徒手經皮骶髂螺釘置入的術前個體化規劃及應用

黃晨，任亞明，謝美明，廖冬發

(西部戰區總醫院骨科，四川 成都 610083)

骨盆環手術比較復雜，需要骨科醫生熟練掌握骨盆解剖，骨盆手術需要很長的學習曲線，對于血流動力學不穩定的患者還需介入科、重癥醫學科、輸血科等相關科室協助救治。骨盆環切開復位內固定手術創傷大、需要較長的手術時間，患者術后可能會出現各種并發癥[1]。因此，近年來，骨科醫生越來越關注微創和經皮技術，以減少失血，降低神經血管損傷風險和感染率[2-3]。髂骶(iliac sacral，IS)螺釘固定技術是治療骨盆后環骨折或脫位的常用方法，骶髂螺釘固定具有足夠的生物力學穩定性[4]。Routt等[5]最先詳細闡述現在經典的經皮骶髂螺釘固定技術，該技術采用仰臥位，透視引導，閉合經皮置釘，減少出血量，縮短整體手術時間。由于骶骨解剖的復雜性和多樣性使得髂骶螺釘的置釘在技術上存在一定困難[6-7]。因此實施經皮骶髂螺釘固定需要全面的手術計劃，詳細分析術前影像資料，以及與術中透視各種數據的相關性，還需要外科醫生具有豐富的手術經驗及嫻熟的手術技巧[8]。對骨盆及鄰近組織解剖結構和三維空間的深入了解是外科醫生必須具備的關鍵能力[9]。

本研究的目的是根據術前基于CT掃描的測量如何用來確定合適的入口位和出口位角度[10]，評估有無置釘通道，以及規劃導針置入的最佳方向和位置。這些術前規劃可以幫助外科醫生快速獲得準確的術中影像和準確確定進針點和方向，從而可以安全、高效、精準地完成骶髂螺釘的置入。

1 資料與方法

1.1 一般資料 納入標準：(1)骨盆后環不穩定骨折(Tile B型和C型)；(2)損傷時間小于3周。排除標準為：(1)多器官功能障礙的患者；(2)螺釘進針點周圍粉碎性骨折；(3)嚴重骨質疏松癥患者；(4)有骶神經癥狀需要開放手術減壓。

根據上述標準，共納入2018年12月至2020年10月收治的61例骨盆后環不穩定骨折患者，其中男43例，女18例；年齡14～65歲，平均(38.72±4.78)歲。骶骨骨折按Denis分類法計數，Ⅰ區13例，Ⅱ區37例，Ⅲ區2例，骶髂關節脫位9例。車禍傷26例，高墜傷31例，重物砸傷4例。

術前規劃：所有患者術前均做骨盆CT，將CT的DICOM格式導入MIMICS21.0(Materialize，Leuven，Belgium)軟件。測量入口位角度：在骨盆居中矢狀面上測量S1、S2椎體皮質前緣線與橫斷面垂線的角度即為入口位角度。測量出口位角度，S1椎體與S2椎體出口投射角度不同需分別測量。S1椎體出口位角度：在骨盆居中矢狀面上于恥骨上緣向S2椎體上部做一直線，測量該直線與橫斷面垂線的角度即為S1椎體出口位角度；S2椎體出口位角度：在骨盆居中矢狀面上于恥骨上緣向S3椎體上部做一直線，測量該直線與橫斷面垂線的角度即為S2椎體出口位角度(見圖1)。

注：S1、S2前緣共線時的延長線與垂線所成的夾角即為入口位角度(37.21°)；恥骨聯合上沿至S2椎體中上部的連線與垂線所成的夾角即出口位角度(45.62°)

虛擬置釘及透視：重建骨盆三維模型，模擬復位骨折后虛擬置入1枚7.3 mm螺釘，在矢狀面、冠狀面、橫斷面上調節至合適位置，觀察骶骨是否有安全進針通道。若S1椎體無安全通道，則重復上述方法確定S2是否有安全通道。將螺釘調節至最佳通道后進行虛擬透視，觀察螺釘在出入口位及側位像的位置，術中重現預透視影像即可安全置入螺釘(見圖2)。

規劃進針點：虛擬置入1枚7.3 mm螺釘后，重建骨盆體表軟組織，于髂前上棘向背側做一垂線，再于股骨大轉子中點做一水平線，測量皮膚入點至兩條標志性的距離確定導針大致的進針點(見圖3)。

規劃進針方向：模擬復位骨折后虛擬置入1枚7.3 mm螺釘，沿著螺釘方向重建橫斷面和冠狀面，在重建的橫斷面和冠狀面上測量螺釘向腹側和頭側偏轉的角度，確定導針置入方向(見圖4)。

1.2 手術方法 全身麻醉后，患者取仰臥位，腰背部及臀部墊一軟墊，術前30 min常規給予預防使用抗生素。C型臂置入非手術操作側，按照術前測量的出入口位角度進行預透視，位置及角度調節滿意后記錄修正后的出入口角度并于地面標識出入口位C型臂的位置。常規消毒術區，鋪無菌手術單，需要復位的病例在C型臂引導下采用下肢牽引、骨盆外固定架、Starr骨盆復位架等方式閉合復位骨折。骨折復位滿意后，根據術前規劃標記出皮膚進針點。C型臂套無菌保護套，將C型臂置于入口位，沿標記的進針點，根據測量的進針方向，將1枚2.5 mm克氏針經皮刺入至髂骨面輕輕固定，透視入口位，若進針點不滿意則沿出口位方向調節至滿意位置；再將C型臂調節至出口位方向，透視出口位，若出口位進針點不滿意則在入口位方向調節至滿意位置。然后再調節至入口位方向確認導針位置，出入口位置滿意后，最后透視側位，在側位方向確認導針位置。導針位置滿意后用骨錘輕輕敲擊至髂骨內側皮質，然后換電鉆鉆過骶髂關節進入骶骨，再于C型臂監視下用骨錘將導針敲擊至合適位置。導針位置滿意后進行測深、攻絲后擰入螺釘。所有螺釘置入后再次行骨盆出、入口位及標準側位透視驗證，無誤后沖洗縫合切口。

a 骨盆冠狀面上虛擬螺釘的位置 b 骨盆橫斷面上虛擬螺釘的位置 c 骨盆矢狀面虛擬螺釘的位置

d 骨盆入口位螺釘的位置 e 骨盆出口位螺釘的位置 f 骨盆側位螺釘的位置

圖3 通過MIMICS軟件重建 a 螺釘在水平面向頭側偏轉19.60° b 螺釘在橫斷面向腹側偏轉27.92°皮膚，虛擬標記體表進針點 圖4 通過MIMICS軟件測量螺釘向頭側和向腹側偏轉的角度

1.3 術后處理 術后常規給予預防性使用抗生素1次，術后回病房即刻指導患者進行下肢肌肉等張收縮及踝泵功能鍛煉，術后8 h給予低分子肝素預防深靜脈血栓形成，術后1～2 d復查骨盆X線片、骨盆CT及三維重建。術后次日指導患者翻身、深呼吸鍛煉肺功能，床上主動屈伸髖、膝關節及收縮雙下肢肌肉，術后次日即可半臥位，2周后可坐起，術后1個月可扶雙拐下地患肢不負重行走，術后6～8周開始部分負重行走，術后3個月完全負重行走。術后1、2、3、6個月門診定期復查，指導患者進行功能鍛煉及拍片觀察骨折愈合情況及螺釘有無切除、移位等失效情況。

1.4 觀察指標及評價標準

1.4.1 觀察指標 術中每枚螺釘的置釘時間、C型臂透視次數。

1.4.2 術后螺釘位置 術后根據CT檢查評價螺釘置入位置，測量螺釘切出距離，計算切出率。正確螺釘置入位置為螺釘位于骶骨骨質界限內，未切出骶骨皮質，未進入骶管或骶孔。

2 結 果

61例患者均采用全身麻醉，手術均無醫源性損傷，螺釘固定穩定可靠。共置入骶髂螺釘83枚，其中S1置釘54枚，S2置釘29枚，置釘優良率98.79%。有1例螺釘切除至對側S2孔上緣，無神經癥狀，未予干預。平均每枚螺釘置釘時間為(13.78±5.97)分，平均每枚螺釘透視次數為(28.39±10.13)次。術前有5例伴有骶神經損傷的患者在術后2～6個月逐漸恢復。

典型病例為一42歲男性患者，主因“重物砸傷至腰背部下腹部疼痛伴活動受限7 h”入院，診斷為骨盆骨折TileB型(左側骶骨骨折，雙側恥骨上下支骨折，見圖5)。入院行術前準備，規劃骶髂螺釘置入方案：入口位18.29°，出口位44.17°，進針點于髂前上棘縱垂線上、大轉子水平線下27.97 mm，進針方向為向腹側偏轉16.64°，向頭側偏轉12.48°。傷后第3天在全麻下行骨盆閉合復位經皮骶髂螺釘、恥骨上支螺釘固定術。按術前規劃進行經皮置釘，僅通過少許幾次調整即能將導針放置到合適方向和位置，置入骶髂螺釘用時10.8 min，透視19次。按照術前規劃的手術方案進行操作，術中獲得的透視影像與術前規劃圖像高度一致(見圖6)。術后療效滿意，影像資料證實螺釘位置滿意(見圖7)。

圖5 術前影像學資料示Tile B型骨盆骨折

a 術前預透視的出入口影像 b 術中透視的出入口影像

圖7 術后影像學資料示螺釘置入位置理想

3 討 論

自Letournel[11]報道髂骶螺釘治療骶髂關節脫位和骶骨骨折以來，這項技術不斷得到改進。盡管骶髂螺釘技術存在損傷血管、神經的風險[12]，但由于經皮技術對軟組織的損傷小，感染率低，仍是骨科醫生處理不穩定骨盆后環損傷的首選方案。為了提高螺釘的精準定位，很多學者進行了解剖學研究，旨在闡明所謂的置釘“安全區”的范圍[13-15]。Miller和Routt[16]在骨盆出口位和側位片上發現了提示S1椎體變異的影像學征象(S1椎體位置與髂嵴等高、骶骨翼殘存乳突體、S1骶前孔大而不規則、S1～2間有殘存的椎間盤、骶骨翼斜坡凹陷、骶骨翼斜坡陡峭等)，但這些影像學特征在髂骶螺釘置入術前規劃中的可靠性和臨床價值尚不清楚。對于變異型的骶骨，為了安全、可靠的髂骨螺釘固定，有些學者推薦在S2椎體置釘[17]。Gusic等[18]分析了30例成人患者的骨盆CT，發現入口位的角度范圍為10.4°～39.8°，出口位的角度范圍為31.5°～53.1°。由于骨盆解剖結構的個體差異，我們認為術前手術置釘方案需要個體化，測量骨盆出入口位角度，規劃骶髂螺釘通道，通過詳細的個體化方案迅速獲得高質量的透視圖像、精確的進入點及準確的螺釘定位，減小誤差范圍，降低并發癥發生率。

在該研究中，我們通過將患者骨盆CT的DICOM格式導入MIMICS軟件，在矢狀面測量骨盆出入口位角度，通過虛擬置釘規劃最優置釘路徑，虛擬置釘后進行預透視出入口位，了解螺釘在出入口位片的位置與術中透視影像進行比對，并將其作為術中引導方法。研究表明，移位較小的類型按照術前測量的出入口位角度進行透視，大部分均能獲得滿意的圖像，按照術前規劃的進針點和方向可以快速、準確地置入螺釘；對于移位較大的類型，術中復位不能與術前虛擬復位一致，部分不能呈現滿意的出入位圖像，但僅需要2～3次小角度調整即可。術前全面的手術計劃、正確的透視技術使用和評估對于避免并發癥非常重要。本研究存在一定的局限性。部分單位DICOM格式不能方便地獲取，局域網未安裝MIMICS軟件，外科醫生熟練掌握MIMICS軟件需要經過短時間學習，仍需不斷推廣該項技術。

綜上所述，術前通過計算機虛擬技術在骨盆矢狀面測量骶骨出入口位角度，指導術中設置C型臂偏轉角度，術中可快速準確地獲得理想的出入口位影像，再在虛擬骨盆骨折模型上置入骶髂螺釘，標記體表虛擬進針點，測量體表進針點距離骨性標記的距離，然后沿著虛擬置入的螺釘進行多平面重建，測量螺釘向頭側和向腹側偏轉的角度，規劃螺釘進針點和進針方向，最后進行預透視，將預透視圖像與術中透視圖像進行比對，輔助術中評估螺釘的安全性。術前個體化規劃是一種高效、安全、可靠的方法，不需要額外的設備，可以精確確定螺釘進入點，確保螺釘的安全位置，減少手術中障礙。因此，該技術可指導外科醫生術前規劃，特別是對于那些經驗不足才開始做骨盆骨折經皮髂骶螺釘固定的醫生。