三維成像技術結合精確定位導向器在股骨頸骨折中的應用

孫成群 張炯華 高峰 任應清 趙麗敏 陳建意

股骨頸骨折是老年人常見的骨折。隨著社會老齡化，骨質疏松人數的增加［1］，老年人發生股骨頸骨折的概率呈上升趨勢［2］。作者利用CT三維成像技術結合自行研制的精確導向器治療股骨頸骨折［3］，可顯著提高置釘成功率，縮短手術時間。報道如下。

1 臨床資料

1.1 一般資料 選擇2009年6月至2016年12月期間，選取符合標準的股骨頸骨折患者94例，排除有嚴重骨質疏松及內科疾病患者13例。其中男36例，女58例；年齡51～82歲，平均66.5歲。按照Garden分型：Ⅰ型11例、Ⅱ型48例、Ⅲ型35例。納入標準：（1）Garden分型為Ⅰ～Ⅲ型股骨頸骨折，通過下肢外展牽引床能獲得良好復位者；（2）要求行保股骨頭治療，拒絕髖關節置換者；（3）經骨密度測試，T值＞-2.5者，無明顯的骨質疏松癥；（4）無重大內科疾患及明顯手術禁忌者。排除空心釘固定標準：（1）病理性骨折患者；（2）頭下型股骨頸骨折患者；（3）經骨密度測試，T值＜-2.5有明顯的骨質疏松癥患者；（4）Garden分型Ⅳ型，骨折為粉碎性或者完全移位，股骨頭翻轉移位，甚至伴有股骨頭骨折患者；（5）部分偏癱患者，存在行動障礙或者嚴重的內科疾病，不能耐受手術者。94例患者按照雙盲隨機數字法，取每個病例的末位尾數，按照單雙數進行分組，分為采用傳統三枚螺釘組與使用三維成像技術結合定位器組。

1.2 術前股骨頸三維數據庫的建立 采用Superimage三維重建軟件，通過輸入CT影像數據后，在重建出骨折三維數字化模型并進行測量的基礎上，進行模擬復位并和健側數據進行對比，將三維重建的螺釘固定模板與之擬合，明確內固定置入的方向、長度、角度等數據。使醫生在術前進行一次無損傷的“解剖”［4-5］，確定骨折復位方法，并通過自行設計的精確定位導向器確定螺釘的進針點、方向及內固定長度位置等，減少手術中軟組織的剝離程度，縮短手術所需要的時間，提高手術的安全性及手術質量，減少術后感染，有利于骨折的早期愈合。

1.3 術中閉合復位方法 根據患者的身體情況采用蛛網膜下腔阻滯麻醉或連續硬脊膜外麻醉（39例）和全身麻醉（55 例）者，麻醉起效后將患者移于骨科牽引復位床，會陰部以軟墊保護，雙側足踝部固定，健側行對抗牽引，在C型臂X線機熒屏監測下根據骨折移位情況完成復位動作并評估復位效果，滿意后將患肢固定于牽引床并維持復位狀態。復位步驟多采用內收內旋、牽引、外展的順序，術中熒屏監測觀察骨折復位情況，必要時可重復上述復位動作，注意避免過度糾正旋轉。復位Garden Ⅱ、Ⅲ型骨折移位過程中采取的對策：（1）一般患側下肢及患足處于內旋位，根據術前測量的患者股骨頸前傾角度調整患側下肢內旋角度，以期在進針時可行水平位進針；（2）部分患者平臥于牽引床上，牽引復位過程中可能出現因重力原因導致骨折近端骨折塊產生向上移位，或者術前三維CT提示近端骨折向腹側移位，應將患側臀部放置膠墊墊高以利于復位；（3）對于體型較瘦的患者可將患者骨盆置于骨盆架上，有利于患者骨盆穩定；（4）將C型臂X線機接收器端以無菌套加以保護，消毒鋪單后置于患者兩腿之間，監測時旋轉C型臂X線機90°即可獲得良好的股骨頸正側位顯露；（5）閉合復位時，骨折難于復位時，有時需作小切口暴露，應用點式復位鉗、骨鉤等復位工具，去除牽引力后處理骨塊，直至復位滿意；（6）部分Garden Ⅳ型骨折因股骨頸骨折導致復位困難者，應采取切開復位，老年頭下型骨折患者建議早期行關節置換術。

1.4 手術及定位器使用方法 手術主要采用經皮內固定技術，內固定空心螺釘由瑞士Synthes公司提供的鈦質空心加壓螺釘，鈦材料的彈性模量與骨組織更為接近，組織的生物相容性更佳。定位器由3部分組件構成（見圖1）：組件A：設計4個頸干角角度：125°-127°-129°-131°，并且在縱軸上，各進針點有2mm的水平差，方便調整進針點；組件B：安置兩個可以調節角度的導向孔，并通過螺紋調節兩個導向孔的間距；組件C：三孔導向器，平行排列的三孔導向管，可根據第一根定位針快速打入另外兩枚定位針。根據體外克氏針熒屏監測投影確定進針點的位置，并將該進針點和計算機三維模型上的進針點進行對比，適當調節合適的進針點位置。利用導向器組件A在進針點處閉合穿針，打入第1枚導針后通過C型臂X線機熒屏監測確認位置是否合理。若第一枚定位針位置不理想，暫時不必拔出該導針，根據熒屏監測結果，利用導向器組件B進行角度及間距微調，通過組件A和B，能快速方便的打入第一枚導針，提高置釘的準確率。經熒屏監測確認無誤后再依次通過導向器組件C的導向孔打入另外2枚導針并通過熒屏監測確認，導向器的引導孔打入導針直至針頭達到距離股骨頭軟骨下骨約0.5cm處。撤出瞄準器后測量導針鉆入骨質的深度，為避免空心釘穿出股骨頭應選用比測得深度稍短5mm的空心釘，沿導針擰入空心螺釘，根據患者術前骨密度及擰入空心釘時阻力判斷是否加用墊圈。術后再次熒屏監測確認復位質量、空心釘位置，確認無誤后方可撤出導針。置釘要求：初始1枚釘靠近股骨距上方的中央，此枚螺釘尤為重要，可作為上方2枚螺釘的定位針，3枚螺釘均靠近骨皮質，盡量分散排列，并盡量靠近股骨頸皮質以增強螺釘的把持力，螺釘呈倒三角或品字形打入，空心釘末端距股骨頭軟骨下0.5cm左右，避免穿出骨皮質。

1.5 術后處理 術后一般不需要給予抗生素預防感染，若患者術前合并呼吸道及泌尿系感染等情況，可酌情給予敏感抗生素預防感染。股骨頸骨折多為老年患者，術后長期臥床易導致并發癥，故術后應積極給予物理（下肢氣壓治療）及藥物抗凝治療，預防下肢深靜脈血栓形成。術后患肢可行皮膚牽引或丁字鞋固定于外展中立位，數天內要求患者在不負重情況下行下肢屈伸功能鍛煉。

1.6 療效標準 Garden指數評價骨折復位質量［6］：所有患者內固定術后進行標準正位、側位髖關節X線攝影。骨折復位質量分為4級：Ⅰ級：股骨干內緣與股骨頭內側壓力骨小梁呈160°交角，側位片上股骨頭軸線與股骨頸軸線呈一直線（180°）；Ⅱ級：正位片股骨干內緣與股骨頭內側壓力骨小梁夾角（160±5）°或者側位片股骨頭軸線與股骨頸軸線夾角處于180°～185°；Ⅲ級：正位片股骨干內緣與股骨頭內側壓力骨小梁夾角（160±5）°并且側位片股骨頭軸線與股骨頸軸線夾角處于180°～185°；Ⅳ級：正位片上述夾角＜155°或側位片上述夾角＞185°。Harris髖關節功能評分標準［7］：包括疼痛（44分）、功能（47分）、關節活動度（5分）及畸形（4分）4個方面。根據總得分進行優良評定：Harris評分≥90分為優，80～89分為良，70～79分為中，＜70分為差。

1.7 統計學分析 采用SPSS 16. 0統計軟件。計量資料以（x±s）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為差異有統計學意義。

2 結果

94例患者中89例獲得隨訪，隨訪12～36個月，平均28.2個月，81例患者骨折愈合良好，8例患者骨折不愈合，于術后12個月行髖關節置換術，其中2例患者股骨頸骨折術后發生斷釘。按照Garden復位標準及Harris評分標準：傳統3枚釘治療組優良率為81.39%，其中優24例、良11例、中5例、差3例；三維成像技術結合定位器組優良率為93.48%，其中優27例、良16例、中2、差1例（見表1）。其中傳統3枚空心釘置釘方法手術時間平均72min，采用三維成像技術結合定位導向器置入3枚空心釘時間為49min。

3 討論

社會老齡化的來臨以及交通事故的增加，股骨頸骨折年發病率呈逐年增多的趨勢。手術技巧的提高及內固定設計的完善，患者的康復得到了明顯的改善。但如何提高患者術中置釘的準確率、縮短手術時間一直是醫生努力的方向。對于高齡的股骨頸骨折患者，無論骨折有無移位，在無手術禁忌的情況下均主張采取手術治療，手術方式為閉合復位空心釘內固定。

空心釘作為股骨頸骨折最常用的手術治療方法，其抗壓、抗張及抗扭轉強度均在其他內固定之上。空心螺紋釘的主釘力線與股骨頸方向一致，位于股骨距上方并緊貼股骨距，顯著增強固定的作用和抗疲勞特性，是一種簡便可靠的內固定，愈合率高。如何在手術治療中快速準確置釘，降低手術傷害及術后并發癥的發生已為大家所共識。目前應用三維CT（ 3D -CT）技術做股骨頸骨折三維影像重建已有報道［8］。3D -CT重建能夠對股骨頸結構進行立體形態學再現，給術者提供術前設計所需的有關股骨頸骨折、移位的詳細信息，尤其是在通過軟件將股骨頸骨折復位之后，在各觀察平面上進行參數的測量，精確的三維形態參數對于空心釘進針點的確定，進針方向、角度及進針深度具有重要意義。在術前由骨科病區圖形工作站（Pacsview）實時調用影像中心工作站中所需病例CT高清數據，將數據導入至Superimage軟件中，根據需要對骨折區域進行三維重建，利用軟件中的模塊功能將骨折斷端模擬復原，并根據骨組織解剖外形對骨折進行復位操作，同時在術前規劃合適的進針點及進針角度，顯著減少術中穿刺時間和熒屏監測次數。由器械供應商提供所需內固定物（如螺釘）的詳細幾何數值，采用3D Max軟件構建內固定物的三維模型，并將其結果以Excel表格格式保存并輸入至Superimage軟件中，根據各種不同的骨折類型及手術需要，調用相應的內固定物三維模型進行匹配，選擇出與骨折區域解剖外形相匹配的內固定物。根據骨折線的走向及骨組織解剖結構選擇相應的螺釘模型、螺釘長度及打入的角度。在常規的手術過程中，無論是克氏針定位還是置針后動態熒屏監測定位，均存在進針點定位不準確，頸干角及前傾角偏差，從而導致術中反復熒屏監測、穿針。這種操作必將導致手術時間延長、麻醉風險增加、骨折端血運及周圍的骨質進一步破壞、患者及醫護人員放射傷害增加。微創技術在提供良好固定的同時，兼具創傷小，手術時間短，患者恢復迅速等優點，但微創手術治療該病的難點在于進針點的定位及進針方向的選擇。

總之，通過優化釘針空間構型，最大限度發揮了3枚空心釘各自力學優勢，且利于骨折端穩定性，提高骨折愈合率，降低股骨頭壞死率。