徒手经皮骶髂螺钉置入的术前个体化规划及应用

黄晨，任亚明，谢美明，廖冬发

(西部战区总医院骨科，四川 成都 610083)

骨盆环手术比较复杂，需要骨科医生熟练掌握骨盆解剖，骨盆手术需要很长的学习曲线，对于血流动力学不稳定的患者还需介入科、重症医学科、输血科等相关科室协助救治。骨盆环切开复位内固定手术创伤大、需要较长的手术时间，患者术后可能会出现各种并发症[1]。因此，近年来，骨科医生越来越关注微创和经皮技术，以减少失血，降低神经血管损伤风险和感染率[2-3]。髂骶(iliac sacral，IS)螺钉固定技术是治疗骨盆后环骨折或脱位的常用方法，骶髂螺钉固定具有足够的生物力学稳定性[4]。Routt等[5]最先详细阐述现在经典的经皮骶髂螺钉固定技术，该技术采用仰卧位，透视引导，闭合经皮置钉，减少出血量，缩短整体手术时间。由于骶骨解剖的复杂性和多样性使得髂骶螺钉的置钉在技术上存在一定困难[6-7]。因此实施经皮骶髂螺钉固定需要全面的手术计划，详细分析术前影像资料，以及与术中透视各种数据的相关性，还需要外科医生具有丰富的手术经验及娴熟的手术技巧[8]。对骨盆及邻近组织解剖结构和三维空间的深入了解是外科医生必须具备的关键能力[9]。

本研究的目的是根据术前基于CT扫描的测量如何用来确定合适的入口位和出口位角度[10]，评估有无置钉通道，以及规划导针置入的最佳方向和位置。这些术前规划可以帮助外科医生快速获得准确的术中影像和准确确定进针点和方向，从而可以安全、高效、精准地完成骶髂螺钉的置入。

1 资料与方法

1.1 一般资料 纳入标准：(1)骨盆后环不稳定骨折(Tile B型和C型)；(2)损伤时间小于3周。排除标准为：(1)多器官功能障碍的患者；(2)螺钉进针点周围粉碎性骨折；(3)严重骨质疏松症患者；(4)有骶神经症状需要开放手术减压。

根据上述标准，共纳入2018年12月至2020年10月收治的61例骨盆后环不稳定骨折患者，其中男43例，女18例；年龄14～65岁，平均(38.72±4.78)岁。骶骨骨折按Denis分类法计数，Ⅰ区13例，Ⅱ区37例，Ⅲ区2例，骶髂关节脱位9例。车祸伤26例，高坠伤31例，重物砸伤4例。

术前规划：所有患者术前均做骨盆CT，将CT的DICOM格式导入MIMICS21.0(Materialize，Leuven，Belgium)软件。测量入口位角度：在骨盆居中矢状面上测量S1、S2椎体皮质前缘线与横断面垂线的角度即为入口位角度。测量出口位角度，S1椎体与S2椎体出口投射角度不同需分别测量。S1椎体出口位角度：在骨盆居中矢状面上于耻骨上缘向S2椎体上部做一直线，测量该直线与横断面垂线的角度即为S1椎体出口位角度；S2椎体出口位角度：在骨盆居中矢状面上于耻骨上缘向S3椎体上部做一直线，测量该直线与横断面垂线的角度即为S2椎体出口位角度(见图1)。

注：S1、S2前缘共线时的延长线与垂线所成的夹角即为入口位角度(37.21°)；耻骨联合上沿至S2椎体中上部的连线与垂线所成的夹角即出口位角度(45.62°)

虚拟置钉及透视：重建骨盆三维模型，模拟复位骨折后虚拟置入1枚7.3 mm螺钉，在矢状面、冠状面、横断面上调节至合适位置，观察骶骨是否有安全进针通道。若S1椎体无安全通道，则重复上述方法确定S2是否有安全通道。将螺钉调节至最佳通道后进行虚拟透视，观察螺钉在出入口位及侧位像的位置，术中重现预透视影像即可安全置入螺钉(见图2)。

规划进针点：虚拟置入1枚7.3 mm螺钉后，重建骨盆体表软组织，于髂前上棘向背侧做一垂线，再于股骨大转子中点做一水平线，测量皮肤入点至两条标志性的距离确定导针大致的进针点(见图3)。

规划进针方向：模拟复位骨折后虚拟置入1枚7.3 mm螺钉，沿着螺钉方向重建横断面和冠状面，在重建的横断面和冠状面上测量螺钉向腹侧和头侧偏转的角度，确定导针置入方向(见图4)。

1.2 手术方法 全身麻醉后，患者取仰卧位，腰背部及臀部垫一软垫，术前30 min常规给予预防使用抗生素。C型臂置入非手术操作侧，按照术前测量的出入口位角度进行预透视，位置及角度调节满意后记录修正后的出入口角度并于地面标识出入口位C型臂的位置。常规消毒术区，铺无菌手术单，需要复位的病例在C型臂引导下采用下肢牵引、骨盆外固定架、Starr骨盆复位架等方式闭合复位骨折。骨折复位满意后，根据术前规划标记出皮肤进针点。C型臂套无菌保护套，将C型臂置于入口位，沿标记的进针点，根据测量的进针方向，将1枚2.5 mm克氏针经皮刺入至髂骨面轻轻固定，透视入口位，若进针点不满意则沿出口位方向调节至满意位置；再将C型臂调节至出口位方向，透视出口位，若出口位进针点不满意则在入口位方向调节至满意位置。然后再调节至入口位方向确认导针位置，出入口位置满意后，最后透视侧位，在侧位方向确认导针位置。导针位置满意后用骨锤轻轻敲击至髂骨内侧皮质，然后换电钻钻过骶髂关节进入骶骨，再于C型臂监视下用骨锤将导针敲击至合适位置。导针位置满意后进行测深、攻丝后拧入螺钉。所有螺钉置入后再次行骨盆出、入口位及标准侧位透视验证，无误后冲洗缝合切口。

a 骨盆冠状面上虚拟螺钉的位置 b 骨盆横断面上虚拟螺钉的位置 c 骨盆矢状面虚拟螺钉的位置

d 骨盆入口位螺钉的位置 e 骨盆出口位螺钉的位置 f 骨盆侧位螺钉的位置

图3 通过MIMICS软件重建 a 螺钉在水平面向头侧偏转19.60° b 螺钉在横断面向腹侧偏转27.92°皮肤，虚拟标记体表进针点 图4 通过MIMICS软件测量螺钉向头侧和向腹侧偏转的角度

1.3 术后处理 术后常规给予预防性使用抗生素1次，术后回病房即刻指导患者进行下肢肌肉等张收缩及踝泵功能锻炼，术后8 h给予低分子肝素预防深静脉血栓形成，术后1～2 d复查骨盆X线片、骨盆CT及三维重建。术后次日指导患者翻身、深呼吸锻炼肺功能，床上主动屈伸髋、膝关节及收缩双下肢肌肉，术后次日即可半卧位，2周后可坐起，术后1个月可扶双拐下地患肢不负重行走，术后6～8周开始部分负重行走，术后3个月完全负重行走。术后1、2、3、6个月门诊定期复查，指导患者进行功能锻炼及拍片观察骨折愈合情况及螺钉有无切除、移位等失效情况。

1.4 观察指标及评价标准

1.4.1 观察指标 术中每枚螺钉的置钉时间、C型臂透视次数。

1.4.2 术后螺钉位置 术后根据CT检查评价螺钉置入位置，测量螺钉切出距离，计算切出率。正确螺钉置入位置为螺钉位于骶骨骨质界限内，未切出骶骨皮质，未进入骶管或骶孔。

2 结 果

61例患者均采用全身麻醉，手术均无医源性损伤，螺钉固定稳定可靠。共置入骶髂螺钉83枚，其中S1置钉54枚，S2置钉29枚，置钉优良率98.79%。有1例螺钉切除至对侧S2孔上缘，无神经症状，未予干预。平均每枚螺钉置钉时间为(13.78±5.97)分，平均每枚螺钉透视次数为(28.39±10.13)次。术前有5例伴有骶神经损伤的患者在术后2～6个月逐渐恢复。

典型病例为一42岁男性患者，主因“重物砸伤至腰背部下腹部疼痛伴活动受限7 h”入院，诊断为骨盆骨折TileB型(左侧骶骨骨折，双侧耻骨上下支骨折，见图5)。入院行术前准备，规划骶髂螺钉置入方案：入口位18.29°，出口位44.17°，进针点于髂前上棘纵垂线上、大转子水平线下27.97 mm，进针方向为向腹侧偏转16.64°，向头侧偏转12.48°。伤后第3天在全麻下行骨盆闭合复位经皮骶髂螺钉、耻骨上支螺钉固定术。按术前规划进行经皮置钉，仅通过少许几次调整即能将导针放置到合适方向和位置，置入骶髂螺钉用时10.8 min，透视19次。按照术前规划的手术方案进行操作，术中获得的透视影像与术前规划图像高度一致(见图6)。术后疗效满意，影像资料证实螺钉位置满意(见图7)。

图5 术前影像学资料示Tile B型骨盆骨折

a 术前预透视的出入口影像 b 术中透视的出入口影像

图7 术后影像学资料示螺钉置入位置理想

3 讨 论

自Letournel[11]报道髂骶螺钉治疗骶髂关节脱位和骶骨骨折以来，这项技术不断得到改进。尽管骶髂螺钉技术存在损伤血管、神经的风险[12]，但由于经皮技术对软组织的损伤小，感染率低，仍是骨科医生处理不稳定骨盆后环损伤的首选方案。为了提高螺钉的精准定位，很多学者进行了解剖学研究，旨在阐明所谓的置钉“安全区”的范围[13-15]。Miller和Routt[16]在骨盆出口位和侧位片上发现了提示S1椎体变异的影像学征象(S1椎体位置与髂嵴等高、骶骨翼残存乳突体、S1骶前孔大而不规则、S1～2间有残存的椎间盘、骶骨翼斜坡凹陷、骶骨翼斜坡陡峭等)，但这些影像学特征在髂骶螺钉置入术前规划中的可靠性和临床价值尚不清楚。对于变异型的骶骨，为了安全、可靠的髂骨螺钉固定，有些学者推荐在S2椎体置钉[17]。Gusic等[18]分析了30例成人患者的骨盆CT，发现入口位的角度范围为10.4°～39.8°，出口位的角度范围为31.5°～53.1°。由于骨盆解剖结构的个体差异，我们认为术前手术置钉方案需要个体化，测量骨盆出入口位角度，规划骶髂螺钉通道，通过详细的个体化方案迅速获得高质量的透视图像、精确的进入点及准确的螺钉定位，减小误差范围，降低并发症发生率。

在该研究中，我们通过将患者骨盆CT的DICOM格式导入MIMICS软件，在矢状面测量骨盆出入口位角度，通过虚拟置钉规划最优置钉路径，虚拟置钉后进行预透视出入口位，了解螺钉在出入口位片的位置与术中透视影像进行比对，并将其作为术中引导方法。研究表明，移位较小的类型按照术前测量的出入口位角度进行透视，大部分均能获得满意的图像，按照术前规划的进针点和方向可以快速、准确地置入螺钉；对于移位较大的类型，术中复位不能与术前虚拟复位一致，部分不能呈现满意的出入位图像，但仅需要2～3次小角度调整即可。术前全面的手术计划、正确的透视技术使用和评估对于避免并发症非常重要。本研究存在一定的局限性。部分单位DICOM格式不能方便地获取，局域网未安装MIMICS软件，外科医生熟练掌握MIMICS软件需要经过短时间学习，仍需不断推广该项技术。

综上所述，术前通过计算机虚拟技术在骨盆矢状面测量骶骨出入口位角度，指导术中设置C型臂偏转角度，术中可快速准确地获得理想的出入口位影像，再在虚拟骨盆骨折模型上置入骶髂螺钉，标记体表虚拟进针点，测量体表进针点距离骨性标记的距离，然后沿着虚拟置入的螺钉进行多平面重建，测量螺钉向头侧和向腹侧偏转的角度，规划螺钉进针点和进针方向，最后进行预透视，将预透视图像与术中透视图像进行比对，辅助术中评估螺钉的安全性。术前个体化规划是一种高效、安全、可靠的方法，不需要额外的设备，可以精确确定螺钉进入点，确保螺钉的安全位置，减少手术中障碍。因此，该技术可指导外科医生术前规划，特别是对于那些经验不足才开始做骨盆骨折经皮髂骶螺钉固定的医生。