骨盆骨折常由高能量創傷所致,病情復雜,需要積極治療。骨盆骨折的治療包括保守治療和手術治療,手術治療適用于不穩定骨盆骨折患者。近年來,經皮骨盆前環內支架固定技術(anterior subcutaneous internal fixator,INFIX)治療不穩定骨盆骨折得到普及并取得了良好的效果。INFIX 是目前治療骨盆前環骨折較為新穎的技術,具有良好的生物力學特性,適應證廣泛,具有微創、護理方便、并發癥較少、臨床效果較好等優勢。如果骨盆前環骨折患者經仔細評估后有 INFIX 的適應證,則建議進行 INFIX 治療。該文對 INFIX 治療骨盆前環骨折的研究進展進行了總結,歸納其手術方式、生物力學特性、適應證、優點、并發癥及臨床效果。
引用本文: 林弋翔, 秦偉鋮, 尹一杰, Kenmegne Guy Romeo, 黃申博, 方躍. 經皮骨盆前環內支架固定技術在骨盆骨折中的研究進展. 華西醫學, 2022, 37(10): 1565-1568. doi: 10.7507/1002-0179.202207173 復制
骨盆骨折占據全身骨折的 2%~8%,它常由高能量創傷所致,且常合并其他部位損傷,導致病情復雜[1]。由于骨盆骨折的高致殘率和高死亡率,給社會帶來極大的負擔,因此需要積極治療。骨盆骨折的治療包括保守治療和手術治療。
在手術治療中,骨盆前環骨折可以通過切開復位內固定術(open reduction internal fixation,ORIF)、外固定支架(external fixation,EXFIX)以及經皮骨盆前環內支架固定技術(anterior subcutaneous internal fixator,INFIX)等方式固定,而骨盆后環骨折可以通過 ORIF 或微創手術治療。手術入路包括前路、后路或聯合入路,具體的入路取決于骨折方式[2-3]。ORIF 在上述手術治療方式中最堅固、復位效果最理想[4-6],它尤其適用于骨盆高度不穩定損傷的患者;但它會導致術中出血多、手術時間長、創傷大。EXFIX 常用于需要急診手術的患者,但容易出現釘道感染、患者活動能力下降、固定物松動等并發癥[6]。INFIX 又名皮下椎弓根螺釘系統技術,由脊柱手術器械中開發出來,利用放置在兩側髂骨的椎弓根螺釘通過皮下桿相互連接[7]。21 世紀初,INFIX 開始用于治療不穩定骨盆前環骨折[8]。經過 10 多年的探索和發展,目前治療手段已經趨于成熟。本文旨在對 INFIX 治療骨盆前環骨折的相關文獻進行綜述,希望對其手術方式、生物力學特性、適應證、優點、并發癥及臨床效果進行總結。
1 手術方式
不同學者所描述的 INFIX 手術步驟和固定方法略有差異,但總體是相似的。使用 C 臂透視定位,標記髂骨螺釘的進針點,選擇髂前下棘的體表投影上方做皮膚切口,皮下鈍性分離軟組織直至髂前下棘,注意保護股外側皮神經。使用克氏針作為導針自進針點鉆入,進針后要在透視下確定導針全部在坐骨大切跡上方骨質中,以避免鉆入髖關節。使用螺紋鉆沿導針擴充骨道,探針確認骨道四壁完整,鉆入椎弓根螺釘的長度和直徑取決于患者的體型和骨骼質量。但為了避免壓迫股血管或股神經,注意保持螺釘釘帽與骨面之間至少留有 10~20 mm 距離。同時,為了兼顧椎弓根螺釘穩定性,應保證骨質中有 50~60 mm 螺釘長度[9]。最后,根據患者體型將皮下橫聯鈦棒桿在術中預彎成不同弧度和長度,以適應骨盆前環骨性邊緣輪廓,通過皮下隧道連接雙側椎弓根螺釘,在鎖緊前還可以進行骨折前環復位,最后鎖緊釘帽,完成 INFIX 固定。固定后應在 C 臂透視下拍攝骨盆前后位、出口位及入口位 X 線片,以確認骨折復位質量和內固定位置是否滿意。一般建議在 INFIX 術后 3~9 個月之間進行選擇性植入物移除[10-11]。
許多研究者在手術技巧方面不斷地探索,Bi 等[10]提出在 INFIX 術中通過同側或對側恥骨結節將多軸椎弓根螺釘插入恥骨下支,以形成穩定的幾何三角形,使桿與骨盆前環的解剖結構更好地吻合,還有助于更好地限制恥骨骨折部位之間的相對微運動。Pan 等[12]為了提高固定強度,減少患者活動引起的內固定微動所產生的軟組織刺激、恥骨刺激等,在傳統 INFIX 基礎上增加了一顆恥骨支椎弓根螺釘,將其定義為改良椎弓根螺釘棒固定(modified pedicle screw-rod fixation,MPSRF),這種手術技術可以減少血管神經的壓迫和組織刺激。除此以外,Scherer 等[13]提出對螺釘數量和長度進行調整等,這些改良的術式還需要進一步研究以確認其安全和有效性。
2 生物力學特性
就固定強度而言,INFIX 具有很好的抗軸向移位強度和抗分離強度,其機械剛度優于外固定支架,但是比內固定鋼板弱。單軸螺釘的剛度比多軸螺釘高 26%,但技術難度更大。針對恥骨聯合分離的患者,將 4 顆螺釘插入恥骨結節中,可以增加 INFIX 的穩定性[1]。Becker 等[14]提出延長的單側 INFIX 與標準雙側 INFIX 相比,穩定性更高、雙側神經損傷概率更低。而 Chen 等[15]對 19 例患者的研究得到 INFIX 加雙側骶髂螺釘固定比 INFIX 加單側骶髂螺釘固定在生物力學分析中表現出更好的臨床結局。一項針對 Tile C3 骨盆骨折標本的生物力學性能分析得到使用 INFIX 結合骶髂螺釘可以有效穩定骨盆骨折,其穩定性隨著內固定器中螺釘數量的增加而增加[16]。一項回顧性研究得到針對 Tile C 型骨盆骨折,INFIX 聯合骶髂螺釘在創傷大小、操作難度、手術時間、安全性等方面優于前路鋼板聯合骶髂螺釘[17]。
3 適應證
Tiles 分型(根據骨盆穩定性進行分類)和 Young and Burgess 分型(根據機制分類)是骨盆骨折常用的分型。從骨盆骨折分型的角度來看,INFIX 適用于 Tiles 分型中的 Tiles B、C 型和 Young and Burgess 分型中的 LC 2、LC3、APC 2、APC3 型[18]。Nandi 等[19]提出,在有感染風險的患者中,使用 ORIF 是禁忌癥,因此該類患者一般選擇 INFIX 或外固定術。INFIX 患者也適用于肥胖患者。如果使用外固定術,可能因為腹部脂肪過多而導致桿夾到骨盆的距離過遠而影響固定穩定性,此外還會產生較大的釘道間隙,INFIX 則不會受該問題困擾[2]。除此以外,INFIX 的手術切口位于髂前下棘投影處,遠離腹部手術切口,兩者互不影響,因此對于合并盆腔臟器或尿道損傷,需要聯合行開腹手術或尿道修補的患者,可選用 INFIX[20-21]。
兒童及老年人的骨盆骨折 INFIX 治療因現有研究樣本量較少而不完整。兒童骨盆骨折現有研究顯示,使用包括 INFIX 在內的不同的植入物進行手術治療可適用于大多數兒童不穩定骨盆骨折[22],但目前尚缺乏針對兒童 INFIX 與其他治療方案對比的研究。Timmer 等[23]通過系統回顧得到,對于短期保守治療失敗的老年骨質疏松或老年低能量骨盆骨折患者,若出現持續性疼痛,可考慮使用 INFIX 進行前方固定。INFIX 在老年人中的應用指征目前并沒有達成共識,手術時機需要大型前瞻性研究和隨機對照試驗證實。
4 優點
相較于骨盆骨折其他手術方式,INFIX 的優點可歸納為以下幾點:① INFIX 是微創手術,比 ORIF 軟組織損傷更小、術中出血更少、手術時間更短,比 EXFIX 術后并發癥發生率更低[24];② 患者術后活動無明顯受限,也更便于護理;③ 該手術方式可聯合應用各項新技術,提高了 INFIX 的適用范圍[25-27];④ 可聯合行開腹手術或尿道修補,同時處理盆腔臟器或尿道損傷[20];⑤ 生物力學穩定性比 EXFIX 強。
5 并發癥
INFIX 常見的并發癥包括股外側皮神經損傷、異位骨化、股神經麻痹、感染等。① 股外側皮神經損傷是 INFIX 最常見的并發癥,占比大約為 25%~28%。它的損傷可能與螺釘的放置位置、直徑等有關。它屬于自限性并發癥,常表現為感覺減弱,目前暫無明確的解決方案,需要通過手術過程中精細解剖以盡量避免損傷。患者在取出螺釘后癥狀多有所緩解。皮下桿到髂骨表面的最優距離為 20~25 mm[12]。② 異位骨化的發生率大約為 9.4%~26%,它通常無癥狀,無需治療。可以通過手術過程中徹底沖洗手術部位來預防。使用放射療法或非甾體類抗炎藥進行預防性治療可能有所幫助[28]。③ 股神經麻痹雖然是 INFIX 中少見的并發癥,但會給患者未來的生活帶來很大的不便,它的癥狀為股四頭肌肌力減弱、步行乏力、伸膝受限等。產生的主要原因是手術過程中螺釘放置位置過深,因此在手術操作過程中應該注意[29]。④ 感染在 INFIX 中發生率≤4%。可通過局部沖洗或抗生素進行治療。目前的文獻報道中,所有感染的患者都通過積極治療得到解決[1]。除此以外,不愈合、內植入物松動、深靜脈血栓形成等并發癥比較罕見。
6 新技術
隨著現代科學飛速發展,機器人技術、3D 打印技術等已廣泛應用于臨床領域[30-31],但由于骨盆骨折的復雜性,對臨床醫師手術能力要求高,上述技術在骨盆骨折手術治療中應用起步較晚,目前,部分學者已開始嘗試使用 INFIX 結合新技術應用于骨盆骨折患者的治療。Du 等[25]在骨科機器人輔助下對 17 例不穩定型骨盆骨折患者行 INFIX 治療,機器人根據術中三維計算機斷層掃描(computed tomography,CT)結果規劃螺釘軌跡,進行精準定位,成功穿刺固定髂骨螺釘通道,縮短手術時間,明顯減少術中透視次數,減低累積的術中輻射劑量。但該技術需要使用骨科機器人、術中 CT 照射,對操作設備要求高,將來可能難以在全國各級醫院推廣。Chen 等[26]將 3D 打印技術應用到 INFIX 內固定置入的治療,將患側骨盆鉆入 2 枚標記針,然后進行骨盆三維 CT 掃描,根據 3 維重建圖像定制引導螺釘放置位置的外部模板,實現更好的定位精度和更小的侵入性。由于標記釘會在 CT 圖像上產生偽影,影響 3D 打印模板的精度,未來還需要獲得更好的材料來制造標記針以消除 CT 圖像偽影。Hiyama 等[27]使用術中 CT 導航及 C 臂相結合的形式對 1 例患者行 INFIX 治療,該團隊認為該方法比術中單純 X 線定位投射次數更少,可節省手術時間,也比術中單純 CT 導航輻射暴露更少。但該研究僅對 1 例患者進行治療,沒有與術中單純 X 線定位或術中單純 CT 定位的患者進行接受輻射劑量和手術時間的數據對比分析,未來還需要前瞻性多中心隨機對照試驗驗證。
7 臨床效果
骨盆骨折患者治療的臨床效果通常從放射學結果和功能性結果 2 個方面分析。放射性結果評估通常使用 Matta 評分,約 90%的患者 Matta 評分結果為優秀或者良好,只有約 5%的患者 Matta 評分結果為差[1]。而針對功能性結果評估,大多數報道使用 Majeed 評分,也有報道使用愛荷華州骨盆評分[7]。約 80%~90%的患者 Majeed 評分結果為優秀或者良好,幾乎沒有患者 Majeed 評分結果為差[1]。
8 小結
INFIX 是一項針對不穩定骨盆骨折的微創、省時、有效的手術治療方式,除此以外,它能結合機器人技術、3D 打印技術、術中 CT 導航技術等現代科技技術,未來發展前景廣闊。如果患者經仔細評估后有 INFIX 的適應證,可建議使用該治療方案。INFIX 改良術式、新技術應用的推廣還需前瞻性、多中心、大樣本的臨床試驗驗證。
利益沖突:所有作者聲明不存在利益沖突。
骨盆骨折占據全身骨折的 2%~8%,它常由高能量創傷所致,且常合并其他部位損傷,導致病情復雜[1]。由于骨盆骨折的高致殘率和高死亡率,給社會帶來極大的負擔,因此需要積極治療。骨盆骨折的治療包括保守治療和手術治療。
在手術治療中,骨盆前環骨折可以通過切開復位內固定術(open reduction internal fixation,ORIF)、外固定支架(external fixation,EXFIX)以及經皮骨盆前環內支架固定技術(anterior subcutaneous internal fixator,INFIX)等方式固定,而骨盆后環骨折可以通過 ORIF 或微創手術治療。手術入路包括前路、后路或聯合入路,具體的入路取決于骨折方式[2-3]。ORIF 在上述手術治療方式中最堅固、復位效果最理想[4-6],它尤其適用于骨盆高度不穩定損傷的患者;但它會導致術中出血多、手術時間長、創傷大。EXFIX 常用于需要急診手術的患者,但容易出現釘道感染、患者活動能力下降、固定物松動等并發癥[6]。INFIX 又名皮下椎弓根螺釘系統技術,由脊柱手術器械中開發出來,利用放置在兩側髂骨的椎弓根螺釘通過皮下桿相互連接[7]。21 世紀初,INFIX 開始用于治療不穩定骨盆前環骨折[8]。經過 10 多年的探索和發展,目前治療手段已經趨于成熟。本文旨在對 INFIX 治療骨盆前環骨折的相關文獻進行綜述,希望對其手術方式、生物力學特性、適應證、優點、并發癥及臨床效果進行總結。
1 手術方式
不同學者所描述的 INFIX 手術步驟和固定方法略有差異,但總體是相似的。使用 C 臂透視定位,標記髂骨螺釘的進針點,選擇髂前下棘的體表投影上方做皮膚切口,皮下鈍性分離軟組織直至髂前下棘,注意保護股外側皮神經。使用克氏針作為導針自進針點鉆入,進針后要在透視下確定導針全部在坐骨大切跡上方骨質中,以避免鉆入髖關節。使用螺紋鉆沿導針擴充骨道,探針確認骨道四壁完整,鉆入椎弓根螺釘的長度和直徑取決于患者的體型和骨骼質量。但為了避免壓迫股血管或股神經,注意保持螺釘釘帽與骨面之間至少留有 10~20 mm 距離。同時,為了兼顧椎弓根螺釘穩定性,應保證骨質中有 50~60 mm 螺釘長度[9]。最后,根據患者體型將皮下橫聯鈦棒桿在術中預彎成不同弧度和長度,以適應骨盆前環骨性邊緣輪廓,通過皮下隧道連接雙側椎弓根螺釘,在鎖緊前還可以進行骨折前環復位,最后鎖緊釘帽,完成 INFIX 固定。固定后應在 C 臂透視下拍攝骨盆前后位、出口位及入口位 X 線片,以確認骨折復位質量和內固定位置是否滿意。一般建議在 INFIX 術后 3~9 個月之間進行選擇性植入物移除[10-11]。
許多研究者在手術技巧方面不斷地探索,Bi 等[10]提出在 INFIX 術中通過同側或對側恥骨結節將多軸椎弓根螺釘插入恥骨下支,以形成穩定的幾何三角形,使桿與骨盆前環的解剖結構更好地吻合,還有助于更好地限制恥骨骨折部位之間的相對微運動。Pan 等[12]為了提高固定強度,減少患者活動引起的內固定微動所產生的軟組織刺激、恥骨刺激等,在傳統 INFIX 基礎上增加了一顆恥骨支椎弓根螺釘,將其定義為改良椎弓根螺釘棒固定(modified pedicle screw-rod fixation,MPSRF),這種手術技術可以減少血管神經的壓迫和組織刺激。除此以外,Scherer 等[13]提出對螺釘數量和長度進行調整等,這些改良的術式還需要進一步研究以確認其安全和有效性。
2 生物力學特性
就固定強度而言,INFIX 具有很好的抗軸向移位強度和抗分離強度,其機械剛度優于外固定支架,但是比內固定鋼板弱。單軸螺釘的剛度比多軸螺釘高 26%,但技術難度更大。針對恥骨聯合分離的患者,將 4 顆螺釘插入恥骨結節中,可以增加 INFIX 的穩定性[1]。Becker 等[14]提出延長的單側 INFIX 與標準雙側 INFIX 相比,穩定性更高、雙側神經損傷概率更低。而 Chen 等[15]對 19 例患者的研究得到 INFIX 加雙側骶髂螺釘固定比 INFIX 加單側骶髂螺釘固定在生物力學分析中表現出更好的臨床結局。一項針對 Tile C3 骨盆骨折標本的生物力學性能分析得到使用 INFIX 結合骶髂螺釘可以有效穩定骨盆骨折,其穩定性隨著內固定器中螺釘數量的增加而增加[16]。一項回顧性研究得到針對 Tile C 型骨盆骨折,INFIX 聯合骶髂螺釘在創傷大小、操作難度、手術時間、安全性等方面優于前路鋼板聯合骶髂螺釘[17]。
3 適應證
Tiles 分型(根據骨盆穩定性進行分類)和 Young and Burgess 分型(根據機制分類)是骨盆骨折常用的分型。從骨盆骨折分型的角度來看,INFIX 適用于 Tiles 分型中的 Tiles B、C 型和 Young and Burgess 分型中的 LC 2、LC3、APC 2、APC3 型[18]。Nandi 等[19]提出,在有感染風險的患者中,使用 ORIF 是禁忌癥,因此該類患者一般選擇 INFIX 或外固定術。INFIX 患者也適用于肥胖患者。如果使用外固定術,可能因為腹部脂肪過多而導致桿夾到骨盆的距離過遠而影響固定穩定性,此外還會產生較大的釘道間隙,INFIX 則不會受該問題困擾[2]。除此以外,INFIX 的手術切口位于髂前下棘投影處,遠離腹部手術切口,兩者互不影響,因此對于合并盆腔臟器或尿道損傷,需要聯合行開腹手術或尿道修補的患者,可選用 INFIX[20-21]。
兒童及老年人的骨盆骨折 INFIX 治療因現有研究樣本量較少而不完整。兒童骨盆骨折現有研究顯示,使用包括 INFIX 在內的不同的植入物進行手術治療可適用于大多數兒童不穩定骨盆骨折[22],但目前尚缺乏針對兒童 INFIX 與其他治療方案對比的研究。Timmer 等[23]通過系統回顧得到,對于短期保守治療失敗的老年骨質疏松或老年低能量骨盆骨折患者,若出現持續性疼痛,可考慮使用 INFIX 進行前方固定。INFIX 在老年人中的應用指征目前并沒有達成共識,手術時機需要大型前瞻性研究和隨機對照試驗證實。
4 優點
相較于骨盆骨折其他手術方式,INFIX 的優點可歸納為以下幾點:① INFIX 是微創手術,比 ORIF 軟組織損傷更小、術中出血更少、手術時間更短,比 EXFIX 術后并發癥發生率更低[24];② 患者術后活動無明顯受限,也更便于護理;③ 該手術方式可聯合應用各項新技術,提高了 INFIX 的適用范圍[25-27];④ 可聯合行開腹手術或尿道修補,同時處理盆腔臟器或尿道損傷[20];⑤ 生物力學穩定性比 EXFIX 強。
5 并發癥
INFIX 常見的并發癥包括股外側皮神經損傷、異位骨化、股神經麻痹、感染等。① 股外側皮神經損傷是 INFIX 最常見的并發癥,占比大約為 25%~28%。它的損傷可能與螺釘的放置位置、直徑等有關。它屬于自限性并發癥,常表現為感覺減弱,目前暫無明確的解決方案,需要通過手術過程中精細解剖以盡量避免損傷。患者在取出螺釘后癥狀多有所緩解。皮下桿到髂骨表面的最優距離為 20~25 mm[12]。② 異位骨化的發生率大約為 9.4%~26%,它通常無癥狀,無需治療。可以通過手術過程中徹底沖洗手術部位來預防。使用放射療法或非甾體類抗炎藥進行預防性治療可能有所幫助[28]。③ 股神經麻痹雖然是 INFIX 中少見的并發癥,但會給患者未來的生活帶來很大的不便,它的癥狀為股四頭肌肌力減弱、步行乏力、伸膝受限等。產生的主要原因是手術過程中螺釘放置位置過深,因此在手術操作過程中應該注意[29]。④ 感染在 INFIX 中發生率≤4%。可通過局部沖洗或抗生素進行治療。目前的文獻報道中,所有感染的患者都通過積極治療得到解決[1]。除此以外,不愈合、內植入物松動、深靜脈血栓形成等并發癥比較罕見。
6 新技術
隨著現代科學飛速發展,機器人技術、3D 打印技術等已廣泛應用于臨床領域[30-31],但由于骨盆骨折的復雜性,對臨床醫師手術能力要求高,上述技術在骨盆骨折手術治療中應用起步較晚,目前,部分學者已開始嘗試使用 INFIX 結合新技術應用于骨盆骨折患者的治療。Du 等[25]在骨科機器人輔助下對 17 例不穩定型骨盆骨折患者行 INFIX 治療,機器人根據術中三維計算機斷層掃描(computed tomography,CT)結果規劃螺釘軌跡,進行精準定位,成功穿刺固定髂骨螺釘通道,縮短手術時間,明顯減少術中透視次數,減低累積的術中輻射劑量。但該技術需要使用骨科機器人、術中 CT 照射,對操作設備要求高,將來可能難以在全國各級醫院推廣。Chen 等[26]將 3D 打印技術應用到 INFIX 內固定置入的治療,將患側骨盆鉆入 2 枚標記針,然后進行骨盆三維 CT 掃描,根據 3 維重建圖像定制引導螺釘放置位置的外部模板,實現更好的定位精度和更小的侵入性。由于標記釘會在 CT 圖像上產生偽影,影響 3D 打印模板的精度,未來還需要獲得更好的材料來制造標記針以消除 CT 圖像偽影。Hiyama 等[27]使用術中 CT 導航及 C 臂相結合的形式對 1 例患者行 INFIX 治療,該團隊認為該方法比術中單純 X 線定位投射次數更少,可節省手術時間,也比術中單純 CT 導航輻射暴露更少。但該研究僅對 1 例患者進行治療,沒有與術中單純 X 線定位或術中單純 CT 定位的患者進行接受輻射劑量和手術時間的數據對比分析,未來還需要前瞻性多中心隨機對照試驗驗證。
7 臨床效果
骨盆骨折患者治療的臨床效果通常從放射學結果和功能性結果 2 個方面分析。放射性結果評估通常使用 Matta 評分,約 90%的患者 Matta 評分結果為優秀或者良好,只有約 5%的患者 Matta 評分結果為差[1]。而針對功能性結果評估,大多數報道使用 Majeed 評分,也有報道使用愛荷華州骨盆評分[7]。約 80%~90%的患者 Majeed 評分結果為優秀或者良好,幾乎沒有患者 Majeed 評分結果為差[1]。
8 小結
INFIX 是一項針對不穩定骨盆骨折的微創、省時、有效的手術治療方式,除此以外,它能結合機器人技術、3D 打印技術、術中 CT 導航技術等現代科技技術,未來發展前景廣闊。如果患者經仔細評估后有 INFIX 的適應證,可建議使用該治療方案。INFIX 改良術式、新技術應用的推廣還需前瞻性、多中心、大樣本的臨床試驗驗證。
利益沖突:所有作者聲明不存在利益沖突。