術(shù)前骨折虛擬復(fù)位結(jié)合術(shù)中兩點(diǎn)定位法螺釘固定特殊骨折塊的初步研究

鄭曉暉,王 鋒

骨折良好復(fù)位和精準(zhǔn)內(nèi)固定是骨科醫(yī)師致力追求的目標(biāo),也是后期良好康復(fù)的基礎(chǔ)。一些特殊部位的骨折塊,如腕舟骨、跟骨載距突、肩胛骨喙突骨折,屬于必須獲得良好復(fù)位和固定的骨折,但因骨塊形態(tài)不規(guī)則[1-3],內(nèi)固定螺釘置入難度相當(dāng)大。筆者設(shè)計(jì)術(shù)前骨折虛擬復(fù)位、虛擬內(nèi)固定物導(dǎo)入,結(jié)合術(shù)中導(dǎo)向器兩點(diǎn)定位,以虛實(shí)結(jié)合的方法準(zhǔn)確打入內(nèi)固定螺釘,可極大降低手術(shù)難度,已實(shí)施3例,效果滿意。

1 臨床資料

1.1 導(dǎo)向器及骨折虛擬復(fù)位法 導(dǎo)向器由合肥市五洋醫(yī)療器械有限公司生產(chǎn),為多功能瞄準(zhǔn)器Ⅱ型,產(chǎn)品編號(hào):218078。CT機(jī)為東芝16排螺旋CT,以層厚1 mm常規(guī)掃描后,DICOM格式數(shù)據(jù)輸入Mimics 14.0軟件(由南方醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院人體解剖教研室提供)。將閾值設(shè)定(thresholding)調(diào)整為滿足獲取最大骨折塊信息的數(shù)值(默認(rèn)值為226),在蒙版(Mask)上執(zhí)行Region Growing命令選定感興趣區(qū)域,以Calculate 3D from Mask完成骨折的三維重建,此時(shí)可多角度觀察骨折的真實(shí)空間形態(tài)。在3D Objects中,運(yùn)用SegmentationEdit Mask in 3D工具以醫(yī)師對(duì)骨折邊界的判斷為基礎(chǔ),分離出目標(biāo)骨折塊使之便于虛擬復(fù)位。菜單操作 SimulationReposition,交替使用Move with Mouse 和 Rotate with Mouse功能將骨塊虛擬復(fù)位。在MedCAD菜單中用CylinderDraw工具可在立體空間上畫(huà)出圓柱體,以此作為虛擬內(nèi)固定螺釘,不斷調(diào)整其空間位置,直至在三維平面上都能證實(shí)其位置良好。此時(shí)該圓柱體進(jìn)、出骨折塊的位置即可作為實(shí)際螺釘?shù)倪M(jìn)、出針點(diǎn),可以測(cè)量進(jìn)出針點(diǎn)相對(duì)于明確骨性標(biāo)志的距離,作為術(shù)中真實(shí)選擇的判斷依據(jù),還可以改變圓柱體的直徑以判斷適合的螺釘直徑,也可以測(cè)量圓柱體骨內(nèi)段的長(zhǎng)度作為螺釘長(zhǎng)度的依據(jù)。

1.2 治療方法

1.2.1 病例1 男,37歲。打籃球時(shí)摔傷,左手掌撐地,出現(xiàn)左腕部腫脹、疼痛、活動(dòng)受限,“鼻煙窩”處壓痛明顯。X線拍片、CT掃描+三維重建示:左腕舟骨腰部骨折(Herbert-Fisher分型:B2)。術(shù)前虛擬復(fù)位并制定手術(shù)方案。受傷至手術(shù)時(shí)間為7 d。手術(shù)采用雙切口:腕背偏橈側(cè)縱弧形切口約4 cm,經(jīng)拇長(zhǎng)伸肌腱鞘的尺側(cè)進(jìn)入并打開(kāi)關(guān)節(jié)囊,顯露舟骨骨折,復(fù)位骨折端畸形;掌側(cè)切口以舟骨結(jié)節(jié)為中心,長(zhǎng)約2 cm,沿大魚(yú)際肌纖維方向鈍性分開(kāi),顯露大多角骨嵴。進(jìn)針點(diǎn)為舟骨的橈骨關(guān)節(jié)面近端弧形頂點(diǎn)沿舟骨長(zhǎng)軸方向旁開(kāi)4 mm處;出針點(diǎn)為大多角骨嵴頂點(diǎn)偏外側(cè)3 mm處。在進(jìn)、出針點(diǎn)表面安放導(dǎo)向器,打入導(dǎo)針,透視證實(shí)位置良好后,打入一枚2.5 mm無(wú)頭空心加壓螺釘?；颊咝g(shù)前術(shù)后CT見(jiàn)圖1。

圖1 左腕舟骨腰部骨折患者(男,37歲)術(shù)前及術(shù)后CTA.術(shù)前CT三維重建;B、C.虛擬復(fù)位,手術(shù)前設(shè)計(jì);D.術(shù)后CT三維重建;E、F.術(shù)后螺釘固定位置復(fù)盤。

1.2.2 病例2 女,50歲。高處墜落傷致左足跟部腫痛、淤青,足跟無(wú)法著地行走。X線拍片、CT掃描+三維重建示:左跟骨載距突骨折(Sanders 分型:ⅡC),左跟骨結(jié)節(jié)內(nèi)側(cè)突骨折。術(shù)前虛擬復(fù)位并制定手術(shù)方案。受傷至手術(shù)時(shí)間為10 d。手術(shù)采用雙切口。外踝下方橫弧形切口約4 cm,切斷腓骨肌下支持帶,牽開(kāi)腓骨肌鞘管,打開(kāi)距下關(guān)節(jié)囊,顯露跟骨后距關(guān)節(jié)面,找到進(jìn)針點(diǎn):一處位于Gissane角頂點(diǎn)向下、向前各5 mm處;另一處位于跟骨后距關(guān)節(jié)面弧度頂點(diǎn)向圓心方向旁開(kāi)5 mm。內(nèi)踝下方橫行切口約2 cm,部分切開(kāi)屈肌支持帶,在脛后肌腱上方覓及并定位載距突的邊界,在其頂點(diǎn)兩旁各選取一處作為出針點(diǎn)。復(fù)位骨折端,觸診斷端間的縫隙消失后,在進(jìn)、出針點(diǎn)表面分別安放導(dǎo)向器,打入導(dǎo)針,透視證實(shí)位置良好后,按正常步驟打入二枚4.0 mm無(wú)頭空心加壓螺釘?；颊逤T及X線片見(jiàn)圖2。

圖2 左跟骨載距突及跟骨結(jié)節(jié)內(nèi)側(cè)突骨折患者(女,50歲)術(shù)前及術(shù)后情況A.術(shù)前CT三維重建;B、C.虛擬復(fù)位,手術(shù)前設(shè)計(jì);D、E.術(shù)后X線片;F.術(shù)后CT三維重建。

1.2.3 病例3 男,30歲。騎電動(dòng)車被電線絆倒摔傷,左側(cè)肩背部先著地撞向水泥地面,出現(xiàn)左肩部疼痛、活動(dòng)受限。X線拍片、CT掃描+三維重建示:左喙突骨折波及肩胛盂和肩胛骨上緣,肩鎖關(guān)節(jié)無(wú)脫位(Eyres分型:ⅤB)。術(shù)前虛擬復(fù)位并制定手術(shù)方案。受傷至手術(shù)時(shí)間為7 d。手術(shù)采用雙切口。切口一,肩峰指向肩胛骨內(nèi)上角的直切口,長(zhǎng)約12 cm。順岡上肌前、后鈍性分離,顯露肩胛骨上緣骨折,見(jiàn)其延及喙突基底部和肩胛盂,骨折端間最大分離移位約1.5 cm。該切口前方在切斷部分三角肌鎖骨前上緣附著后,可顯露喙突并探查喙鎖韌帶,術(shù)中證實(shí)該韌帶完整性好。在喙突的水平部打入一枚3.0 mm骨圓針,作為搖桿控制喙突骨塊的位置,以肩胛骨上緣骨塊靠攏作為喙突骨折整體復(fù)位良好的標(biāo)志。切口二,相當(dāng)于小圓肌走行方向的縱切口,長(zhǎng)約8 cm。深部經(jīng)岡下肌和小圓肌間隙進(jìn)入,定位肩胛骨外側(cè)緣和盂下結(jié)節(jié)。進(jìn)針點(diǎn)為喙突水平和垂直部的交界區(qū);出針點(diǎn)為肩胛骨盂下結(jié)節(jié)。骨折復(fù)位良好后,在導(dǎo)向器的引導(dǎo)下打入一枚4.5 mm半紋空心螺釘。另以一塊6孔微型LCP鋼板橋接固定于肩胛骨上緣基底和肩胛岡之間,以增強(qiáng)喙突螺釘?shù)姆€(wěn)定性并控制喙突骨塊可能產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)?；颊呦嚓P(guān)影像見(jiàn)圖3。

圖3 左喙突骨折患者(男,30歲)術(shù)前、術(shù)中及術(shù)后情況A.術(shù)前CT三維重建;B、C.虛擬復(fù)位,手術(shù)前設(shè)計(jì);D.術(shù)中透視(可見(jiàn)導(dǎo)向器);E、F.術(shù)后CT三維重建。

1.3 術(shù)后處理 腕舟骨及跟骨載距突骨折患者術(shù)后予以功能位石膏托外固定3周,解除外固定后開(kāi)始無(wú)負(fù)重關(guān)節(jié)功能活動(dòng)并逐漸增大活動(dòng)范圍,術(shù)后6周起小負(fù)荷負(fù)重練習(xí)并過(guò)渡至全負(fù)重狀態(tài)。喙突骨折患者術(shù)后予以三角巾懸吊3周,逐漸開(kāi)始肩關(guān)節(jié)鐘擺運(yùn)動(dòng),6周后過(guò)渡至全范圍被動(dòng)活動(dòng),術(shù)后3個(gè)月可以進(jìn)行全范圍負(fù)重活動(dòng)。

1.4 評(píng)價(jià)指標(biāo) 術(shù)后拍攝X線片,進(jìn)行CT掃描和三維重建,了解內(nèi)固定螺釘?shù)奈恢檬欠衽c術(shù)前設(shè)計(jì)吻合。末次隨訪時(shí)腕舟骨骨折采取改良Mayo腕關(guān)節(jié)功能評(píng)分,跟骨載距突骨折采取美國(guó)足踝外科協(xié)會(huì)(American Orthopaedic Foot and Ankle Society,AOFAS)踝與后足評(píng)分,喙突骨折采取Constant-Murley評(píng)分進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.5 結(jié)果 3例手術(shù)用時(shí)分別為90、70、150 min,手術(shù)切口全部甲級(jí)愈合,術(shù)后CT復(fù)查提示:內(nèi)固定螺釘均按照術(shù)前規(guī)劃準(zhǔn)確打入骨折塊內(nèi),病例1、2、3分別隨訪17、14、10個(gè)月,末次隨訪時(shí)評(píng)分分別為95、90、84分。所有患者術(shù)后均無(wú)感染、神經(jīng)血管損傷等并發(fā)癥。

2 討 論

2.1 特殊骨折塊螺釘固定方法選擇回顧 本文所稱“特殊骨折塊”泛指臨床上一些形態(tài)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,但功能重要須獲得準(zhǔn)確復(fù)位和堅(jiān)強(qiáng)固定的骨折塊,文中病例所列舉的3種骨折即符合這種類型。腕舟骨骨折屬于完全關(guān)節(jié)內(nèi)骨折,必須獲得解剖復(fù)位;跟骨載距突和肩胛骨喙突屬于局部的“力學(xué)中心”,解剖地位重要,且毗鄰重要的血管、神經(jīng)結(jié)構(gòu)。這幾個(gè)部位骨折都需要準(zhǔn)確復(fù)位和良好固定是大家的共識(shí),但不規(guī)則的解剖形態(tài)和狹窄的置釘通道使它們獲得精準(zhǔn)固定并不容易[4-9]。

有鑒于此,很多作者做了有益的探索。傳統(tǒng)的方法是,術(shù)中準(zhǔn)確判定進(jìn)釘點(diǎn)、牢記進(jìn)釘方向的解剖角度數(shù)據(jù)、術(shù)中特殊體位透視以獲得可靠置釘[10,11]。但即便如此,二維透視影像仍不能提供足夠的術(shù)中三維空間支撐依據(jù),吳曉明等[12]通過(guò)對(duì)喙突骨折螺釘固定術(shù)后CT檢查發(fā)現(xiàn),拉力螺釘沒(méi)有位于正確位置而不能提供足夠有效的把持力,可能是導(dǎo)致手術(shù)失敗的主要原因。依靠透視輔助的置釘方法如果打入的導(dǎo)針位置不準(zhǔn)確,則改變釘?shù)啦⒉蝗菀?往往會(huì)再次打入原先的道內(nèi),對(duì)于如腕舟骨這樣的小骨塊,反復(fù)的克氏針進(jìn)出,骨塊內(nèi)的多個(gè)釘?shù)廊菀资孤葆敼涛涣ο陆?。因此傳統(tǒng)方法置釘?shù)臏?zhǔn)確性與術(shù)者經(jīng)驗(yàn)密切相關(guān),需要有很多積累和高超的技巧。

在機(jī)器人手術(shù)出現(xiàn)后,置釘精確性大大提高。但這類手術(shù)需要全麻,術(shù)中要確保置釘骨塊手術(shù)全程處于固定位置,任何微動(dòng)都會(huì)影響置釘精度,而且昂貴的設(shè)備更不是一般醫(yī)院可以奢望的,這也讓此類技術(shù)難以推廣[13]。作為另辟蹊徑而且成效比頗高的技術(shù),3D導(dǎo)航模板輔助下的置釘技術(shù)近年來(lái)方興未艾。將CT掃描數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī),設(shè)計(jì)針對(duì)手術(shù)部位個(gè)性化的3D導(dǎo)航模板,可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確置釘[14]。但制作導(dǎo)航模板時(shí),通常需要一個(gè)較大且骨性標(biāo)識(shí)清晰的“面”,以便使導(dǎo)航模板卡在該“面”上與之貼合匹配,然后才能根據(jù)需置釘?shù)姆较蛟O(shè)計(jì)導(dǎo)向孔柱。而一旦目標(biāo)骨塊太小,則導(dǎo)航模板的“面”就無(wú)所依托,模板就無(wú)法設(shè)計(jì)出來(lái),肩胛骨喙突和腕舟骨都屬于這種情況。在對(duì)特殊部位關(guān)鍵骨塊精確固定的極致要求下,有作者專門研制了各類針對(duì)性的導(dǎo)向器[15-17],但這類專用器械上的角度和方向多是根據(jù)人體局部解剖參數(shù)的均值設(shè)定,精確程度因人而異,甚至有報(bào)道其與徒手技術(shù)相比并無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)[7]。

2.2 虛實(shí)結(jié)合的兩點(diǎn)定位法 骨折的治療模式已逐漸由“切開(kāi)后再設(shè)計(jì)”的傳統(tǒng)粗獷模式向“先設(shè)計(jì)再切開(kāi)”的數(shù)字化精確模式轉(zhuǎn)變[18]。骨折薄層CT掃描配合Mimics14.0軟件,使臨床醫(yī)師可以自行完成骨折的三維重建和虛擬復(fù)位[19],在術(shù)前對(duì)骨折復(fù)位后形態(tài)有了直觀的認(rèn)識(shí)。對(duì)于腕舟骨、跟骨載距突、肩胛骨喙突等特殊骨折塊而言,其可供置入內(nèi)固定螺釘?shù)耐ǖ廓M窄,而虛擬內(nèi)固定螺釘?shù)囊?可以幫助術(shù)者規(guī)劃螺釘在骨內(nèi)最佳“行進(jìn)路線”以便獲得最好的把持力,同時(shí)可以準(zhǔn)確了解螺釘進(jìn)、出針點(diǎn),直徑大小、長(zhǎng)度等參數(shù)。而術(shù)中使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或兩點(diǎn)法,在導(dǎo)向器的輔助下,兩點(diǎn)一線實(shí)現(xiàn)螺釘進(jìn)入的準(zhǔn)確方向并不是一個(gè)新鮮的方法,是受運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)科交叉韌帶重建技術(shù)的啟發(fā),事實(shí)上張翅等[20]在跟骨載距突骨折的治療中,使用的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)定位器正是交叉韌帶重建術(shù)中所使用的。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是,只要確定了進(jìn)、出針點(diǎn),在導(dǎo)向器的輔助下即可較精確完成導(dǎo)針打入和螺釘置放的任務(wù)。但這種方法的前提是骨折斷端需要精確復(fù)位,術(shù)中如果骨折復(fù)位不良,則術(shù)中固定的方向就可能出現(xiàn)偏頗。因此,術(shù)前骨折的虛擬復(fù)位就成為術(shù)中準(zhǔn)確內(nèi)固定的“關(guān)鍵步驟”,因?yàn)橹挥性诖嘶A(chǔ)上,術(shù)中才能知道螺釘置放的合理位置。以此步驟為“橋梁”結(jié)合局部解剖學(xué)知識(shí),由“虛”到“實(shí)”即可完成切口設(shè)計(jì)、術(shù)中關(guān)鍵點(diǎn)把握等術(shù)前規(guī)劃。

2.3 兩點(diǎn)定位法的優(yōu)缺點(diǎn)和注意事項(xiàng) 在術(shù)前骨折虛擬復(fù)位指導(dǎo)下,術(shù)中完成骨折復(fù)位后,只要按照規(guī)劃好的點(diǎn)放置導(dǎo)向器,就可以按部就班完成螺釘固定,從而讓手術(shù)更精準(zhǔn)、高效,還可降低術(shù)中透視頻次,從本文3例患者治療的經(jīng)驗(yàn)看,置釘?shù)臏?zhǔn)確性是滿意的。對(duì)于不能經(jīng)常碰到同一部位特殊骨折的醫(yī)師而言,有了本法輔助,可以降低手術(shù)難度、提升治療水平。更大的好處是,可以在術(shù)后復(fù)查的CT三維重建圖像中重疊真實(shí)釘?shù)琅c虛擬圓柱體,對(duì)螺釘位置進(jìn)行復(fù)盤評(píng)價(jià),以完成手術(shù)的總結(jié)提高。本法的缺點(diǎn)是,為顯露出針點(diǎn)需另做一個(gè)切口,增加了創(chuàng)傷和感染的機(jī)會(huì)。但筆者認(rèn)為與錯(cuò)誤置釘、不準(zhǔn)確置釘、術(shù)中反復(fù)透視、手術(shù)時(shí)間延長(zhǎng)等不利因素比較,這個(gè)缺點(diǎn)是可以接受的。

兩點(diǎn)定位法在操作過(guò)程中還應(yīng)注意如下問(wèn)題:(1)術(shù)中準(zhǔn)確復(fù)位仍是精準(zhǔn)內(nèi)固定的基礎(chǔ);(2)準(zhǔn)確辨別進(jìn)、出針點(diǎn)骨性結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)“精準(zhǔn)”目標(biāo)的必要條件,要選擇可以被完整顯露的部位作為進(jìn)、出針點(diǎn),且該部位盡量滿足淺表易顯露、周邊毗鄰結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全性高的要求,不要為了使用“兩點(diǎn)法”而勉強(qiáng)為之;(3)必要的術(shù)前溝通,例如,對(duì)需要多一個(gè)切口問(wèn)題應(yīng)取得患者的認(rèn)同;(4)由于筆者使用的導(dǎo)向器為市售產(chǎn)品,其內(nèi)套筒直徑與空心釘導(dǎo)針直徑并不完全匹配,因此出針點(diǎn)略有偏差,但并不影響治療的準(zhǔn)確性。

綜上所述,在3例特殊骨折塊固定中使用術(shù)前虛擬復(fù)位、內(nèi)固定螺釘路徑規(guī)劃,術(shù)中兩點(diǎn)定位法在導(dǎo)向器的輔助下準(zhǔn)確找到進(jìn)、出針點(diǎn),可以準(zhǔn)確置入固定螺釘,方法簡(jiǎn)便易行,成功率高,適合同類病例少、手術(shù)經(jīng)驗(yàn)不足的各隊(duì)屬醫(yī)院開(kāi)展。隨著各部位關(guān)節(jié)鏡技術(shù)的成熟,期待上述兩點(diǎn)定位技術(shù)可以在關(guān)節(jié)鏡輔助下完成,則可達(dá)到創(chuàng)傷更小、位置更精確的效果。