引用本文: 王小陣, 孟乘飛, 魯齊林, 朱凌, 謝維, 汪國棟, 劉曦明. 3D導航技術輔助經皮雙節段加長骶髂螺釘內固定治療Denis Ⅱ、Ⅲ型骶骨骨折. 中國修復重建外科雜志, 2023, 37(2): 136-141. doi: 10.7507/1002-1892.202210063 復制
經皮骶髂螺釘內固定技術是治療骨盆后環損傷的首選方法[1],近年3D導航技術與機器人輔助技術的應用大大增加了植釘準確性和安全性。既往采用經S1植入骶髂螺釘治療骶髂復合體損傷,但對于骶骨Denis Ⅱ、Ⅲ型骨折,單枚螺釘難以達到有效固定強度[2]。近年來,隨著對骨盆后環內固定生物力學研究的深入,S1聯合S2雙節段骶髂螺釘固定模式以及貫穿骶骨體加長骶髂螺釘的使用備受關注[3]。雙節段固定模式能避免S1單枚螺釘矢狀面固定不穩定的問題,還能提高對骨盆垂直不穩定骨折的固定強度。而加長骶髂螺釘固定長度能超過骶骨中線,甚至經骶骨體貫穿雙側骶髂關節,相對于普通骶髂螺釘,在抗垂直剪切力、抗拔出力及穩定性方面更具優勢[4-5]。但目前有關雙節段加長骶髂螺釘內固定治療骶骨骨折的報道較少。2017年1月—2020年5月,武漢中西醫結合骨科醫院(武漢體育學院附屬醫院)骨科采用3D導航技術輔助下經皮雙節段加長骶髂螺釘內固定治療45例骶骨DenisⅡ、Ⅲ型骨折患者,獲得較好療效。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準:① 新鮮Tile C型骨盆骨折中骶骨Denis Ⅱ、Ⅲ型骨折且接受經皮雙節段加長骶髂螺釘內固定治療;② 年齡30~65歲;③ 骨折經術前牽引復位;④ 術后隨訪達12個月且病例資料完整。
排除標準:① 髂骨進釘點區域粉碎性骨折;② 伴有嚴重心、肺、肝、腎及重度骨質疏松癥等疾病。
2017年1月—2020年5月,共45例患者符合選擇標準納入研究。
1.2 一般資料
本組男31例,女14例;年齡30~65歲,平均48.3歲。骨盆骨折均為高能量致傷,其中交通事故傷27例、高處墜落傷16例、其他傷2例。骨盆骨折按照Tile分型標準[6]:C1型24例,C2型16例,C3型5例;骶骨骨折Denis分型:Ⅱ型31例,Ⅲ型14例。合并失血性休克7例、尿道損傷11例、胸部損傷7例、腰椎損傷13例、顱腦損傷5例、腰骶干損傷5例、恥骨聯合分離14例、恥骨上下支骨折23例、髖臼骨折8例、下肢骨折4例、下肢麻木11例、上肢骨折3例。受傷至手術時間5~12 d,平均7.5 d。
1.3 術前處理
患者入院后監測生命體征,對于出血性休克者及時給予補液、輸血處理。骨盆影像學檢查明確骶骨骨折損傷情況。13例一側骶骨縱向骨折移位明顯者行股骨髁上牽引,牽引質量6~9 kg,持續牽引至手術當天。其余32例縱向移位不明顯者,采用下肢皮牽引,維持縱向牽引趨勢即可。11例術前存在下肢麻木者牽引后,8例麻木感消失、3例輕微改善。術前C臂X線機評估持續牽引后骨折復位情況,其中8例骶骨骨折仍對位對線欠佳,全麻下牽引質量增加至12 kg,牽引30 min 后透視下見骨折對位對線良好后手術。5例存在旋轉不穩定,在髂前上棘使用Schanz釘進行提拉、反向旋轉輔助復位。
1.4 手術方法
全身麻醉下,患者仰臥于可透視床上,患側臀部墊高,常規消毒鋪巾。首先明確骨折經牽引復位后,對于合并的骨盆前環損傷或髖臼骨折先行固定。骨盆前環損傷17例采用骨盆外固定架固定,10例行微創小切口隧道下重建接骨板內固定,7例在導航下經皮植入逆行前柱或恥骨支螺釘內固定,3例骨折閉合復位不良則行小切口輔助復位并重建鋼板內固定。8例髖臼骨折者行前路切開復位重建鋼板內固定。
然后在3D導航技術輔助下微創植入S1、S2加長骶髂螺釘。① 對植釘點進行體表標記,以髂前上棘與髂后上棘連線的中后1/3處為S1進針點,以髂結節與髂后上棘連線的中后1/5處為S2進針點。② 在健側髂前上棘處固定示蹤器,注冊導航設備(Stryker公司,美國),連接3D C臂X線機(Siemens公司,德國),確保各個導航設備均在導航儀探測范圍內。③ 使用C臂X線機對病變區域進行190° 掃描,將圖像上傳至脊柱導航影像處理工作站,在導航主機顯示屏上可見患側骶髂關節橫斷面、冠狀面、矢狀面及三維骨盆結構。④ 將指引器上的導針與套筒進行配合,初步放置于標記的進釘點位置,通過套筒在導針上滑動,模擬導針進針路線,三維圖像確定導針位置在各個平面上均在S1骨質內,且安全長度超過骶骨中線位置。然后根據此固定點及進針方向緩慢鉆入直徑2.5 mm導針,透視骨盆正位、出口位、入口位及骶骨側位,監測導針進針點、進針方向及位置,確認無誤后用錘子緩慢敲擊;再次透視明確導針到達理想位置后,測量導針長度,空心鉆頭開口,擰入長度合適、直徑為5.5 mm或6.5 mm的空心帶墊圈螺釘。⑤ 同樣方式植入S2加長骶髂螺釘,植入螺釘前需重新對植釘區域進行掃描,再次對導航設備進行校準。植釘完畢后需再次透視確定螺釘位置及長度,縫合切口。
1.5 術后處理
術后預防性使用抗生素24 h,常規使用低分子肝素鈉預防下肢深靜脈血栓形成。術后2 d行骨盆正側位、出口位、入口位X線片及骨盆CT平掃+三維重建;3 d后指導患者在床上開始腰背部及雙下肢肌肉力量鍛煉,5 d后開始扶雙拐下床活動。患者出院后囑術后1、2、3、6、12個月復查,根據影像學復查結果指導患者下地負重及患肢功能鍛煉。
1.6 療效評價指標
記錄每枚螺釘植入時間、術中X線暴露時間及手術并發癥發生情況。術后根據骨盆CT圖像,參照Gras評價標準[7]評定螺釘位置。優:螺釘不與骶骨皮質邊界接觸,完全位于骶骨骨質內;良:螺釘與骨皮質接觸,但未穿出;差:螺釘穿透骨皮質。基于骨盆X線片,參照Matta評分標準[8]評價骶骨骨折復位質量。優:骨折移位≤4 mm;良:移位5~10 mm;可:移位11~20 mm,差:移位>20 mm。末次隨訪時,采用Majeed評分標準[9]對骨盆功能進行評價,總分100分,其中優85~100分,良70~84分,可55~69分,差<55分。
2 結果
本組共植入加長骶髂螺釘101枚,每枚螺釘植入時間30~45 min,平均37.3 min;術中X線暴露時間40~55 s,平均46.2 s。術中均無神經、血管及臟器損傷發生。17例采用骨盆外固定架者,術后定期對體外骨針進行消毒處理,術后6~8周根據患者恢復情況拆除外固定架,平均6.7周。切口均Ⅰ期愈合。
患者均獲隨訪,隨訪時間12~24個月,平均14.6個月。術后影像學復查示,參照Matta評分標準,骨折復位質量達優22例、良18例、可5例,優良率為88.89%;參照Gras評價標準[7],螺釘位置達優77枚、良22枚、差2枚,優良率為98.02%。2枚突破骨皮質螺釘中,1枚螺釘尖部從S1椎體對側穿透約0.5 cm,另1枚從S1椎體后壁突破進入椎管,但2例患者均無并發癥發生。本組骨折均愈合,愈合時間為12~16周,平均13.5周。隨訪期間植入螺釘均無斷裂、松動及脫出。見圖1。末次隨訪時,根據Majeed評分標準,骨盆功能達優27例、良16例、可2例,優良率95.56%。5例腰骶干損傷者經口服營養神經藥物及物理康復治療后痊愈。

a、b. 術前骨盆CT三維重建;c、d. 術中注冊導航設備,根據三維導航圖像先逆行植入前柱螺釘,然后重新注冊并植入S1和S2加長骶髂螺釘固定骨盆后環;e~g. 術后3 d骨盆正位X線片及骨盆CT示骨折復位可,螺釘位置良好;h、i. 術后3個月骨盆正位及出口位X線片示骨折對位對線良好,無移位;j. 術后6個月骨盆正位X線片示骨折愈合,螺釘無斷裂、退出;k. 術后6個月骨盆功能恢復良好
Figure1. A 30-year-old male patient with pelvic fracture (Tile type C1) caused by falling from heighta, b. Preoperative CT 3D reconstruction of pelvis; c, d. The navigation equipment was registered, and the retrograde anterior column screws were implanted, then the lengthened sacroiliac screws were placed in S1 and S2 segments respectively to fix the posterior pelvic ring according to the 3D navigation image; e-g. At 3 days after operation, the pelvic X-ray films and CT showed that the fracture was reducible and the screw position was good; h, i. At 3 months after operation, pelvic anteroposterior and outlet X-ray films showed that the fracture alignment was good without displacement; j. At 6 months after operation, pelvic anteroposterior X-ray film showed that the fracture healed and the screws did not break or withdraw; k. At 6 months after operation, the pelvic function recovered
3 討論
3.1 加長骶髂螺釘治療骨盆后環骨折療效分析
骶骨是組成骨盆后環的重要骨性結構,文獻報道骨盆骨折中10%~45%伴發骶骨骨折,且常合并神經損傷[10]。既往骶骨骨折多采用切開復位鋼板內固定,其中前路手術創傷大、出血多、神經損傷風險高,而且對于骶骨Denis Ⅱ、Ⅲ型骨折缺少有效固定策略。后路微創M形鋼板內固定曾是治療骨盆后環損傷的有效方法,但生物力學研究發現鋼板屬于偏心固定,難以達到骶髂螺釘的“中心性”固定效果,且在抗垂直剪切力和抗扭轉力方面效果較差[11-14]。此外,骶骨Denis Ⅱ、Ⅲ型骨折往往合并神經損傷,鋼板在固定時形成“桶箍效應”,進一步增加了醫源性神經損傷。骶髂螺釘以獨特的生物力學性能以及創傷小等優勢,被公認為治療骶髂復合體損傷的標準方法[15]。
生物力學研究發現,骶骨骨折時垂直剪切力是貫穿骨盆后環的主要作用力,當骶髂螺釘橫向植入骶骨中心時,垂直剪切力將沿著整個螺釘進行分散,且螺釘越長越能分散載荷[16]。加長骶髂螺釘是一種固定長度超過骶骨中線或穿至對側骶髂關節的螺釘類型,能植入骨質量較高的區域,有助于骨-釘之間產生更大的錨合作用,達到良好復位固定效果。
對于存在骶骨Denis Ⅱ、Ⅲ型骨折及骨盆后環嚴重失穩的情況下,單枚骶髂螺釘不能達到牢固固定效果。張昌猛等[17]的臨床研究顯示在骶骨骨折解剖復位或復位率達84%情況下,采用單枚加長骶髂螺釘固定后,仍有44%患者術后骨折愈合不良。鑒于此,一些學者通過增加螺釘數量和長度來強化固定強度,且生物力學研究發現,在S1螺釘固定基礎上于S2植入1枚螺釘的立體雙層面固定模式,可顯著提高骨折端穩定性[18]。本組患者采用經皮雙節段加長骶髂螺釘內固定后,隨訪期間無骨折復位丟失,螺釘無斷裂、移位發生,所有骨折均達骨性愈合。
3.2 3D導航技術輔助下植釘優勢及注意事項
經皮骶髂螺釘內固定技術因創傷小、固定牢靠,被廣泛用于治療骶髂關節脫位、骶骨骨折等骨盆后環損傷。然而,骨盆后環解剖結構復雜,毗鄰重要盆腔臟器、神經、血管,如何精確、安全植入骶髂螺釘充滿挑戰性。解剖研究發現,S1與S2均具有貫穿植入的骨性解剖空間,但S2節段骨性截面較為狹小,植釘難度相對較大[19-20]。雖然S1節段骨性截面較大,但易發生移行變異,此時則無法植入貫穿或加長螺釘。目前術中主要在C臂X線機透視下植入加長骶髂螺釘,難度大、風險高,不僅要求術者有豐富手術操作經驗,而且對患者術前腸道準備及體形要求也非常嚴格,肥胖或腸氣、積糞都會影響透視效果,增加植釘風險[21]。Zarei等[22]臨床研究發現,常規透視下經皮植入骶髂螺釘,其血管、神經損傷發生率為2%~15%。
3D導航技術是將虛擬成像技術與影像技術進行整合,采用體外數字化指引來指導手術操作,為準確植入骶髂螺釘提供了新方法。本組術中根據三維圖像顯示的虛擬螺釘位置,在體外先進行模擬植釘,待規劃路線滿意后將導針植入骨質內。常規透視下只能依靠各個方位反復透視來確定導針位置,不僅延長了手術和麻醉時間,還增加了患者及醫護的X線暴露劑量。而3D導航技術只需對患者進行1次190° 掃描,將獲得的手術操作區域數據上傳至導航設備,術中僅需根據該數據即可完成植釘。鄭益釩等[23]報道3D導航輔助下植釘在手術時間、透視次數方面明顯優于X線透視組。Yu等[12]認為通過導航設備提供的圖像對骨盆手術具有很大指導意義,術者可多角度觀察釘道,有效提高螺釘植入的準確性和安全性。本組共植入101枚螺釘,植釘優良率達98.02%,僅有2枚突破骨皮質,無1例醫源性手術并發癥發生。
雖然3D導航技術輔助下植釘實現了手術視野可視化,增加了植釘精準性與安全性,但該導航系統仍屬于紅外線鎖定系統,術中植釘過程中需注意以下幾點:① 術中患者體位改變或者參考架微動都可能導致圖像“漂移”,造成導航虛擬三維圖像與真實解剖結構存在一定誤差,導致植釘失敗。② 盡可能使用較粗的導針,避免在植入過程中發生形變,偏離虛擬導針設置的最優進針路線。當導針按照規劃路線進入骶骨翼后,為了確保植釘安全,需透視確定導針位置滿意后,再使用錘子緩慢將導針向對側骨質內錘入,避免使用電鉆,因其操作時不易察覺導針突破骨皮質,可能發生不可挽回的損傷。③ 術中應當分次對S1與S2節段進行掃描,便于獲得更清晰圖像,同時植釘不確定時透視是必不可少的環節。④ 注意由于S2骨性通道較S1更為水平,釘道與骶椎矢狀位接近垂直,因此在植釘時螺釘在上下或前后方向的偏移度需小于S1。⑤ 骨折良好復位是植釘前提,術前要確保骨折獲得滿意復位,否則需改為開放手術。此外對于術前有神經癥狀,且術前CT明確骶孔或骶管內存在游離骨折塊時,需行開放探查,解除神經壓迫。
綜上述,經皮雙節段加長骶髂螺釘內固定治療骶骨Denis Ⅱ、Ⅲ型骨折具有創傷小、固定牢固等優勢,3D導航技術輔助下植釘準確、快捷。本研究樣本量有限,對于術中可能出現的并發癥有待進一步觀察。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突;課題經費支持沒有影響文章觀點和對研究數據客觀結果的分析及報道
倫理聲明 研究方案經武漢中西醫結合骨科醫院(武漢體育學院附屬醫院)臨床研究倫理委員會批準(672HREC20170101)
作者貢獻聲明 王小陣:數據收集、整理,文章撰寫;孟乘飛:病例資料收集,研究方案設計,手術實施;魯齊林、朱凌、謝維:研究方案分析,數據資料收集與分析;汪國棟、劉曦明:手術指導,數據驗證,病例選擇,文章內容審閱與修改
經皮骶髂螺釘內固定技術是治療骨盆后環損傷的首選方法[1],近年3D導航技術與機器人輔助技術的應用大大增加了植釘準確性和安全性。既往采用經S1植入骶髂螺釘治療骶髂復合體損傷,但對于骶骨Denis Ⅱ、Ⅲ型骨折,單枚螺釘難以達到有效固定強度[2]。近年來,隨著對骨盆后環內固定生物力學研究的深入,S1聯合S2雙節段骶髂螺釘固定模式以及貫穿骶骨體加長骶髂螺釘的使用備受關注[3]。雙節段固定模式能避免S1單枚螺釘矢狀面固定不穩定的問題,還能提高對骨盆垂直不穩定骨折的固定強度。而加長骶髂螺釘固定長度能超過骶骨中線,甚至經骶骨體貫穿雙側骶髂關節,相對于普通骶髂螺釘,在抗垂直剪切力、抗拔出力及穩定性方面更具優勢[4-5]。但目前有關雙節段加長骶髂螺釘內固定治療骶骨骨折的報道較少。2017年1月—2020年5月,武漢中西醫結合骨科醫院(武漢體育學院附屬醫院)骨科采用3D導航技術輔助下經皮雙節段加長骶髂螺釘內固定治療45例骶骨DenisⅡ、Ⅲ型骨折患者,獲得較好療效。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準:① 新鮮Tile C型骨盆骨折中骶骨Denis Ⅱ、Ⅲ型骨折且接受經皮雙節段加長骶髂螺釘內固定治療;② 年齡30~65歲;③ 骨折經術前牽引復位;④ 術后隨訪達12個月且病例資料完整。
排除標準:① 髂骨進釘點區域粉碎性骨折;② 伴有嚴重心、肺、肝、腎及重度骨質疏松癥等疾病。
2017年1月—2020年5月,共45例患者符合選擇標準納入研究。
1.2 一般資料
本組男31例,女14例;年齡30~65歲,平均48.3歲。骨盆骨折均為高能量致傷,其中交通事故傷27例、高處墜落傷16例、其他傷2例。骨盆骨折按照Tile分型標準[6]:C1型24例,C2型16例,C3型5例;骶骨骨折Denis分型:Ⅱ型31例,Ⅲ型14例。合并失血性休克7例、尿道損傷11例、胸部損傷7例、腰椎損傷13例、顱腦損傷5例、腰骶干損傷5例、恥骨聯合分離14例、恥骨上下支骨折23例、髖臼骨折8例、下肢骨折4例、下肢麻木11例、上肢骨折3例。受傷至手術時間5~12 d,平均7.5 d。
1.3 術前處理
患者入院后監測生命體征,對于出血性休克者及時給予補液、輸血處理。骨盆影像學檢查明確骶骨骨折損傷情況。13例一側骶骨縱向骨折移位明顯者行股骨髁上牽引,牽引質量6~9 kg,持續牽引至手術當天。其余32例縱向移位不明顯者,采用下肢皮牽引,維持縱向牽引趨勢即可。11例術前存在下肢麻木者牽引后,8例麻木感消失、3例輕微改善。術前C臂X線機評估持續牽引后骨折復位情況,其中8例骶骨骨折仍對位對線欠佳,全麻下牽引質量增加至12 kg,牽引30 min 后透視下見骨折對位對線良好后手術。5例存在旋轉不穩定,在髂前上棘使用Schanz釘進行提拉、反向旋轉輔助復位。
1.4 手術方法
全身麻醉下,患者仰臥于可透視床上,患側臀部墊高,常規消毒鋪巾。首先明確骨折經牽引復位后,對于合并的骨盆前環損傷或髖臼骨折先行固定。骨盆前環損傷17例采用骨盆外固定架固定,10例行微創小切口隧道下重建接骨板內固定,7例在導航下經皮植入逆行前柱或恥骨支螺釘內固定,3例骨折閉合復位不良則行小切口輔助復位并重建鋼板內固定。8例髖臼骨折者行前路切開復位重建鋼板內固定。
然后在3D導航技術輔助下微創植入S1、S2加長骶髂螺釘。① 對植釘點進行體表標記,以髂前上棘與髂后上棘連線的中后1/3處為S1進針點,以髂結節與髂后上棘連線的中后1/5處為S2進針點。② 在健側髂前上棘處固定示蹤器,注冊導航設備(Stryker公司,美國),連接3D C臂X線機(Siemens公司,德國),確保各個導航設備均在導航儀探測范圍內。③ 使用C臂X線機對病變區域進行190° 掃描,將圖像上傳至脊柱導航影像處理工作站,在導航主機顯示屏上可見患側骶髂關節橫斷面、冠狀面、矢狀面及三維骨盆結構。④ 將指引器上的導針與套筒進行配合,初步放置于標記的進釘點位置,通過套筒在導針上滑動,模擬導針進針路線,三維圖像確定導針位置在各個平面上均在S1骨質內,且安全長度超過骶骨中線位置。然后根據此固定點及進針方向緩慢鉆入直徑2.5 mm導針,透視骨盆正位、出口位、入口位及骶骨側位,監測導針進針點、進針方向及位置,確認無誤后用錘子緩慢敲擊;再次透視明確導針到達理想位置后,測量導針長度,空心鉆頭開口,擰入長度合適、直徑為5.5 mm或6.5 mm的空心帶墊圈螺釘。⑤ 同樣方式植入S2加長骶髂螺釘,植入螺釘前需重新對植釘區域進行掃描,再次對導航設備進行校準。植釘完畢后需再次透視確定螺釘位置及長度,縫合切口。
1.5 術后處理
術后預防性使用抗生素24 h,常規使用低分子肝素鈉預防下肢深靜脈血栓形成。術后2 d行骨盆正側位、出口位、入口位X線片及骨盆CT平掃+三維重建;3 d后指導患者在床上開始腰背部及雙下肢肌肉力量鍛煉,5 d后開始扶雙拐下床活動。患者出院后囑術后1、2、3、6、12個月復查,根據影像學復查結果指導患者下地負重及患肢功能鍛煉。
1.6 療效評價指標
記錄每枚螺釘植入時間、術中X線暴露時間及手術并發癥發生情況。術后根據骨盆CT圖像,參照Gras評價標準[7]評定螺釘位置。優:螺釘不與骶骨皮質邊界接觸,完全位于骶骨骨質內;良:螺釘與骨皮質接觸,但未穿出;差:螺釘穿透骨皮質。基于骨盆X線片,參照Matta評分標準[8]評價骶骨骨折復位質量。優:骨折移位≤4 mm;良:移位5~10 mm;可:移位11~20 mm,差:移位>20 mm。末次隨訪時,采用Majeed評分標準[9]對骨盆功能進行評價,總分100分,其中優85~100分,良70~84分,可55~69分,差<55分。
2 結果
本組共植入加長骶髂螺釘101枚,每枚螺釘植入時間30~45 min,平均37.3 min;術中X線暴露時間40~55 s,平均46.2 s。術中均無神經、血管及臟器損傷發生。17例采用骨盆外固定架者,術后定期對體外骨針進行消毒處理,術后6~8周根據患者恢復情況拆除外固定架,平均6.7周。切口均Ⅰ期愈合。
患者均獲隨訪,隨訪時間12~24個月,平均14.6個月。術后影像學復查示,參照Matta評分標準,骨折復位質量達優22例、良18例、可5例,優良率為88.89%;參照Gras評價標準[7],螺釘位置達優77枚、良22枚、差2枚,優良率為98.02%。2枚突破骨皮質螺釘中,1枚螺釘尖部從S1椎體對側穿透約0.5 cm,另1枚從S1椎體后壁突破進入椎管,但2例患者均無并發癥發生。本組骨折均愈合,愈合時間為12~16周,平均13.5周。隨訪期間植入螺釘均無斷裂、松動及脫出。見圖1。末次隨訪時,根據Majeed評分標準,骨盆功能達優27例、良16例、可2例,優良率95.56%。5例腰骶干損傷者經口服營養神經藥物及物理康復治療后痊愈。

a、b. 術前骨盆CT三維重建;c、d. 術中注冊導航設備,根據三維導航圖像先逆行植入前柱螺釘,然后重新注冊并植入S1和S2加長骶髂螺釘固定骨盆后環;e~g. 術后3 d骨盆正位X線片及骨盆CT示骨折復位可,螺釘位置良好;h、i. 術后3個月骨盆正位及出口位X線片示骨折對位對線良好,無移位;j. 術后6個月骨盆正位X線片示骨折愈合,螺釘無斷裂、退出;k. 術后6個月骨盆功能恢復良好
Figure1. A 30-year-old male patient with pelvic fracture (Tile type C1) caused by falling from heighta, b. Preoperative CT 3D reconstruction of pelvis; c, d. The navigation equipment was registered, and the retrograde anterior column screws were implanted, then the lengthened sacroiliac screws were placed in S1 and S2 segments respectively to fix the posterior pelvic ring according to the 3D navigation image; e-g. At 3 days after operation, the pelvic X-ray films and CT showed that the fracture was reducible and the screw position was good; h, i. At 3 months after operation, pelvic anteroposterior and outlet X-ray films showed that the fracture alignment was good without displacement; j. At 6 months after operation, pelvic anteroposterior X-ray film showed that the fracture healed and the screws did not break or withdraw; k. At 6 months after operation, the pelvic function recovered
3 討論
3.1 加長骶髂螺釘治療骨盆后環骨折療效分析
骶骨是組成骨盆后環的重要骨性結構,文獻報道骨盆骨折中10%~45%伴發骶骨骨折,且常合并神經損傷[10]。既往骶骨骨折多采用切開復位鋼板內固定,其中前路手術創傷大、出血多、神經損傷風險高,而且對于骶骨Denis Ⅱ、Ⅲ型骨折缺少有效固定策略。后路微創M形鋼板內固定曾是治療骨盆后環損傷的有效方法,但生物力學研究發現鋼板屬于偏心固定,難以達到骶髂螺釘的“中心性”固定效果,且在抗垂直剪切力和抗扭轉力方面效果較差[11-14]。此外,骶骨Denis Ⅱ、Ⅲ型骨折往往合并神經損傷,鋼板在固定時形成“桶箍效應”,進一步增加了醫源性神經損傷。骶髂螺釘以獨特的生物力學性能以及創傷小等優勢,被公認為治療骶髂復合體損傷的標準方法[15]。
生物力學研究發現,骶骨骨折時垂直剪切力是貫穿骨盆后環的主要作用力,當骶髂螺釘橫向植入骶骨中心時,垂直剪切力將沿著整個螺釘進行分散,且螺釘越長越能分散載荷[16]。加長骶髂螺釘是一種固定長度超過骶骨中線或穿至對側骶髂關節的螺釘類型,能植入骨質量較高的區域,有助于骨-釘之間產生更大的錨合作用,達到良好復位固定效果。
對于存在骶骨Denis Ⅱ、Ⅲ型骨折及骨盆后環嚴重失穩的情況下,單枚骶髂螺釘不能達到牢固固定效果。張昌猛等[17]的臨床研究顯示在骶骨骨折解剖復位或復位率達84%情況下,采用單枚加長骶髂螺釘固定后,仍有44%患者術后骨折愈合不良。鑒于此,一些學者通過增加螺釘數量和長度來強化固定強度,且生物力學研究發現,在S1螺釘固定基礎上于S2植入1枚螺釘的立體雙層面固定模式,可顯著提高骨折端穩定性[18]。本組患者采用經皮雙節段加長骶髂螺釘內固定后,隨訪期間無骨折復位丟失,螺釘無斷裂、移位發生,所有骨折均達骨性愈合。
3.2 3D導航技術輔助下植釘優勢及注意事項
經皮骶髂螺釘內固定技術因創傷小、固定牢靠,被廣泛用于治療骶髂關節脫位、骶骨骨折等骨盆后環損傷。然而,骨盆后環解剖結構復雜,毗鄰重要盆腔臟器、神經、血管,如何精確、安全植入骶髂螺釘充滿挑戰性。解剖研究發現,S1與S2均具有貫穿植入的骨性解剖空間,但S2節段骨性截面較為狹小,植釘難度相對較大[19-20]。雖然S1節段骨性截面較大,但易發生移行變異,此時則無法植入貫穿或加長螺釘。目前術中主要在C臂X線機透視下植入加長骶髂螺釘,難度大、風險高,不僅要求術者有豐富手術操作經驗,而且對患者術前腸道準備及體形要求也非常嚴格,肥胖或腸氣、積糞都會影響透視效果,增加植釘風險[21]。Zarei等[22]臨床研究發現,常規透視下經皮植入骶髂螺釘,其血管、神經損傷發生率為2%~15%。
3D導航技術是將虛擬成像技術與影像技術進行整合,采用體外數字化指引來指導手術操作,為準確植入骶髂螺釘提供了新方法。本組術中根據三維圖像顯示的虛擬螺釘位置,在體外先進行模擬植釘,待規劃路線滿意后將導針植入骨質內。常規透視下只能依靠各個方位反復透視來確定導針位置,不僅延長了手術和麻醉時間,還增加了患者及醫護的X線暴露劑量。而3D導航技術只需對患者進行1次190° 掃描,將獲得的手術操作區域數據上傳至導航設備,術中僅需根據該數據即可完成植釘。鄭益釩等[23]報道3D導航輔助下植釘在手術時間、透視次數方面明顯優于X線透視組。Yu等[12]認為通過導航設備提供的圖像對骨盆手術具有很大指導意義,術者可多角度觀察釘道,有效提高螺釘植入的準確性和安全性。本組共植入101枚螺釘,植釘優良率達98.02%,僅有2枚突破骨皮質,無1例醫源性手術并發癥發生。
雖然3D導航技術輔助下植釘實現了手術視野可視化,增加了植釘精準性與安全性,但該導航系統仍屬于紅外線鎖定系統,術中植釘過程中需注意以下幾點:① 術中患者體位改變或者參考架微動都可能導致圖像“漂移”,造成導航虛擬三維圖像與真實解剖結構存在一定誤差,導致植釘失敗。② 盡可能使用較粗的導針,避免在植入過程中發生形變,偏離虛擬導針設置的最優進針路線。當導針按照規劃路線進入骶骨翼后,為了確保植釘安全,需透視確定導針位置滿意后,再使用錘子緩慢將導針向對側骨質內錘入,避免使用電鉆,因其操作時不易察覺導針突破骨皮質,可能發生不可挽回的損傷。③ 術中應當分次對S1與S2節段進行掃描,便于獲得更清晰圖像,同時植釘不確定時透視是必不可少的環節。④ 注意由于S2骨性通道較S1更為水平,釘道與骶椎矢狀位接近垂直,因此在植釘時螺釘在上下或前后方向的偏移度需小于S1。⑤ 骨折良好復位是植釘前提,術前要確保骨折獲得滿意復位,否則需改為開放手術。此外對于術前有神經癥狀,且術前CT明確骶孔或骶管內存在游離骨折塊時,需行開放探查,解除神經壓迫。
綜上述,經皮雙節段加長骶髂螺釘內固定治療骶骨Denis Ⅱ、Ⅲ型骨折具有創傷小、固定牢固等優勢,3D導航技術輔助下植釘準確、快捷。本研究樣本量有限,對于術中可能出現的并發癥有待進一步觀察。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突;課題經費支持沒有影響文章觀點和對研究數據客觀結果的分析及報道
倫理聲明 研究方案經武漢中西醫結合骨科醫院(武漢體育學院附屬醫院)臨床研究倫理委員會批準(672HREC20170101)
作者貢獻聲明 王小陣:數據收集、整理,文章撰寫;孟乘飛:病例資料收集,研究方案設計,手術實施;魯齊林、朱凌、謝維:研究方案分析,數據資料收集與分析;汪國棟、劉曦明:手術指導,數據驗證,病例選擇,文章內容審閱與修改