电磁导航系统与徒手锁定在胫骨髓内钉远端锁定应用中的对比研究

韩天宇,梁　娜，刘欣伟，巩天星，周大鹏,项良碧

110016 辽宁，沈阳军区总医院骨科，全军重症战创伤救治中心(韩天宇，刘欣伟，周大鹏，项良碧)，干部病房一科(梁娜)； 110169 辽宁 沈阳，东北大学中荷生物医学与信息工程学院(巩天星)



·论著·

电磁导航系统与徒手锁定在胫骨髓内钉远端锁定应用中的对比研究

韩天宇,梁娜，刘欣伟，巩天星，周大鹏,项良碧

110016 辽宁，沈阳军区总医院骨科，全军重症战创伤救治中心(韩天宇，刘欣伟，周大鹏，项良碧)，干部病房一科(梁娜)； 110169 辽宁 沈阳，东北大学中荷生物医学与信息工程学院(巩天星)

【摘要】目的对比研究电磁导航系统与徒手锁定在胫骨髓内钉远端锁定中的临床应用。方法将2013年1月～2014年12月需要行髓内钉固定的40例胫骨骨折患者平均分为两组(各20例)，电磁导航组：男性11例，女性9例； 年龄20～65岁，平均(44.3±1.8)岁；徒手锁定组：男性12例，女性8例；年龄18～66岁，平均(42.5±2.0)岁。比较电磁导航与徒手锁定组间远端锁定总耗时与术中放射线暴露时间。结果电磁导航组平均远端锁定耗时(668.2±195.0)s，徒手锁定组平均远端锁定耗时(1431.1±501.3)s。电磁导航组平均放射线暴露时间(3.1±2.2)s，徒手锁定组平均放射线暴露时间(18.3±6.9)s。结论电磁导航系统能显著缩短远端锁定时间，减少放射线暴露，值得推广。

【关键词】胫骨骨折; 电磁导航; 髓内钉; 锁定

随着创伤骨科领域对生物学固定理念逐渐重视，带锁髓内钉逐渐成为治疗胫骨骨干骨折的金标准，但存在着复位、插钉、远端锁定等诸多难点[1-3]。目前国内外多采用远端带瞄准器的髓内钉，但是由于髓内钉插入时出现变形、远端定位不准确、学习曲线过长、基层条件受限等原因，远端螺钉锁定仍是手术操作过程中最令人头痛的一步，其会占用大量手术时间，对骨科医生非常具有挑战性[4]。徒手锁定技术应运而生，但同样存在着锁钉时产生偏差和医患接受大量X线暴露等缺点。基于微创理念，在置入胫骨髓内钉远端锁定螺钉时，本研究将新型电磁导航远端瞄准系统与徒手置钉技术进行比较，发现前者能够很好地克服前面的缺点，现报告如下。

临床资料

1一般资料

本研究对象为2013年1月～2014年12月需行髓内钉固定的40例闭合胫骨骨折患者，均为新鲜创伤性骨折。将患者分为两组，每组20例，一组使用SURESHOT远端瞄准系统(美国,Smith & Nephew公司)置入远端锁定螺钉，另一组患者在透视下使用标准的徒手置钉技术置入2枚远端锁定螺钉。排除因探头故障改为徒手锁定的1例骨折患者。两组均由同一位主刀医生进行手术。全部病例手术采用的髓内钉均为美国施乐辉公司产品。

电磁导航组：男性11例，女性9例；年龄20～65岁，平均(44.3±1.8)岁；术前1～8d，平均(5.1±0.3)d；高处坠落伤5例，摔伤7例，道路交通伤8例；胫骨上段骨折3例，中段骨折15例，下段骨折2例。徒手锁定组：男性12例，女性8例；年龄18～66岁，平均(42.5±2.0)岁；术前1～10d，平均(5.3±0.5)d；高处坠落伤9例，摔伤6例，道路交通伤5例；胫骨上段骨折10例，中段骨折9例，下段骨折1例。两组胫骨骨折患者性别、年龄、致伤原因等临床基本资料比较，差异无统计学意义(P>0.05)。

2术前准备

术前患肢需行长腿石膏托外固定，以减轻患者疼痛并有利于复位。完善患者术前检查排除手术禁忌证。拍摄小腿正侧位X线片，必要时行CT检查，明确骨折移位情况。常规术前行消肿、抗凝等对症治疗。

3手术方法

麻醉成功后，患者取仰卧位，常规消毒、铺单，贴皮肤保护膜。膝下垫三角垫，使膝关节屈曲80°～90°，以便于导针及髓内钉的打入，踝关节中立位，手法牵引复位。作髌腱正中直切口长约3cm，逐层切开皮肤、皮下组织及深筋膜，纵行劈开髌腱，显露胫骨平台前缘。屈膝关节位下通过C型臂X线机透视确定导针入点位置：正位在胫骨外侧髁间嵴内侧，侧位在胫骨关节面与胫骨前缘交界处，插入导针，透视确认导针位置及方向好。予胫骨近端扩髓，牵引下将骨折端复位，插入髓腔内复位器，随后插入导针至患侧胫骨远端干骺端。经过导针插入适合髓腔直径的髓内钉。透视见骨折复位良好，患侧小腿力线好，髓内钉位置及深度满意，依次拧入近端锁钉。然后，电磁导航组在SURESHOT远端瞄准系统辅助下拧入2枚远端锁定螺钉(图1、2)。徒手锁定组则应用徒手锁定技术安装2枚远端锁定螺钉。安装尾帽，再次于透视下见胫骨骨折复位良好，内固定物位置满意、长度合适。检查患侧膝关节稳定性好，被动屈伸活动范围好。仔细止血，大量生理盐水冲洗术区，于患侧膝部术区留置引流条1根。清点纱布、器械无误,逐层缝合关闭切口。

图2髓内钉远端实时三维影像，同心圆表示锁钉位置及方向正确

4术后处理

给予预防感染、消肿、止痛、患肢抬高、换药等常规处置，术后24h开始进行主动屈膝锻炼。术后1、2、3、6、12个月门诊随诊，根据X线片显示骨折愈合情况决定负重及增加负重时机。

5观察指标

分析比较两组患者置入远端锁定螺钉所花费的时间以及在此期间的放射暴露时间。置入远端锁定螺钉所花费的时间以秒计算，电磁导航组是从插入磁性导向针调整瞄准器开始到C型臂机确认锁定位置良好为止，徒手锁定组是从调整C型臂机开始到透视确认第2枚远端锁定螺钉位置良好为止。

6统计方法

结果

第一组使用SURESHOT远端瞄准系统的患者远端锁定螺钉一次成功率达100%，置入远端锁定螺钉的平均时间为(668.2±195.0)s(310～1210s)，平均放射暴露时间为(3.1±2.2)s(1～8s)。第二组徒手置钉患者置入远端锁定螺钉的平均时间为(1431.1±501.3s)(525～2376s)，平均放射暴露时间为(18.3±6.9s)(7～41s)。可见，SURESHOT组较徒手锁定组在远端锁定螺钉的平均时间(t=9.26，P<0.05)、平均放射暴露时间(t=15.73，P<0.05)均明显减少。典型术后X线片见图3。

髓内钉治疗长骨骨干骨折已经成为一个标准术式，但因为髓内钉的设计和长骨扩髓后的形状不是很相称，髓内钉置入髓腔后会出现变形导致远端锁钉困难，一个常规的解决方法是在C型臂机透视下进行远端钉孔锁定，如何在尽可能减少射线的前提下进行远端钉孔的精确锁定是一个非常现实的问题。远端螺钉锁定困难一直困扰着临床骨科医生，锁钉失败的发生率在文献中报道不一，最高达30%[5]。传统置入远端锁定螺钉的方法包括透视下徒手定位置钉法，这一方法依赖透视的放射仪器，增加患者和医生的放射暴露，并增加手术时间，且学习曲线较长。

目前有医疗机构开发出电磁发生仪器导航进行远端锁定螺钉固定的新系统(SURESHOT distal targeting system)[6-7]，在髓内钉内插入探针, 通过电脑导航方法置入远端锁定螺钉, 其不仅具有无辐射的特点,而且能提供钻头相对于远端锁定钉孔位置及方向的三维实时位置情况。

本组病例中两种方法都有助于准确植入远端锁定，不同在于手术时间及放射线暴露时间不同。两组比较后可以发现使用 SURESHOT远端瞄准系统较徒手置钉能显著减少手术时间和放射暴露时间。但使用超级瞄准系统也不能完全代替术中透视，应用中发生1例因探头反复使用，可能出现磁力消退，导致无法顺利锁定螺钉，手术中改为徒手锁定螺钉的病例。

临床应用SURESHOT远端瞄准系统时为了保证远端锁钉的准确性，临床医生对该系统应该充分了解，熟悉各部件，规范操作才能减少锁定偏差。术中首先体外连接交锁髓内钉及磁力导航定位装置，检验其准确性，以减少器械本身所引起的误差，使用前锁紧各连接关节，防止松动影响准确性。锁钉过程中，任何微动都会降低磁力导航装置的准确性，造成锁钉困难。锁钉切口充分剥离，避免外侧软组织对套筒及钻套的干扰推移，磁力探测器紧贴骨皮质，最大限度地增加磁力的接收。钻头要锋利，手要稳，用力均匀，不能使钻头在骨面上滑动。

总之，磁力导航技术可以有效地节省手术时间，减少手术创伤和术中C型臂X线机使用次数，减少医护人员及患者的放射线暴露时间，且锁钉成功率高，是一种比较理想的新型远端锁定系统，为创伤骨科医生提供了多种选择，有利于骨科技术的发展，使手术操作更简便、准确、微创。

参考文献：

[1] Li CX,Zhao HJ,Zhao WQ,et al.System evaluation on reamed and non-reamed intramedullary nailing in the treatment of closed tibial fracture[J].Acta Cir Bras,2013,28(10):744-750.

[2] Kwok CS,Crossman PT,Loizou CL.Plate versus nail for distal tibial fractures: a systematic review and meta-analysis[J].J Orthop Trauma,2014,28(9):542-548.

[3] Kurylo JC,Tornetta P 3rd.Extra-articular proximal tibial fractures: nail or plate[J].Instr Course Lect, 2013,62:61-77.

[4] Whatling GM,Nokes LD.Literature review of current techniques for the insertion of distal screws into intramedullary locking nails[J].Injury,2006,37(2):109-119.

[5] Chan DS,Burris RB,Erdogan M,Sagi HC.The insertion of intramedullary nail locking screws without fluoroscopy: a faster and safer technique[J].J Orthop Trauma,2013,27(7):363-366.

[6] Uruc V,Ozden R,Dogramac Y,et al.The comparison of freehand fluoroscopic guidance and electromagnetic navigation for distal locking of intramedullary implants[J].Injury，2013,44(6):863-866.

[7] Ricci WM,Russell TA,Kahler DM,et al.A comparison of optical and electromagnetic computer-assisted navigation systems for fluoroscopic targeting[J].J Orthop Trauma,2008,22(3):190-194.

(本文编辑： 黄小英)

Clinical application of the electromagnetic computer-assisted guidance system and the free-hand technique in the distal locking of tibial intramedullary nail

HANTian-yu1,LIANGNa2,LIUXin-wei1,GONGTian-xing3,ZHOUDa-peng1,XIANGLiang-bi1

(1.Department of Orthopedics,General Hospital of Shenyang Military Area Command,Severe Trauma Treatment Center of PLA,Shenyang110016,China; 2.The First Department of Leading-treating,General Hospital of Shenyang Military Area Command of Chinese PLA,Shenyang110016,China; 3.Sino-Dutch Biomedical and Information Engineering School,Northeastern University,Shenyang110169,China)

【Abstract】ObjectiveTo compare the clinical application of free-hand technique with electromagnetic computer-assisted guidance system in distal locking of tibial intramedullary nail. MethodsForty patients with tibial fracture who were admitted from Jan.2013 to Dec.2014 and required to apply intramedullary nailing were analyzed and divided into two groups,with 20 cases in each group. Electromagnetic navigation group: there were 11 males and 9 females,aged from 20 to 65 years with an average of (44.3±1.8) years. Free-hand locking group: there were 12 males and 8 females,aged from 18 to 66 years with an average of (42.5±2.0) years. The distal locking time and intraoperative radiation exposure time were recorded and compared between the two groups. ResultsThe mean distal locking time was (668.2±195.0)s in the electromagnetic navigation group, while was (1431.1±501.3)s in the free-hand locking group. The mean intraoperative radiation exposure time was (3.1±2.2)s in the electromagnetic navigation group,while was (18.3±6.9) s in the free-hand locking group. ConclusionThe electromagnetic computer-assisted guidance system significantly reduces the distal locking time and the radiation exposure,which is worth of clinical application.

【Key words】tibial fracture; electromagnetic guidance; intramedullary nail; locking

文章编号：1009-4237(2016)03-0146-03

基金项目：辽宁省科学事业公益研究基金(2014001003)

通讯作者：周大鹏，E-mail：fmmuhty@163.com

【中图分类号】R 683.42； R 687.3

【文献标识码】A【DOI】 10.3969/j.issn.1009-4237.2016.03.006

(收稿日期：2015-02-02； 修回日期： 2015-04-13)