釘-棒系統治療骨盆前環骨折釘道參數研究

郭建輝，王朝暉，何波涌，趙快平

·論 著·

釘-棒系統治療骨盆前環骨折釘道參數研究

郭建輝，王朝暉，何波涌，趙快平

目的研究螺釘大小、長度及方向參數，指導經皮釘-棒內支架治療骨盆前環骨折。方法采集2014年3月—2015年6月在郴州市第一人民醫院行骨盆計算機斷層掃描的正常骨盆CT資料，男性45例，女性45例；年齡28～68歲，平均41歲。將CT數據導入Mimics10.0軟件，測量螺釘長度、直徑、方向參數。結果男、女髂骨內螺釘長度分別平均為(144.25±5.56)、(140.57±5.97)mm，螺釘直徑分別平均為(13.26±1.35)、(12.16±1.00)mm，螺釘與人體冠狀面的夾角分別為(51.07±4.32)°、(48.88±4.40)°，螺釘與人體矢狀面的夾角分別為(24.71±2.54)°、(23.64±2.20)°；釘道角度左右對比差異無統計學意義(P>0.05)；男女對比差異有統計學意義(P<0.05)。螺釘骨性通道長度左右對比差異無統計學意義(P>0.05)，男女對比差異有統計學意義(P<0.05)；螺釘直徑左右對比差異無統計學意義(P>0.05)，男女對比差異有統計學意義(P<0.05)。結論在把握好螺釘大小、長度及方向的情況下，在前下棘與髖臼上緣之間到髂后上棘之間置入螺釘是比較安全的，值得在骨科臨床中推廣。

骨盆前環骨折； 內支架； 釘-棒系統； 釘道參數

骨盆骨折多因高能量損傷引起，發生率在所有創傷中高達8%，且病死率較高[1-2]。對于不穩定性骨盆骨折，目前多主張手術治療。2009年，Kuttner等[3]首次提出應用釘-棒系統治療骨盆前環骨折，該手術方法快速、微創，有效減少了釘道感染、刺激螺釘周圍皮膚、患者外觀改變以及影響日常活動等問題的發生，適用于肥胖、伴有腹腔臟器損傷需手術等不宜外固定支架的患者。但該方法術中需反復透視，增加患者X線暴露。目前關于釘-棒系統治療骨盆前環骨折的解剖研究、生物力學研究、臨床療效評價已有相關文獻報道，但關于釘道大小、釘道方向的研究較少，本文做相關研究為臨床應用提供理論基礎。

資料與方法

1材料采集

采集2014年3月—2015年6月在郴州市第一人民醫院行骨盆計算機斷層掃描的正常骨盆CT資料，男性45例，女性45例；年齡28～68歲，平均41歲。

2方法

將采集的正常骨盆CT資料導入Mimics10.0軟件中生成模板(圖1)，編輯模板，生成三維實體。圓柱體模擬螺釘，取螺釘未突破皮質時的最大直徑(R)，測量螺釘置入長度(L)，讀取螺釘半徑(r)、方向參數(圖2)。

利用參數計算在界面中模擬螺釘與冠狀面、矢狀面的夾角，計算處理誤差角度，得出最終有效角度。

螺釘最大直徑R=r×2。

圖1 CT導入

圖2 模擬置釘及讀取參數

結 果

1男、女螺釘長度(髂骨內)及直徑參數分析

男性螺釘髂骨內長度平均為(144.25±5.56)mm(130.64～156.42mm)；女性螺釘髂骨內長度為平均(140.57±5.97)mm(124.11～153.70mm)。男、女螺釘直徑分別為平均(13.26±1.35)mm(10～16mm)、平均(12.16±1.00)mm(10～14mm)。

螺釘長度左右對比，差異無統計學意義(P>0.05)；螺釘直徑左右對比，差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 男、女螺釘長度及直徑參數左右對比

L1、L2分別表示男、女螺釘長度；R1、R2分別表示男、女性螺釘直徑大小

螺釘長度男女對比，差異有統計學意義(P<0.05)，男性較長；螺釘直徑男女對比，差異有統計學意義(P<0.05)，男性較長。見表2。

表2 男、女左右側螺釘長度及直徑參數對比

M1、M2分別表示右側、左側螺釘長度；N1、N2分別表示右側、左側螺釘直徑大小

2男、女螺釘方向參數分析

男、女螺釘與人體冠狀面的夾角分別為平均(51.07±4.32)°(42.46°～61.63°)、(48.88±4.40)°(38.91°～56.30°)；男、女與人體矢狀面的夾角分別為(24.71±2.54)°(15.58°～30.62°)、(23.64±2.20)°(19.39°～32.03°)。

螺釘與冠狀面、矢狀面的夾角左右對比，差異無統計學意義(P>0.05)。見表3。

表3 男、女螺釘與冠狀面及矢狀面夾角左右對比

α1、α2分別表示男、女螺釘與冠狀面的夾角；β1、β2分別表示男、女螺釘與矢狀面的夾角

螺釘與人體冠狀面的夾角男女對比，差異有統計學意義(P<0.05)，男性較大；螺釘與人體矢狀面的夾角男女對比，差異有統計學意義(P<0.05)，男性較大。見表4。

組別右側(n=45)左側(n=45)t值P值K151.02±4.3548.78±4.312.4500.016K251.14±4.3348.98±4.532.3040.024S124.73±2.5323.69±2.322.0410.044S224.70±2.5823.58±2.102.1010.027

K1、K2分別表示右側、左側螺釘與人體冠狀面的夾角；S1、S2分別表示右側、左側螺釘與人體矢狀面的夾角

討 論

1釘-棒系統解剖及生物力學研究

隨著醫學發展以及生活水平提高，患者對疾病的治療要求也提高，創傷小、并發癥少、個體化治療一直是醫療領域追求的重點。經皮釘-棒系統治療骨盆前環骨折，是近年來出現的一種治療骨盆前環骨折新型固定方式，該手術方式所用材料基本組成部分為2個椎弓根螺釘和1根鈦棒，簡稱釘-棒系統。該方法于2009年由Kutter等[3]提出，對19例釘-棒系統治療骨盆前環的患者進行了觀察，術后優良率為94.8%。

Merriman等[4]選擇在腹股溝處作小切口，髂前下棘與髖臼上緣之間作為進釘點，置入椎弓根螺釘，于下腹部皮下置入鈦棒并固定在兩側螺釘；他們認為該方法操作簡便，特別是對于糖尿病患者及肥胖患者，比以往的手術方法更安全；他們對13例采用該手術方式的患者進行了CT掃描，并在CT上進行測量，測得髂外血管位于螺釘內側、鈦棒后方，距離15～55mm(平均41mm)，距鈦棒10～50mm(平均22mm)；鈦棒距膀胱前壁距離8～4mm(平均26mm)，螺釘進針點距髖臼14～35mm(平均24mm)，釘尾距皮膚7～47mm(平均27mm)，螺釘置入髂骨內22～85mm(平均59mm)，鈦棒距皮膚14～35mm(平均24mm)；選擇螺釘直徑5.5～6.5mm，螺釘長度60～80mm。

Haidukewych等[5]用直徑5mm螺釘置入髖臼上方，發現股外側皮神經距螺釘2～25mm，易損傷；股神經和股動脈距離螺釘分別為22～45mm(平均35mm)、40～65mm(平均45mm)，不易損傷；關節囊平均向髖臼近端延伸11～20mm(平均16mm)，認為進釘點應該在髖臼上方20mm以上，以防穿入關節囊引起病變。但Solomon等[6]認為由于髖關節囊較厚，近端附著點個體差異較大，加之手術操作為微創，即便穿入關節囊創傷也很小，不易引起關節病變。可見在髂前上棘和髖臼之間進釘，以及在下腹部皮下置入鈦棒在解剖上都是安全的，但操作需細致小心。Vaidya等[7]將兩側髂前上棘之間皮膚折痕稱為"比基尼線"，該線距恥骨聯合上方平均67.5mm(54～95mm)，將“比基尼線”、兩側腹股溝之間及恥骨聯合上方的區域稱為“比基尼區”，該區域在肥胖者較明顯；研究還發現無論是站姿還是坐姿，在"比基尼區"附近置入鈦棒不會對股動脈、股靜脈、腹股溝韌帶、股神經、精索(子宮圓韌帶)及腹內器官造成擠壓。Vaidya等[8]進行生物力學研究發現，在彈性干擾實驗中單向椎弓根螺釘強度最強，兩顆螺釘的外固定支架最弱；在扭轉實驗中發現單向椎弓根螺釘較弱。Eagan等[9]用15例骨盆生物合成模型測試比較傳統髖臼上外固定支架、單向椎弓根螺釘、萬向椎弓根螺釘三者在治療骨盆前環骨折時的強度，三者的剛度分別為(6.21±0.40)、(7.66±0.86)、(5.68±1.24)N/mm，單向椎弓根螺釘比傳統外固定支架螺釘和萬向椎弓根螺釘抗壓能力大，雖然結果顯示萬向椎弓根螺釘的剛度與外固定支架螺釘剛度無明顯差異，但他們認為前者的剛度應該比后者弱。

2釘-棒系統的臨床應用

關于釘-棒系統治療骨盆前環骨折的病例較少，在所有報道的病例中其臨床療效均較好。Sellei等[10]詳細闡述了該方法，并認為該手術方式存在許多優點，但也存在不足，在血流動力學不穩定的情況下慎用。Vaidy等[11]報道91例采用釘-棒系統治療骨盆前環的患者，3～6個月取出內固定，平均隨訪時間15個月，均達骨性愈合，臨床效果滿意；部分患者能感覺到內置物，但不影響其活動；股外側皮神經損傷27例(30%)，其中1例為內固定取出時損傷且未恢復，其余均恢復；內支架周圍異位骨化32例(35%)，無臨床癥狀。Hesse等[12]回顧性分析6例應用釘-棒系統治療后出現股神經損傷患者(其中2例為雙側)，認為在選用釘-棒系統治療骨盆前環骨折時要考慮醫源性股神經損傷，手術者經驗不足也是導致該并發癥的風險之一。Muller等[13]隨訪31例前環采用釘-棒系統治療的Tile C型骨盆骨折患者，手術先復位穩定后環；隨訪時間平均53.48個月，發現骨性愈合30例(96.8%)；1例前后環均發生骨不連；股外側皮神經損傷6例(19.4%，單側4例，雙側2例)，無明顯觸覺減退、觸痛等不適。可見釘-棒系統治療骨盆前環骨折是安全有效的，術中盡量減少對股外側皮神經損傷。

本研究得出男性螺釘髂骨內長度為(144.25±5.56)mm；女性平均髂骨內螺釘長度為(140.57±5.97)mm。男、女螺釘直徑分別為(13.26±1.35)、(12.16±1.00)mm，說明該通道有足夠的空間置入我們常用的螺釘(6.5mm×60mm)。本研究是在釘-棒系統已應用治療骨盆骨折的基礎上進行的，首次應用數字技術測量釘道參數，為個性化治療提供了有效實驗方法；測量工具來自軟件自帶工具，測量數據由軟件工具生成，使數據更加準確，減少了系統誤差，使實驗結果更準確。本研究利用數字醫學軟件進行處理，避免了實體模型(尸體、動物、生物模型)資源少、操作難、不精確等缺點；利用三維空間進行模擬置釘以及測量，得出置入螺釘最大直徑大小，螺釘在髂骨內的長度，以及螺釘與人體冠狀面、矢狀面的夾角，使術者有更多的螺釘選擇；可減少螺釘破壞皮質、損傷盆腔內臟器的危險，減少術中X射線透視次數，減少手術時間。同時，本研究也存在一些不足：(1)實驗中選取螺釘朝向髂后上棘，沒考慮髂后上棘下方區域置釘的情況；(2)模擬置釘時無法考慮髂骨皮質厚度，導致實際置入螺釘最大直徑可能比實驗結果小；(3)手術時由于骨盆骨折移位、體位變化等因素，可能導致實際進釘方向角度比正常骨盆偏大或偏小。

綜上所述，結合以往相關解剖、生物力學等相關方面研究認為，通過數字化三維重建技術證實，在把握好螺釘大小、長度及方向的情況下，在髂前下棘與髖臼上緣之間到髂后上棘之間的骨性通道可以置入螺釘是比較安全的，值得在骨科臨床和研究中推廣。

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(本文編輯： 黃利萍)

Screwparametersinpediclescrewdeviceforanteriorpelvicfractures

GUOJian-hui1,WANGZhao-hui2,HEBo-yong2,ZHAOKuai-ping2

(1.The Second People’s Hospital of Changde,Changde 415900,China； 2.Chenzhou No.1 People’s Hospital,Chenzhou 423000,China)

ObjectiveTo study the diameter,length and direction of screw for guiding the operation of percutaneous pedicle srew internal fixation device for anterior pelvic fractures.MethodsNormal pelvic computed tomography scans of adult patients from Mar. 2014 to Jun. 2015 obtained in Chenzhou No.1 People’s Hospital were collected.There were 45 males and 45 females，with age of 28-68 (average，41) years. CT images were imported into Mimics 10.0 for reconstruction，and the parameter of screw’s length，diameter and direction were measured.ResultsThe length of screw in ilium was (144.25±5.56)mm in male and(140.57±5.97)mm in female. The diameter of screw was (13.26±1.35) and (12.16±1.00)mm in male and female，respectively. The angles of screw and human coronal was (51.07±4.32)° in male and (48.88±4.40)° in female. The angle of screw and human sagittal was (24.71±2.54)° in male and (23.64±2.20)° in female.According to the screw’s angle contrast analysis of left and right，there was no statistical difference(P>0.05).For the screw’s angle contrast analysis of man and female，the difference was of statistical significance(P<0.05) .Compared with left，the length of right screw had no statistical difference(P>0.05). Compared with female，the length of male had difference of statistical significance(P<0.05).According to the diameter of screw contrast analysis of left and right,there was no statistical difference(P>0.05). Compared with the female，the diameter of male had difference of statistical significance(P<0.05).ConclusionIn case of assuring right diameter,length and direction in operation，inserting screw in bony channel between anterior superior iliac spine and acetabulum roof to the posterior superior iliac spine is feasible and safe.It is worth promoting in clinic.

anterior pelvic fracture; internal fixation; screw-rod system; screw parameters

R 683.3

A

10.3969/j.issn.1009-4237.2017.10.010

1009-4237(2017)10-0758-04

415900 湖南，常德市第二人民醫院脊柱外科(郭建輝)； 423000 湖南，郴州市第一人民醫院骨二科(王朝暉，何波涌，趙快平)

2016-11-20；

2017-07-11)