髖臼前柱螺釘微創內固定技術的研究進展

聶玉琪，汪國棟,劉曦明

·綜 述·

髖臼前柱螺釘微創內固定技術的研究進展

聶玉琪，汪國棟,劉曦明

對于累及前柱的髖臼骨折目前的治療方案仍以切開復位內固定為主，但隨著科技的飛速發展以及髖臼解剖研究的深入，臨床醫生逐漸開始使用髖臼前柱螺釘微創內固定技術。但目前臨床對其適應證的選擇上尚存爭議，在如何借助解剖研究、數字骨科技術等達到安全、精準、有效的內固定上還有諸多待解決的問題。本文總結近年來相關文獻，就髖臼前柱螺釘微創內固定技術的研究進展進行綜述，旨在提高骨科醫師對該技術的認識。

髖臼前柱； 骨折； 微創； 內固定

髖臼骨折多由高能量損傷導致，患者多伴隨危及生命的出血或相關神經內臟的損傷[1]，同時由于髖臼解剖結構復雜，其骨折后的治療是一項具有挑戰性的臨床工作。對于髖臼骨折導致關節面移位、累及臼頂負重區、引起頭臼不匹配或關節內有游離骨塊者需行切開復位內固定治療[2-4]。對于累及前柱的髖臼骨折，傳統的切開復位內固定多采用髂腹股溝入路，其創傷大，術中可能導致血管、股神經、股外側皮神經、精索及圓韌帶的損傷[5]。科技的飛速發展，為外科帶來了微創技術，臨床中髖臼前柱螺釘微創內固定技術日益廣泛地用于治療累及前柱的髖臼骨折，其與傳統方法相比，具有創傷小、并發癥少等明顯優勢，但是由于髖臼前柱復雜的解剖結構，術中無法在直視下操作，雖然手術過程中不斷透視仍存在螺釘穿透骨皮質或進入關節損傷神經及血管的風險[6]。如何利用現有的數字骨科技術以及深入的解剖研究達到安全、精準的置釘和如何選擇微創的適應證是骨科醫生所面臨的問題。為了臨床更好地使用髖臼前柱螺釘微創內固定技術，筆者將對髖臼解剖及前柱的生物力學、累及前柱的髖臼骨折分型和髖臼前柱螺釘微創內固定技術的研究進展進行綜述。

1 髖臼的解剖及前柱的生物力學

髖臼由髂骨體、坐骨部和恥骨部組成，由兩個骨性支柱組成和支撐，即前柱和后柱，Judet和Letournel將其描述為倒“Y”形[7]。Harnroongroj[8]早在1998年報道，在骨盆環的穩定性中，前柱提供的平均最大力量為(2 015.40±352.31)N，剛度為(301.57±98.67)N/mm，后柱提供的平均最大力量為(759.43±229.15)N，剛度為(113.19±22.40)N/mm，前柱所起作用約為后柱的2.75倍。而近年來，李明輝等[9]研究了靜態下的骨盆不同部位生物力學性質，得出髖臼前柱抗壓縮及拉伸的強度分別為94.22GPa、74.22GPa，髖臼后柱抗壓縮及拉伸的強度分別為50.39GPa、40.39GPa，說明髖臼前柱壓縮強度及吸收沖擊能量的能力均高于后柱。Henak等[10]通過有限元分析研究髖臼負荷傳遞，得出在正常站立位或行走負重時，髖臼的主要承重部位位于其前/上柱。由此可見髖臼前柱在骨盆環的穩定性、動態或靜態下的承重均發揮著關鍵作用。

2 累及前柱的髖臼骨折分型

Judet-Letournel髖臼骨折分型中累及前柱的骨折類型有單純前柱骨折、橫斷骨折、T型骨折、前柱伴后半橫骨折、橫斷伴后壁骨折和雙柱骨折[11]。臨床上常用的髖臼骨折分類還有AO分型，其中涉及到前柱的有A3型和幾乎所有的B型、C型骨折，其中A3型中對于單純髖臼前柱骨折又有A3.2型(前柱高位骨折，骨折線波及髂嵴)、A3.3型(前柱低位骨折，骨折線位于髂前下棘以下)[12]。

3 髖臼前柱螺釘微創內固定技術

Matta[13]回顧分析了259例行切開復位內固定的髖臼骨折患者，術后平均隨訪6年，認為解剖復位是獲得長期良好關節功能的基礎。因切開復位內固定可在直視下進行精準的復位，目前學者們對髖臼骨折仍主張行切開復位內固定術[3-4,14-15]，髖臼骨折的手術適應證包括：(1)骨折移位>3mm；(2)合并股骨頭脫位或半脫位；(3)關節內有游離骨塊；(4)CT示后壁骨折缺損>40%；(5)移位骨折累及臼頂；(6)無骨質疏松。但切開復位內固定術，需要對盆腔組織進行廣泛的暴露，創傷較大，甚至術中可能損傷有“死亡冠”之稱的冠狀吻合血管，引起難以控制的出血[16]。 Elliott[17]在1956年首次提出了髖臼前柱拉力螺釘內固定技術。Reinert等[18]于1988年報道了在切開復位髖臼橫行骨折后，用2枚加長松質骨螺釘來分別固定前、后柱，該固定方法具有創傷小、內固定可靠等優點。1985年微創外科的概念首先由英國泌尿外科醫生提出[19]，伴隨著不斷的創新和發展，微創技術逐漸成熟。Routt等[20]于1995年首先報道了經皮逆行拉力螺釘技術治療髖臼前柱骨折，認為這種微創手術出血量少，避免了外固定架或接骨板內固定的并發癥。但是髖臼前柱螺釘微創內固定技術在手術適應證上尚缺乏統一標準。Frank等[21]認為髖臼前柱螺釘微創內固定技術的適應證為輕度移位的橫形骨折、T 形骨折、髖臼前柱骨折。張聰林等[22]認為髖臼前柱螺釘微創內固定術的適應證為：(1)骨折端移位不明顯或者移位<2～3mm者；(2)骨折斷端可能進一步移位導致損傷加重者；(3)骨折端移位可以閉合復位者；(4)排除髖臼前柱解剖變異者。對于老年患者和預后較差的患者，微創螺釘內固定能夠保護軟組織和骨量，為以后可能的全髖關節置換創造條件[23]；對于身體基礎條件較差，無法耐受長時間臥床以及臥床帶來并發癥的患者,微創治療可以使患者在早期就開始進行負重活動[24]。吳新寶等[25]認為經皮拉力螺釘內固定雖無法達到較滿意的復位效果，但能夠改善關節功能，尤其適用于骨折移位>3mm但年齡較大、軟組織條件較差無法行傳統切開復位內固定的髖臼前柱骨折患者。

3.1 經皮順行/逆行髖臼前柱螺釘內固定技術

3.1.1 經皮順行髖臼前柱螺釘內固定 1986年，Mears和Rubash[26]提出髖臼上緣2.5cm處為順行途徑的進釘點，進針方向由髖臼上緣指向恥骨聯合。鮑琨等[27]利用自行設計的瞄準器行順行螺釘內固定22例，對非移位或已經后路間接復位的前柱骨折，直接經皮膚小切口作螺釘內固定，對有明顯移位的簡單前柱骨折，經髂腹股溝入路作切開復位后，也作螺釘內固定，平均隨訪時間達26.4個月，采用改良Merle d’Aubigné和Postel評分系統評定髖關節功能：優良率達84.7%。常希會等[28]對50具(男性32具，女性18具)成人半骨盆進行解剖研究，認為髂結節和坐骨結節連線與髂前上棘和坐骨大切跡頂點連線的交點即為順行途徑的進釘點，男性和女性出釘點分別在恥骨結節下方(6.62±2.79)mm和(11.71±1.66)mm處, 導針與矢狀面夾角男女均為(50.62±3.55)°，導針與冠狀面夾角男性為( 22.32±3.66)°，女性為(19.57±2.07)°；前柱縱軸的長度男性為(108.64±5.49)mm，女性為(100.92±6.25)mm。

3.1.2 經皮逆行髖臼前柱螺釘內固定 Routt等[20]在 1995年首先報道了經皮逆行髖臼前柱螺釘技術，并且術者根據骨折的具體情況17例螺釘跨髖臼固定，11例螺釘末端止于髖臼內側。袁欣華等[29]認為逆行途徑根據骨折線的位置不同應分為兩類：骨折線位于恥骨上支內1/2，螺釘的固定范圍僅由恥骨結節至髖臼內緣；骨折線位于恥骨上支外1/2(包括髖臼前柱部分)，螺釘固定范圍由恥骨結節經過髖臼前柱至骼骨外板。

Simonian等[30]回顧了一系列與骨盆環損傷有關的生物力學研究，認為恥骨上支螺釘內固定穩定作用與恥骨支鋼板內固定無顯著性差異。王慶賢等[31]利用30個半骨盆標本研究恥骨上支的解剖特點，認為恥骨嵴中點下方(7.5±0.5)mm處即為恥骨上支逆行螺釘的進釘點，螺釘的極限長度為(61.1±9.7)mm，并推薦使用4.5mm的AO拉力螺釘。

周華等[32]通過計算機軟件，對一定量樣本的骨盆CT數據進行處理和測量，對髖臼前柱的解剖進行深入研究，155份骨盆CT數據得出髖臼前柱虛擬螺釘的平均最大直徑男女分別為(7.95±0.98)mm和(6.42±1.15)mm ，平均最大長度男女分別為(124.84±6.79)mm和(120.00±7.52)mm；虛擬螺釘與水平面夾角男女分別為(21.55±2.67)°和(21.85±5.10)°，與矢狀面的夾角男女分別為(42.15±2.54)°和(41.51±5.23)°。Zhang等[33]自行研發了髖臼前柱螺釘的導向裝置，并于5具干燥骨盆標本上使用該裝置共植入10枚螺釘，然后由C型臂X線機透視，結果顯示10枚螺釘均未發生穿出骨皮質或進入關節腔的情況。

3.1.3 螺釘的選擇 臨床上為了提供足夠的剛性和穩定性，選擇的螺釘應具有一定的直徑，若螺釘直徑不夠置入后易發生彎曲導致復位丟失，但由于狹窄且不規則髖臼前柱的限制，螺釘直徑越大就意味著其穿出骨皮質、損傷神經血管的風險越高，且國人與外國人、男性與女性骨盆解剖也存在差異，故目前對于髖臼前柱螺釘直徑的選擇尚存爭議。Sen等[34]主張用4.5mm的皮質骨螺釘或6.5mm的松質骨螺釘來代替3.5mm的皮質骨螺釘，以提供更好的穩定作用；Chen等[35]利用骨盆CT掃描數據創建骨盆三維模型，利用計算機軟件進行模擬手術，得出6.5 mm螺釘適合用來固定男性髖臼前柱骨折，但由于男女骨盆解剖的差異性，6.5mm的螺釘并不適合所有的女性。而對于螺釘長度的選擇，應術前在影像學資料上做好測量，或于3D模型上測量好長度。周華等[32]收集155份成人CT掃描數據，得出髖臼前柱允許置入虛擬螺釘的平均最大長度男女分別為(124.84±6.79)mm和(120.00±7.52)mm。常希會等[28]對50具(男性32具，女性18具)成人半骨盆進行解剖研究，得出前柱縱軸長度男性為(108.64±5.49)mm，女性為(100.92±6.25)mm。目前螺釘的種類有：普通螺釘、空心螺釘、可吸收螺釘和同種異體骨螺釘，它們各有優缺點[36-38]：(1)金屬螺釘具有強度高、固定牢靠等優點，相較于普通螺釘，空心釘具有可根據導針調節進釘方向和長度、避免進入關節等優點，但金屬螺釘在術后MRI、CT檢查時會出現偽影，金屬電解對骨愈合有一定影響，且金屬螺釘大部分需二次手術取出，取出后遺留的孔道部位易再次骨折；(2)可吸收螺釘可在體內降解成H2O和CO2，不需要二次手術取出，但其生物力學強度較金屬螺釘差，并且化學成分可能導致周圍組織炎癥反應，影響了骨折的愈合速度；(3)同種異體骨螺釘通常取自男性供體的股骨，經特殊處理后組織相容性好，能誘導成骨，可以完全被宿主骨取代，但其來源有限。目前臨床上迫切需要研發既能提供剛性足夠穩定又相對安全的髖臼前柱螺釘。

Frank等[21]于2007～2009年間，對10例髖臼前柱骨折進行了經皮螺釘內固定，其中逆行螺釘固定3例，順行螺釘固定2例，平均螺釘置入時間26.4min(15～45min)，平均X線透視時間為193s(40～448s)；逆行導針輔助下螺釘固定5例，平均螺釘置入時間為150s(40～242s)；術后平均錯位為1.3mm，感染1例(10%)。順行螺釘因后側臀部解剖層次較深，損傷的風險較大，而逆行螺釘因前方骨性標志較淺，操作相對順行途徑簡便，只需確定好進針點，邊進針邊透視，其操作的風險相對較低[39]。此外，還應重視坐骨神經損傷的問題，術中患者應保持髖膝屈曲的體位以使坐骨神經處于松弛狀態[40]。

3.2 髖臼前柱高位骨折經皮髂骨翼拉力螺釘內固定技術 對于髖臼前柱高位骨折，其骨折線向上延伸，累及髖臼頂部負重區及髂骨翼前部。經皮順行或逆行髖臼前柱螺釘內固定，其固定范圍為恥骨結節經髖臼前柱止于骼骨外板[29]，無法對髂骨翼骨折進行有效的固定。Kahler[41]于2003年報道了對于髖臼前柱的高位骨折用2枚經皮螺釘固定，1枚螺釘由髂前下棘進入，垂直于骨折線向后延伸，另1枚螺釘也從髂前下棘進入，但朝向坐骨棘方向置入。周東生[42]總結了三種前柱高位骨折的螺釘內固定技術：(1)髂前下棘拉力螺釘技術：從髂前下棘外緣進釘向坐骨大切跡骨質較厚處方向擰入螺釘，可將前柱骨折或雙柱骨折的前柱骨折片固定于后方的髂骨上；(2)髂嵴拉力螺釘技術：將螺釘自髂嵴的前部向后方擰入髂嵴的后部，螺釘尖端位置不能過低，因為髂骨的中部由髂嵴向下，髂骨的厚度驟減，如果螺釘尖端距髂嵴較遠，有可能穿出髂骨從而影響固定的牢固性；(3)髂骨前緣拉力螺釘技術：從髂前上棘到髂前下棘的髂骨前緣區域內，將螺釘自髂骨前緣向后方擰入髂骨內外板之間。譚國慶等[43]認為對于髂骨翼骨折塊完整的單純型髖臼高位前柱骨折可以在閉合復位后采用小切口或經皮微創拉力螺釘固定，并報道了5例行髂嵴重建鋼板加髂骨前緣拉力螺釘內固定術的髖臼前柱高位骨折，術后根據Matta影像學評分顯示優4例、良1例。經皮髂骨翼內固定技術有良好的前景，但手術也有一定的挑戰性，如存在釘誤入盆腔或坐骨大孔導致醫源性血管神經損傷的風險，也有釘穿透髂骨翼內外板導致內固定松動、復位丟失的可能[44]。

3.3 In-Out-In切割釘技術 Sen等[34]首先于2012年介紹了In-Out-In技術，并對50余例患者行該術式治療，27例得到最少12個月的隨訪，其中16例橫斷骨折，8例T型骨折，3例雙柱骨折，視骨折情況采用單螺釘、雙螺釘或結合鋼板內固定；該技術在髂腹股溝入路的基礎上，從髂骨翼外側，髂前下棘后下方0.5～1cm處，沿著髂恥隆起、髖臼上緣置入螺釘，螺釘從骨皮質出來后，再次從髂恥隆起的前部進入，最后固定于恥骨上支，整個手術在直視下進行；術后解剖復位20例，7例復位滿意(移位在1～3mm)，無誤入關節、血管或盆腔臟器損傷的情況，平均手術時間70min，平均出血量290mL，平均隨訪18.6個月，骨折平均愈合時間2.8個月，末次隨訪時Merle d’Aubigné和Postel髖關節功能評分：良好24例(88%)。Sen等[34]認為In-Out-In切割釘技術是一種安全有效的髖臼骨折固定術，能提供所需的剛性和穩定性并最大限度地減少手術時間、輻射暴露和手術并發癥。

3.4 計算機輔助導航技術 Roberts等[45]于20世紀80年代發明了神經導航技術，20世紀90年代初計算機輔助技術開始在骨外科運用，其最開始主要應用于輔助安放腰椎椎弓根釘，目前可以運用于包括骶髂關節螺釘的置入、髖臼前柱或后柱經皮螺釘的置入等。導航系統經過不斷發展，目前已有術中MRI導航系統，相對于CT導航，其對軟組織的分辨率更高[46]。光學定位是目前手術導航系統中應用最廣泛的定位方法[47]，即光學實時動態CT/X線導航系統。該導航系統具有精度高、靈活方便等優點，但也有易受術中物體的遮擋以及周圍光線影響的不足[48]。

由于髖臼前柱復雜的解剖結構，在行髖臼前柱螺釘微創內固定時，雖然手術過程中不斷透視仍存在螺釘穿透骨皮質或進入關節損傷神經及血管的風險[6]，而計算機輔助導航技術為螺釘的置入提供了安全和精度的保障。在行髖臼前柱螺釘微創內固定時，將三維圖像傳至導航工作站，根據導航系統反饋的實時影像對進針點及進針方向進行調整，進針過程中根據導航的引導不斷校正導針的方向，然后透視確認導針位置，選擇合適長度的空心螺釘，沿導針方向擰入，再次透視確認螺釘位置即可[49]。He等[50]對ISO-C3D計算機導航和傳統透視下的髖臼前柱螺釘微創內固定進行了前瞻性研究，22例患者隨機分配到導航組和傳統透視組，結果導航組在手術時間、透視時間、螺釘置入時間、失血量上均具有優勢。但計算機導航設備昂貴的價格是限制該技術推廣的一個重要原因。

4 展望

微創技術以其突出的優勢展現出了誘人的前景，但微創手術的療效離不開循證醫學的大樣本病例綜合評估，需站在客觀的角度分析其可行性、安全性、近期和遠期效果[51]。在運用髖臼前柱螺釘微創內固定技術的同時，也必須重視其帶來的負面問題[52-53]：(1)不能正確理解微創概念：過度追求微小切口并非真正意義上的微創，反而會使手術視野不清楚、操作不到位，加大手術難度，延長手術時間，甚至誤傷重要組織，得不償失；(2)放寬了微創技術適應證:微創技術有一定的適應證，骨折的復位是微創治療髖臼骨折的關鍵，故輕度移位的髖臼骨折在有限切開下復位內固定可以得到較好的療效，但是若骨折移位過大，行傳統切開復位內固定則是必要的，如果失去了對適應證的嚴格掌控，結果將是無效的，甚至有可能加重癥狀，不僅延誤病情而且浪費了資源。手術全程離不開X線影像的指引是該技術亟待解決的難點所在，手術不能在直視下進行決定了其需要經驗豐富、技術純熟的骨科醫師才能操作[51,54]，借助計算機導航、數字化解剖研究、導板或導向器等數字骨科技術，可以使手術操作相對安全、準確，年輕骨科醫師經過培訓后可以更快地獨立操作。相信隨著科學技術的進步、社會的發展，髖臼的解剖研究會更加深入，昂貴的設備也將逐步走入更多的醫療單位，髖臼前柱螺釘微創內固定技術治療髖臼骨折將獲得更好的臨床效果。

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(本文編輯： 郭 衛)

Current research of minimally invasive screw internal fixationfor acetabular anterior column

NIEYu-qi,WANGGuo-dong,LIUXi-ming

(Wuhan General Hospital of Guangzhou Military Region,Wuhan 430070,China)

The main treatment method of acetabular fractures involving the anterior column is now still open reduction and internal fixation. However,with the development of science and technology and the acetabulum anatomic study in-depth,surgeons began to use minimally invasive screw internal fixation for acetabular anterior column. However,there is a dispute about the choice of indications and there are still many problems in how to achieve safe,accurate and effective internal fixation with the help of anatomic study and digital orthopedics technique. To enhance the understanding of minimally invasive screw internal fixation for acetabular anterior column by orthopedic surgeons,we have summarized relevant literature published in recent years.

acetabular anterior column； fracture； minimally invasive； internal fixation

湖北省自然科學基金(2014CFC1052)；湖北省衛生計生西醫類一般項目(WJ2015MB119)；廣州軍區武漢總醫院青年基金項目(YZ201501)

430070 武漢，廣州軍區武漢總醫院骨科

劉曦明，E-mail:gklxm@163.com

1009-4237(2017)04-0310-05

R 687.3

A 【DOI】 10.3969/j.issn.1009-4237.2017.04.025

2016-04-25；

2016-11-07)