數字化技術指導脛骨交鎖髓內釘個性化置釘及臨床應用研究

龔沖丞 劉林?

脛骨骨折是骨科常見的長管狀骨骨折［1-2］，中、下段骨折尤為多見，在所有骨折患者中占有約13.7%的比例［3］，治療方式主要有鋼板固定、髓內釘固定及外支架固定等［4］。在眾多治療脛骨干骨折的方法中，交鎖髓內釘法目前已被廣泛接受，成為一種標準的治療方法。多年來眾多骨科醫生根據手術經驗總結出脛骨髓內釘固定的合理進針點為脛骨平臺前緣取脛骨髓腔和髁間隆起外側結節的連線點，也就是脛骨結節垂直脛骨平臺沿線偏內約0.5cm［5］。不過在實際工作中發現，由于個體差異及手術操作技術的不同，而且髓內釘直徑及長度難以做到完美，從而無法達到對脛骨骨折最大程度的中心固定，影響手術質量及預后。近年來，數字化技術開始廣泛指導應用于臨床工作，并達到了較好的效果。本研究期待通過證明數字化技術能夠在術前合理計劃脛骨髓內釘的手術操作，并指導臨床應用，從而解決臨床上最困擾骨科醫生的這個問題，而使該技術在臨床上得到普及。

1 臨床資料

1.1 一般資料 2014年10月至2017年10月運用數字化技術指導脛骨骨折髓內釘治療中個體化置釘并實際應用。病例共34例，其中男20例，女14例；年齡20～68歲，平均年齡44歲。受傷原因：車禍傷22例，騎車跌倒8例，其他類型外傷4例。所有病例分為兩組，觀察組為17例，根據AO分型分類，A型7例，B型8例，C型2例。觀察組病例均術前采用數字化技術術前測量髓內釘直徑、長度、進針點和脛骨結節垂直脛骨平臺沿線距離，在術前選擇好合適利用的髓內釘，術中尋找到合理的進針點并實際應用于手術。對照組為17例，根據AO分型來分類，其中A型6例，B型9例，C型2例。均采用常規經驗置釘的手術方案。兩組急診手術共16例，其中觀察組8例，對照組8例，余均在3～7d內完成手術，平均4d。

1.2 術前計劃 采用高速多排螺旋CT，術前對患者雙側脛骨進行螺旋CT薄層掃描（層厚選擇1.0～1.5mm），并將獲得的原始Dicom格式圖像數據刻盤后轉入Mimics軟件軟件，結合Pacs系統進行三維圖像建模（圖1～4）。在圖像工作站上進行模擬置入髓內釘的長度、直徑、進針點分析，供手術參考，并實際應用于手術。

圖1 患肢及健肢影像

圖2 術前測量的髓內釘最長長度

圖3 術前測量的髓內釘最大直徑

圖4 術前測量出髓內釘最佳進針點和脛骨結節垂直脛骨平臺沿線的距離

1.3 手術方法 腰麻或硬膜外麻醉，仰臥位，不上止血帶，于髕骨下緣至脛骨結節間髕韌帶內緣或劈開髕韌帶入路，切開皮膚皮下組織，屈髖屈膝，劈開或向外側牽引髕韌帶，觀察組根據術前測量進針點和脛骨結節垂直脛骨平臺沿線距離值找到并顯露進針點，對照組以脛骨平臺前緣取脛骨髓腔和髁間隆起外側結節的連線點，即脛骨結節垂直脛骨平臺沿線偏內約0.5cm為進針點，以尖錐開孔，閉合復位，髓腔銼依次擴髓，并留取髓腔銼上松質骨，觀察組根據術前測量直徑與長度選擇合適髓內釘并連接手柄及連桿裝置，對照組根據術前測量小腿長度和術中測量進入髓腔的導針長度以及擴髓的情況選擇髓內釘，將主釘插入髓腔，裝置遠端定位桿及瞄準器，鎖入兩枚鎖釘，C型臂X線機熒屏透視，檢查骨折端，糾正旋轉，如骨折端有分離，回敲主釘加壓，節段性粉碎性骨折注意維持脛骨長度。如骨折端有較大骨抉分離，可有限切開復位，植入留取的松質骨，最后鎖入近端2枚鎖釘。

1.4 術后處理 術后不予放置引流及外固定。術后第1天即要求患者盡可能使患肢高于心臟進行膝關節及踝關節功能鍛煉，以促進肌力恢復和消除肢體腫脹。待術后復查X線片了解固定情況后根據患者具體條件及術中固定程度制定進一步康復訓練計劃。術后每個月復查X線片至骨折愈合。

1.5 功能評定標準 術后采用Johner-Wruh評分標準［6］，評分為優良中差制。

1.6 統計學方法 采用SPSS17.0統計軟件。計量資料以（）表示，組間比較采用t檢驗。計數資料組間比較采用χ2檢驗。p＜0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

總體34例均為單側脛骨骨折患者，并以交鎖髓內釘完成手術，切口均I期愈合。術后34例均獲隨訪，隨訪時間8～15個月，平均13個月；全部骨性愈合，愈合時間14～42周，平均愈合時間（16.2±1.3）周。平均手術時間（47.8±8.5）min、透視檢測次數（8±1.9）次、進針點至脛骨結節垂直平臺沿線距離（6.6±0.7）mm、無骨不連。術后1年按Johner-Wruh評分標準，優23例，良9例，中1例，差1例，優良率94.12%。記錄觀察組、對照組平均手術時間、透視次數、實際進針點與計劃進針點距離（絕對值）、術后力線情況等并進行比較（表1），結果表明透視檢測次數、實際進針點和計劃進針點距離兩組間差異有統計學意義（p＜0.05），手術時間和術后力線情況沒有明顯統計學差異。并對術后1年觀察組和對照組患者進行Johner-Wruh評分（表2-3）。同時對于術后1年觀察組和對照組實際進針點與計劃進針點距離（絕對值）、透視次數進行比較，分析顯示差異有統計學意義（p＜0.05）。

表1 兩組患者術中及術后隨訪資料記錄（x±s）

表2 觀察組術后1年隨訪Johner-Wruh評分（n）

表3 對照組術后1年隨訪Johner-Wruh評分（n）

3 討論

髓內釘通過中軸線彈性固定，依賴于骨折斷端均勻地承受壓力，力學傳導應力為分享式［7］，髓內釘與骨髓腔的密切接觸產生磨擦作用力，從而最大限度地克服因偏心固定所產生的應力遮擋效應［8］。可是如何在術前精確定位脛骨髓內釘進針點、長度、直徑并應用于手術，一直是廣大骨科醫生無法準確回答的問題。所以，找到一種合理的方式來解決這個問題就成為本課題的研究方向。結合目前國內外數字化指導手術技術的發展，作者發現脛骨髓內釘個性化置釘同樣也能通過數字化指導的方式來完成，能過提高手術的有效度，并能使置入的髓內釘更好的做到中心固定的理念。數字化骨科技術的應用和發展為脛骨骨折髓內釘的個性化置釘提供了方便。通過數字化骨科的建模技術，在術前可以獲得患者雙側脛骨的三維立體圖形，并選擇合理長度、直徑的髓內釘以及精確的進針點為手術設計和模擬提供參考，從而顯著提高置釘準確率，降低手術風險。這與傳統的髓內釘置釘技術相比，無疑是技術上的一種進步。當然，在手術具體應用過程中也存在精度控制和把握的問題。為了提高精度，要求術前CT掃描的厚度盡量控制在1mm左右。這樣獲得的數字模型也具有較高的平滑性和精確度，以便和術中的實際情況獲得精準匹配。

數字化技術雖然給我們帶來了很多的方便和準確率，不過在采用數字化技術結合臨床的過程中，也發現和遇到了一些問題。（1）脛骨髓腔過細或者脛骨弧度過大不適合髓內釘固定的患者，只能選擇鋼板或者外固定支架等其他固定方式。（2）雖然雙側脛骨是基本對稱的，但是始終存在微小的差距，在實際操作中要盡量避免測量誤差的產生，這樣才能更好的貫徹本課題的想法，達到更好的個性化置釘的目的。（3）數字化確定的髓內釘直徑和長度及進針點都是根據術前健側脛骨CT影像學圖像而確定的，不能監測及避免術中操作不當或骨折粉碎明顯而使患肢因各種原因產生骨折移位、復位旋轉、復位短縮、復位成角等造成的誤差。所以作者選擇的脛骨骨折類型基本以A型和B型為主，C3型骨折時不適合本課題治療方法的。（4）雖然數字化技術可以解決和指導很多手術可能遇到的問題.但價格昂貴，尚不能在臨床廣泛應用。

數字化技術對現代骨科醫學具有深遠的影響，隨著軟件和硬件的不斷改進和發展，作用領域諸如：（1）經皮中空螺釘固定股骨頸骨折。（2）長骨干骨折的交鎖髓內釘固定。（3）轉子部骨折的髓內固定。（4）骶髂關節骨折脫位的經皮固定。（5）髂骨翼骨折的經皮固定。（6）髖臼骨折的經皮固定。（7）復雜關節骨折的Ilizarov張力鋼絲插入固定。（8）椎體成形術與椎弓根螺釘固定。（9）許多需要X線透視監控的經皮固定程序等多種手術項目。數字化技術結合臨床，能完善術前計劃、指導手術完成、優化手術操作步驟，成為骨折治療的一個熱點研究方向。相信隨著科學技術的日新月異及骨科醫生對于數字化技術重視程度的加強，在不遠的將來，數字化技術在脛骨骨折等多種骨科創傷手術上的應用將越加廣泛。本課題的初衷即在于此，作者將繼續不懈努力，完善細節，力爭在使這一技術在臨床上起到更大的作用。