌踩院途_度，術(shù)前導(dǎo)板的設(shè)計過程可使術(shù)者更詳細(xì)了解骨折情況，提高手術(shù)精度，術(shù)前3D打印模型也能更直觀地向患者介紹病情及治療方法[30]；骨科機器人的機械臂可自動根據(jù)規(guī)劃路徑進行定位，術(shù)中可以實時自動校準(zhǔn)，并且降低了人為誤差，提高了導(dǎo)針的置入準(zhǔn)確率，機器人的操作簡單性也可大幅度降低年輕醫(yī)師此類手術(shù)的學(xué)習(xí)曲線[31]。此外，一種點對點體外導(dǎo)向器輔助置入骶髂關(guān)節(jié)螺釘逐漸開始應(yīng)用于臨床，其具有簡單易行、無昂貴的手術(shù)器械要求等優(yōu)點[32]。加長螺釘對置釘準(zhǔn)確性的要求更高，新型輔助置釘方法的發(fā)展為加長螺釘?shù)闹萌胩峁┝丝尚行院捅Ｕ稀Ｖ档弥赋龅氖潜M管技術(shù)快速更迭，常規(guī)X線仍有著不可替代的重要作用。

置入的加長螺釘應(yīng)盡量選擇全螺紋螺釘，Kraemer等[33]置入了長度相同但螺紋長度不同的髂骶螺釘，發(fā)現(xiàn)螺紋較長的螺釘具有更大的固定力。螺釘直徑通常選擇6.5～7.3mm，相關(guān)文獻(xiàn)記載，置入螺釘?shù)闹睆皆黾?，螺釘?shù)目拱纬隽⒚黠@提高[34]，通過測量相關(guān)解剖學(xué)參數(shù)表明，S1有足夠空間容納1枚直徑為7.3 mm的螺釘[35]。老年骨質(zhì)疏松性骶髂復(fù)合體(SIC)損傷，使用橫向全螺紋螺釘固定時，螺釘尾端通常放置1枚墊片，實現(xiàn)雙向加壓[36]，避免因髂骨骨質(zhì)疏松導(dǎo)致螺釘尾部進入髂骨骨質(zhì)內(nèi)，使加壓失敗[37]。

置入加長螺釘?shù)姆较蛲ǔ闄M向置釘。有生物力學(xué)研究者報道，橫向置釘有助于使用較長的螺釘至對側(cè)骶髂關(guān)節(jié)，以增加固定強度。與此同時，良好的復(fù)位使骨折斷端對位對線良好，且骶髂關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性更好[38]。有文獻(xiàn)指出，固定單純骶髂關(guān)節(jié)脫位，垂直于骶髂關(guān)節(jié)面斜向置釘，對于伴有骶骨骨折的骶髂關(guān)節(jié)脫位，應(yīng)垂直于骨折線置釘，橫行進入，且一般應(yīng)用不加壓的全螺紋釘中立位固定[39]。

有生物力學(xué)研究者報道任何固定方式的后環(huán)-螺釘復(fù)合體的穩(wěn)定性均不及正常完整骨盆，因此，使用加長螺釘固定后，應(yīng)盡量避免患者過早負(fù)重，從而有效防止內(nèi)固定失效的發(fā)生[16]。

譚山等[40]分析了267例骨盆標(biāo)本，發(fā)現(xiàn)存在高位骶骨及骶骨翼斜坡陡峭等骶骨變異現(xiàn)象時，無法在S1通道橫行置入加長螺釘，此時S1骶髂螺釘置釘進釘點較正常骶骨進釘點偏后、偏尾側(cè)，螺釘方向前傾20°，頭傾30°左右。

6 總結(jié)與展望

當(dāng)前，隨著術(shù)中導(dǎo)航技術(shù)、骨科定位技術(shù)和人工智能的快速發(fā)展，骨科機器人技術(shù)的臨床應(yīng)用，創(chuàng)傷骨科將會朝著越來越精確、個體化的方向發(fā)展[41]。隨著新技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用，經(jīng)皮骶髂加長螺釘治療骶髂關(guān)節(jié)復(fù)合體損傷也在不斷發(fā)展和完善。加長螺釘?shù)膽?yīng)用在解決臨床問題的同時，也存在很多局限性。加長螺釘?shù)闹萌雽πg(shù)者的技術(shù)要求更高，螺釘穿出損傷血管神經(jīng)的風(fēng)險更高，由此帶來的手術(shù)時間更長，術(shù)中透視次數(shù)增多。目前加長螺釘?shù)呐R床應(yīng)用率不高，存在樣本量小、隨訪時間偏短、缺少大樣本遠(yuǎn)期預(yù)后評估等問題。隨著智能微創(chuàng)技術(shù)的發(fā)展，如何更精確地置入加長螺釘，選擇更合適的置釘通道及角度，以及大樣本量的臨床應(yīng)用與預(yù)后，有待于進一步研究。

作者貢獻(xiàn)聲明：周唯：文獻(xiàn)查閱、論文撰寫；汪國棟：論文修改；劉曦明：論文選題和設(shè)計、論文修改、經(jīng)費支持