計算機輔助導航熱塑膜系統定位固定股骨頸骨折的可行性研究

涂鵬發，包超恩，李永犇，翟福山，潘進社*

（1.河北醫科大學第三醫院創傷急救中心，河北省骨科研究所，河北石家莊 050051；2.河北醫科大學第三醫院放療科，河北石家莊 050051）

·臨床研究·

計算機輔助導航熱塑膜系統定位固定股骨頸骨折的可行性研究

涂鵬發1，包超恩2，李永犇1，翟福山2，潘進社1*

（1.河北醫科大學第三醫院創傷急救中心，河北省骨科研究所，河北石家莊 050051；2.河北醫科大學第三醫院放療科，河北石家莊 050051）

股骨頸骨折；治療，計算機輔助；內固定器

股骨頸骨折是臨床上常見的骨折類型，對于大部分臨床患者而言，閉合復位空心螺釘內固定是治療的最佳選擇［1］。這一技術具有創傷小、操作簡便、手術時間短、對股骨頭殘留血供破壞少、成功率較高等優點，近年來得到不斷發展，已成為應用最為廣泛的內固定方式。然而由于臨床醫師經驗的差異和人徒手操作的不穩定性，難以保證空心釘均處于最佳位置。同時，醫護人員較長時間暴露在X線下，對其損害也較大。本研究應用計算機輔助導航熱塑膜定位系統（簡稱熱塑膜系統）于尸體標本置入股骨頸空心螺釘，評估該系統的準確性和可行性，報告如下。

1 材料與方法

1.1 實驗材料：正常成人防腐標本1具（無畸形、腫瘤、骨折），Somatom Sensation Pro SpeedⅢ型16排螺旋CT（德國），XIO-I型治療計劃系統工作站（美國），激光三維定位系統（德國LAP公司），熱塑膜（美國METC公司），自制微創定位瞄準器，2.5mm克氏針，7.3mm空心螺釘，手術電鉆等。

1.2 實驗方法：將尸體標本自胸腰段截斷，雙下肢外固定架固定，其雙側股骨頸模擬股骨頸無移位骨折（假設股骨頸經頭下型骨折而未制造真正骨折線），應用熱塑膜系統置入股骨頸空心螺釘呈倒“品”字形，共6枚空心螺釘。將尸體標本仰臥位置于熱塑膜系統的底板上，在62℃恒溫水箱中加熱熱塑膜，待其變軟后覆蓋于標本表面，使之與標本完全貼敷，熱塑膜兩側與底板連接（圖1）。將標本置于CT檢查臺上，應用激光三維定位系統在髖關節處確定一個與CT掃描方向一致的任意平面，并在此平面上標記3個非同一直線上的鉛點，作為影像學上的基準平面。以髖關節為中心行CT螺旋掃描，將CT影像數據傳輸到治療計劃系統工作站，利用治療計劃系統軟件重建三維圖像。選擇股骨頸空心螺釘的理想置釘層面，精確規劃置釘方向和置釘位置，同時計算出空心螺釘的長度，將計劃釘道向兩側延長與標本表面熱塑膜的交點確定為入釘點、虛擬出釘點（圖2）。治療計劃系統參照原基準平面，計算出所有入釘點和虛擬出釘點的空間坐標，然后將數據反饋回激光三維定位系統，精確定位于標本熱塑膜表面并標記。通過調節微創定位瞄準器，使之與計劃釘道完全重合，沿瞄準器所確定的釘道鉆入2.5mm克氏針，沿導針擴孔后擰入計劃長度7.3mm空心螺釘。術后再次進行CT螺旋掃描以驗證股骨頸置釘情況。

圖1 熱塑膜固定標本后置于CT檢查床上

圖2 計劃治療系統規劃理想釘道

圖3 術后CT重建影像 A.沿股骨頸長軸冠狀面；B.沿股骨頸長軸矢狀面

2 結 果

目測觀察所有導針均位于股骨頸內部，無穿出骨皮質螺釘。術后CT掃描顯示股骨頸空心螺釘均未穿出骨皮質，且空間位置較理想。三枚空心釘呈倒“品”字形分散排布，獲得確定的內側下方和后方皮質支持，距邊緣骨皮質在3mm以內，其平行度也較好，測量偏差不超過3°（圖3）。

3 討 論

臨床上股骨頸骨折空心螺釘內固定的應用已較為廣泛，但其內固定技術要求也相當嚴格。股骨頸空心螺釘的精確置入對骨折固定的牢固性，提高治療效果非常重要［2］。但目前主要依靠術中C型臂X線機反復透視監測、手術器械中定位導向器及醫師的手術經驗來達到空心螺釘的理想置入，很難保證其準確性和穩定性。

目前國內外應用較多的是紅外光學導航［3］，尚無關于計算機輔助導航熱塑膜系統定位固定股骨頸空心螺釘的報道。我院率先將熱塑膜系統應用于創傷骨科，在骶髂關節骨折脫位、無明顯移位髖臼前后柱及橫斷骨折領域已經進行了較長時間、大樣本的實驗研究，并已應用于臨床，該技術已經較為成熟［4-5］。熱塑膜系統應用于股骨頸骨折定位固定，可以術前精確規劃理想置釘釘道，術中三維激光定位系統結合微創瞄準器確保置釘的準確性，避免術中反復持續的X線透視和導針的反復調整等缺陷。因此，本實驗研究股骨頸空心螺釘置釘得到了較為理想的結果，這與國外應用計算機導航臨床實際固定股骨頸空心螺釘結果相似［6］。

目前本實驗研究尚處于初步階段，并未模擬真正移位股骨頸骨折手術，現有規劃方法也有待繼續檢驗和完善，其準確性及可行性仍需進一步大樣本實驗研究及臨床研究。

［1］ ASNIS SE，WANEK-SGAGLIONE L.Intracapsular fracture of the femoral neck.Resultsof cannulated screw fixation［J］.J Bone Joint Surg（Am），1994，76（12）：1793-1803.

［2］ SCHEP NWL，HEINTJES RJ，MARTENS EP，et al.Retrospective analysis of factors influencing the operative result after percutaneous osteosynthesis of intracapsular femoral neck fractures［J］.Injury，2004，35（10）：1003-1009.

［3］ WANG JQ，ZHAO CP，SU YG，et al.Computer-assisted navigation systems for insertion of cannulated screws in femoral neck fractures：a comparison of bi-planar robot navigation with optoelectronic navigation in a synbone hip model trial［J］.Chin Med J Engl，2011，124（33）：3906-3911.

［4］ 郝睿崢，潘進社，張英澤，等.計算機輔助熱塑膜定位經皮拉力螺釘固定髖臼前柱可行性研究［J］.中華創傷雜志，2009，25（10）：909-911.

［5］ 魯洋，潘進社，張英澤，等.計算機輔助導航熱塑膜定位固定無移位髖臼后柱骨折的實驗研究［J］.中華創傷骨科雜志，2008，10（12）：1145-1148.

［6］ LIEBERGALL M，BEN-DAVID D，WEIL Y，et al.Computerized navigation for the internal fixation of femoral neck fractures［J］.J Bone J Surg（Am），2006，88（8）：1748-1754.

（本文編輯：趙麗潔）

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R683.42

B

1007-3205（2012）09-1093-02

2012-02-21；

2012-07-20

涂鵬發（1985-），男，河北滿城人，河北醫科大學第三醫院醫學碩士研究生，從事創傷骨科疾病診治研究。

*通訊作者

10.3969/j.issn.1007-3205.2012.09.042