三維重建技術在成年男女髖臼后柱內髂坐鋼板置釘安全性分析中的應用

臨床中，針對髖臼前后柱骨折的治療主要以外科手術內固定為主，由于以上部位的骨表面存在不規則性，因此較難在手術過程中充分預彎鋼板，影響了手術治療效果[1～3]。近年來，隨著三維重建技術的快速發展，部分學者發現三維重建技術的應用，對骨折疾病的治療產生積極的影響，尤其是在內髂坐鋼板螺釘置入手術當中，由于方形區的骨質較為薄弱，因此在置釘過程中一旦出現角度偏差，則會穿入關節，造成關節軟骨損傷[4～6]。因此，有必要利用三維重建技術針對髖臼后柱內髂坐鋼板置釘的安全區域及安全角度進行分析[7]?；诖耍狙芯渴占?0例成年患者的正常骨盆CT 數據，利用三維重建技術，分析不同性別患者髖臼后柱內髂坐鋼板置釘的安全區域及安全角度，期望以此為髖臼骨折患者的臨床治療提供依據，現報道如下。

1 材料與方法

1.1 一般資料收集2018年12月～2019年6月在我院接受治療及檢查的50例成年患者的正常骨盆CT 數據，排除CT 掃描結果為骨盆骨折、畸形或有手術治療史者，其中男25例，年齡20～73歲，平均（48.29±5.51）歲；女25例，年齡19～75歲，平均（47.53±5.79）歲。所有患者均簽署相關知情同意書，且本研究經過醫院倫理委員會的批準。掃描條件為120kV 電壓，層厚和矩陣分別為1.0mm 和512×512。

1.2 方法將患者的骨盆CT 原始數據進行保存，并將其以Dicom 格式導入醫學影像交互控制系統（LEADTOOLS Medical Imaging）中，通過閾值界定、區域增長等方式對患者的右髖骨3D 模型進行重建。

1.2.1 安全區域測量 模型重建后，將其轉換為STL格式，并導入處理軟件（Geomagic 公司，Studio12.0 軟件系統）中，利用Zhang 等[8]提出的方法對內髂坐鋼板置釘安全區進行測量，方法：①將髖臼分離后，進行5mm的增厚處理；②將已經增厚的髖臼模型以STL 格式導入影像交互控制系統當中，并將其與原始髖骨模型進行裝配；③于軟件的3D 視窗界面下，找到置釘危險區（即為骨質的最薄弱區域，通常表現為髖臼模型向內側所突破的方形區域）。在危險區后緣做一條與坐骨大切跡平行相切的直線，直線與坐骨大切跡之間所產生的區域即為內髂坐鋼板可放置的最佳安全區域，對安全區域的寬度進行測量。同時，測量閉孔管的最高點至坐骨大切跡之間的垂直距離，計算二者之間的比值[9]。

1.2.2 安全角度測量 利用影像交互控制系統中的Draw Sphere 功能，于髖臼窩當中填充所設計的最佳球體，對髖臼關節面進行全面模擬，并將球體的中性點設定為O。以O點為起點，作一條與方形區和坐骨大切跡平面相垂直且與髖骨相切的直線，將其所產生的截面標記為M，M點即為髖臼關節面向方形區最為突出的截面，而M 面與方形區面所產生的交線即設定為m 線，其與坐骨大切跡產生的交點即為P點。分別在男性和女性成年患者的m 線上做不同切點，男性切點距離分別為1.0、1.5、2.0 和2.5cm（距離P點），女性切點距離分別為1.0、1.5 和2.0cm，按照順序將其分別標記為A、B、C、D點（女性不包含D點），以各點為基礎作增厚髖臼邊緣切線，分別測量不同性別患者的切線與m 線形成的角度，將其分別設定為∠A、∠B、∠C 和∠D（女性不包含∠D）[9]。

1.3 統計學方法使用SPSS 19.0 統計軟件對統計數據進行處理，計數資料使用χ2檢驗，計量資料根據檢驗判定其是否符合正態分布，本研究內所設計的計量資料均為正態分布，因此使用獨立樣本t檢驗，P＜0.05 表示差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 不同性別患者內髂坐鋼板置釘安全區域比較所有患者在髖臼模型增厚5mm 后均突破了方形區，對患者的置釘安全區域調查，50例患者的平均安全區寬度（d）為（27.52±4.16）mm，閉孔管最高點至坐骨大切跡之間的平均垂直距離（w）為（45.87±3.69）mm，d/w 值為（0.60±0.08），男性與女性的w 值相比差異無統計學意義（P＞0.05），但男性的d 值和d/w 值均明顯高于女性（P＜0.05），見表1。

表1 不同性別患者內髂坐鋼板置釘安全區域比較（±s）

表1 不同性別患者內髂坐鋼板置釘安全區域比較（±s）

性別例數 d（mm） w（mm） d/w男性 25 29.31±4.27 46.02±3.58 0.64±0.05女性 25 23.46±3.35 45.37±3.87 0.52±0.07 t 7.336 1.583 8.149 P 0.043 0.179 0.039

2.2 不同性別患者內髂坐鋼板置釘安全角度比較50例患者的內髂坐鋼板置釘平均安全角度分別為∠A（88.93±4.32）°、∠B（76.97±4.11）°和∠C（64.38± 4.58）°，男性的∠D 平均值為（55.96±4.57）°，男性與女性的∠B 平均值相比差異無統計學意義（P＞0.05），但男性的∠A 平均值明顯低于女性（P＜0.05），且∠C平均值明顯高于女性（P＜0.05），見表2。

表2 不同性別患者內髂坐鋼板置釘安全角度比較（±s，°）

表2 不同性別患者內髂坐鋼板置釘安全角度比較（±s，°）

性別例數 ∠A ∠B ∠C男性 25 88.57±3.74 77.03±4.24 69.26±4.37女性 25 92.15±4.53 76.85±3.96 62.33±4.81 t 6.931 1.219 7.786 P 0.046 0.219 0.041

3 討論

髖臼骨折作為臨床中常見的骨折類型，其手術入路方式的選擇通常與患者的骨折類型存在較強的相關性[10]。其中，針對髖臼前柱骨折的患者通常選擇前方髂腹股溝入路進行手術內固定，而后柱骨折通常會選擇后方入路進行手術內固定，但相較于前柱骨折，后柱骨折的手術入路操作難度系數相對較高，且髖臼周圍的解剖結構較為復雜，因此對術者的臨床治療技術提出了較高的要求[11～13]。目前，臨床中常見的髖臼后柱骨折固定方式包括微創拉力螺釘內固定以及切開復位鋼板內固定，前者主要是指從骨盆內骶髂關節前方以及弓狀線上方進行置釘，其具有創傷小、牢固性高等優勢，但卻無法在直視下實現對骨折塊的復位，因此只能應用于移位程度相對較小的髖臼骨折中[14～16]。近年來，隨著醫療技術的快速發展，部分學者針對髖臼后柱骨折的手術治療方式進行了大量研究，并發現改良Stoppa 入路在髖臼骨折的治療中有較好的治療效果[17～20]。相較于傳統的治療方式，改良Stoppa 入路可以充分暴露方形區，同時也有利于擴大手術視野，可以將鋼板支撐于方形區表面，提高了治療后的穩定性[21～23]。

大量臨床經驗表明，改良Stoppa 入路可以進一步實現對髖臼后柱骨折患者的治療，而髖臼后柱也被稱為髂骨-坐骨柱，其后側即為髖臼后壁，內側即為方形區，而坐骨大切跡前方的骨質即為髖臼后柱的骨盆內側投影[24～26]。Kourkoulis 等[27]發現在投影區域即可實現對髖臼后柱的有效固定，其中用于固定的鋼板即為內髂坐鋼板。然而，由于改良Stoppa 入路在臨床中的應用尚未普及，因此仍有部分術者缺乏改良Stoppa 入路的治療經驗，加之方形區的骨質較為薄弱，增加了內髂坐鋼板螺釘置入的手術難度和風險[28]。臨床中，由于有關改良Stoppa入路的研究相對較少，因此骨科醫師通常會根據既往的手術經驗進行置釘，而隨著近年來三維重建技術的快速發展，有學者發現應用三維重建技術可以進一步明確改良Stoppa 入路治療中內髂坐鋼板放置的安全區域及其角度，對提高臨床治療效果產生了積極的影響[27～29]。

Sakellarios 等[30]在相關研究中選取了28例成人骨盆CT 數據進行研究，結果發現在方形區的螺釘置入安全區與患者的同側股骨頭直徑大小存在較強的相關性，當其直徑超過47mm 時，置釘安全區則位于骶髂關節前方28mm 之內的范圍，但若其直徑不足47mm，置釘安全區則會有所縮小，位于骶髂關節前方23mm 之內的范圍。但由于該方法需要在手術過程中充分暴露骶髂關節，且需要在方形區表面垂直置釘，因此無法在臨床中廣泛應用和推廣。Wang 等[31]通過增厚髖臼模型的方式，利用改良Stoppa 入路的顯露范圍對方形區置釘的絕對危險區域進行了分析，并分別劃分出了絕對危險區（弓狀線以下3.07cm、閉孔管緣以遠2.85cm）和絕對安全區（弓狀線以下3.55cm、閉孔管緣以遠3.85cm），二者之間的區域即為相對危險區域。然而，臨床中針對不同性別髖臼后柱骨折患者的內髂坐鋼板置釘研究卻相對較少，不利于不同性別患者的內髂坐鋼板置釘區域選擇。

本研究主要利用了三維重建技術，相較于其他方式，三維重建技術的利用可以有效實現對樣本數據的快速分析，且計算結果較為精準。通過對50例成年患者骨盆CT 數據的分析，結果發現50例患者的平均安全區寬度（d）為（27.52±4.16）mm，閉孔管最高點至坐骨大切跡之間的平均垂直距離（w）為（45.87±3.69）mm，d/w 值 為（0.60±0.08），男 性 與女性的w 值相比差異無統計學意義（P＞0.05），但男性的d 值和d/w 值均明顯高于女性（P＜0.05）；50例患者的內髂坐鋼板置釘平均安全角度分別為∠A（88.93±4.32）°、∠B（76.97±4.11）°和∠C（64.38± 4.58）°，男性的∠D 平均值為（55.96± 4.57）°，男性與女性的∠B 值相比差異無統計學意義（P＞0.05），但男性的∠A 值明顯低于女性（P＜0.05），且∠C 值明顯高于女性（P＜0.05），因此在對不同性別髖臼后柱骨折患者進行內髂坐鋼板置釘的過程中，必須根據患者的性別選擇合適的安全區域和安全角度，才能提高臨床治療效果。

綜上所述，髖臼骨折作為臨床中常見的骨折類型，針對髖臼骨折的治療主要以內固定為主，后柱內髂坐鋼板置釘為近年來被廣泛應用于臨床中治療髖臼骨折的方式。本研究發現不同性別成年患者的髖臼后柱內髂坐鋼板置釘安全區域和安全角度不同，應當在臨床中根據患者性別的不同選擇不同的安全角度進行治療，才能發揮出較好的臨床應用價值。