計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航熱塑膜系統(tǒng)定位固定股骨頸骨折的可行性研究

涂鵬發(fā)，包超恩，李永犇，翟福山，潘進(jìn)社*

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

·臨床研究·

計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航熱塑膜系統(tǒng)定位固定股骨頸骨折的可行性研究

涂鵬發(fā)1，包超恩2，李永犇1，翟福山2，潘進(jìn)社1*

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

股骨頸骨折；治療，計(jì)算機(jī)輔助；內(nèi)固定器

股骨頸骨折是臨床上常見的骨折類型，對(duì)于大部分臨床患者而言，閉合復(fù)位空心螺釘內(nèi)固定是治療的最佳選擇［1］。這一技術(shù)具有創(chuàng)傷小、操作簡(jiǎn)便、手術(shù)時(shí)間短、對(duì)股骨頭殘留血供破壞少、成功率較高等優(yōu)點(diǎn)，近年來得到不斷發(fā)展，已成為應(yīng)用最為廣泛的內(nèi)固定方式。然而由于臨床醫(yī)師經(jīng)驗(yàn)的差異和人徒手操作的不穩(wěn)定性，難以保證空心釘均處于最佳位置。同時(shí)，醫(yī)護(hù)人員較長(zhǎng)時(shí)間暴露在X線下，對(duì)其損害也較大。本研究應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航熱塑膜定位系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱熱塑膜系統(tǒng)）于尸體標(biāo)本置入股骨頸空心螺釘，評(píng)估該系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可行性，報(bào)告如下。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料：正常成人防腐標(biāo)本1具（無畸形、腫瘤、骨折），Somatom Sensation Pro SpeedⅢ型16排螺旋CT（德國(guó)），XIO-I型治療計(jì)劃系統(tǒng)工作站（美國(guó)），激光三維定位系統(tǒng)（德國(guó)LAP公司），熱塑膜（美國(guó)METC公司），自制微創(chuàng)定位瞄準(zhǔn)器，2.5mm克氏針，7.3mm空心螺釘，手術(shù)電鉆等。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法：將尸體標(biāo)本自胸腰段截?cái)?，雙下肢外固定架固定，其雙側(cè)股骨頸模擬股骨頸無移位骨折（假設(shè)股骨頸經(jīng)頭下型骨折而未制造真正骨折線），應(yīng)用熱塑膜系統(tǒng)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(biāo)本仰臥位置于熱塑膜系統(tǒng)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(biāo)本表面，使之與標(biāo)本完全貼敷，熱塑膜兩側(cè)與底板連接（圖1）。將標(biāo)本置于CT檢查臺(tái)上，應(yīng)用激光三維定位系統(tǒng)在髖關(guān)節(jié)處確定一個(gè)與CT掃描方向一致的任意平面，并在此平面上標(biāo)記3個(gè)非同一直線上的鉛點(diǎn)，作為影像學(xué)上的基準(zhǔn)平面。以髖關(guān)節(jié)為中心行CT螺旋掃描，將CT影像數(shù)據(jù)傳輸?shù)街委熡?jì)劃系統(tǒng)工作站，利用治療計(jì)劃系統(tǒng)軟件重建三維圖像。選擇股骨頸空心螺釘?shù)睦硐胫冕攲用?，精確規(guī)劃置釘方向和置釘位置，同時(shí)計(jì)算出空心螺釘?shù)拈L(zhǎng)度，將計(jì)劃釘?shù)老騼蓚?cè)延長(zhǎng)與標(biāo)本表面熱塑膜的交點(diǎn)確定為入釘點(diǎn)、虛擬出釘點(diǎn)（圖2）。治療計(jì)劃系統(tǒng)參照原基準(zhǔn)平面，計(jì)算出所有入釘點(diǎn)和虛擬出釘點(diǎn)的空間坐標(biāo)，然后將數(shù)據(jù)反饋回激光三維定位系統(tǒng)，精確定位于標(biāo)本熱塑膜表面并標(biāo)記。通過調(diào)節(jié)微創(chuàng)定位瞄準(zhǔn)器，使之與計(jì)劃釘?shù)劳耆睾?，沿瞄?zhǔn)器所確定的釘?shù)楞@入2.5mm克氏針，沿導(dǎo)針擴(kuò)孔后擰入計(jì)劃長(zhǎng)度7.3mm空心螺釘。術(shù)后再次進(jìn)行CT螺旋掃描以驗(yàn)證股骨頸置釘情況。

圖1 熱塑膜固定標(biāo)本后置于CT檢查床上

圖2 計(jì)劃治療系統(tǒng)規(guī)劃理想釘?shù)?/p>

圖3 術(shù)后CT重建影像 A.沿股骨頸長(zhǎng)軸冠狀面；B.沿股骨頸長(zhǎng)軸矢狀面

2 結(jié) 果

目測(cè)觀察所有導(dǎo)針均位于股骨頸內(nèi)部，無穿出骨皮質(zhì)螺釘。術(shù)后CT掃描顯示股骨頸空心螺釘均未穿出骨皮質(zhì)，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(nèi)側(cè)下方和后方皮質(zhì)支持，距邊緣骨皮質(zhì)在3mm以內(nèi)，其平行度也較好，測(cè)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(nèi)固定的應(yīng)用已較為廣泛，但其內(nèi)固定技術(shù)要求也相當(dāng)嚴(yán)格。股骨頸空心螺釘?shù)木_置入對(duì)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(shù)中C型臂X線機(jī)反復(fù)透視監(jiān)測(cè)、手術(shù)器械中定位導(dǎo)向器及醫(yī)師的手術(shù)經(jīng)驗(yàn)來達(dá)到空心螺釘?shù)睦硐胫萌耄茈y保證其準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較多的是紅外光學(xué)導(dǎo)航［3］，尚無關(guān)于計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航熱塑膜系統(tǒng)定位固定股骨頸空心螺釘?shù)膱?bào)道。我院率先將熱塑膜系統(tǒng)應(yīng)用于創(chuàng)傷骨科，在骶髂關(guān)節(jié)骨折脫位、無明顯移位髖臼前后柱及橫斷骨折領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)行了較長(zhǎng)時(shí)間、大樣本的實(shí)驗(yàn)研究，并已應(yīng)用于臨床，該技術(shù)已經(jīng)較為成熟［4-5］。熱塑膜系統(tǒng)應(yīng)用于股骨頸骨折定位固定，可以術(shù)前精確規(guī)劃理想置釘釘?shù)?，術(shù)中三維激光定位系統(tǒng)結(jié)合微創(chuàng)瞄準(zhǔn)器確保置釘?shù)臏?zhǔn)確性，避免術(shù)中反復(fù)持續(xù)的X線透視和導(dǎo)針的反復(fù)調(diào)整等缺陷。因此，本實(shí)驗(yàn)研究股骨頸空心螺釘置釘?shù)玫搅溯^為理想的結(jié)果，這與國(guó)外應(yīng)用計(jì)算機(jī)導(dǎo)航臨床實(shí)際固定股骨頸空心螺釘結(jié)果相似［6］。

目前本實(shí)驗(yàn)研究尚處于初步階段，并未模擬真正移位股骨頸骨折手術(shù)，現(xiàn)有規(guī)劃方法也有待繼續(xù)檢驗(yàn)和完善，其準(zhǔn)確性及可行性仍需進(jìn)一步大樣本實(shí)驗(yàn)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(jìn)社，張英澤，等.計(jì)算機(jī)輔助熱塑膜定位經(jīng)皮拉力螺釘固定髖臼前柱可行性研究［J］.中華創(chuàng)傷雜志，2009，25（10）：909-911.

［5］ 魯洋，潘進(jìn)社，張英澤，等.計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航熱塑膜定位固定無移位髖臼后柱骨折的實(shí)驗(yàn)研究［J］.中華創(chuàng)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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·本刊編輯部·

R683.42

B

1007-3205（2012）09-1093-02

2012-02-21；

2012-07-20

涂鵬發(fā)（1985-），男，河北滿城人，河北醫(yī)科大學(xué)第三醫(yī)院醫(yī)學(xué)碩士研究生，從事創(chuàng)傷骨科疾病診治研究。

*通訊作者

10.3969/j.issn.1007-3205.2012.09.042