3D导航下经皮空心螺钉内固定治疗145例骨盆骨折的疗效观察

裴 璇,周 唯,柯 烯,汪国栋,刘曦明

1.武汉科技大学医学院,武汉 430081; 2.中国人民解放军中部战区总医院骨科,武汉 430070

骨盆骨折通常由高能量暴力事故所致,合并伤多,病死率和致残率较高[1]。手术是骨盆骨折的明确治疗手段,能够重建骨盆环的稳定性,促进患者早期功能康复。传统的切开复位内固定术式存在软组织剥离范围广、出血多及切口感染率高等缺点[2]。理想的做法是损害控制后尽快行微创手术。经皮空心螺钉内固定技术因其创伤小、操作方便,已成为治疗骨盆骨折的一种新趋势。然而,该项技术与一些并发症相关,如神经血管损伤、重要内脏损伤、螺钉错位、松动及断裂等[3-5]。3D导航技术能够协助骨科医师提高置钉精准性与手术效果。本研究回顾性分析2015年1月—2021年5月中国人民解放军中部战区总医院骨科采用3D导航下经皮空心螺钉内固定治疗骨盆骨折患者145例,临床疗效满意。

临床资料

1 一般资料

纳入标准:(1)骨盆骨折采用3D导航下经皮空心螺钉内固定治疗;(2)骨盆环骨折移位<2cm,经闭合复位满意;(3)伴髋臼损伤,年龄在60岁以下者骨折无移位或移位<2mm,60岁以上者骨折移位<5mm;(4)骶骨骨折Dennis分型为Ⅰ、Ⅱ型;(5)骨盆新月形骨折;(6)年龄18～75岁。排除标准:(1)开放性骨折;(2)合并严重的心血管疾病、肝肾功能不全、凝血功能障碍,或合并血管损伤、神经损伤症状;(3)骨折经闭合复位不满意;(4)螺钉进针点区域骨折;(5)S1、S2椎体粉碎性骨折;(6)一般资料不全,随访时间<1年。

共纳入骨盆骨折患者145例,男性86例,女性59例;年龄20～75岁,平均48.5岁。受伤至手术时间5～11d,平均8.1d。致伤原因:道路交通伤78例,高处坠落伤49例,挤压伤18例。骨盆骨折按Tile分型:A2型7例,B1型13例,B2型23例,B3型10例,C1型38例,C2型21例,C3型33例。其中合并髋臼骨折16例,新月形骨折31例。Tile分型及螺钉植入量见表1。患者及家属均签署知情同意书,本研究获解放军中部战区总医院医学伦理委员会批准([2021]029-01号)。

2 术前准备

患者生命体征平稳后积极完善相关术前检查,明确诊断及损伤情况。对于后环纵向移位明显的患者,入院后予以患侧股骨髁上牵引(合并同侧股骨骨折者改行胫骨结节牵引),牵引持续至手术当天。牵引重量6～8kg。排除手术禁忌证后,尽早行手术治疗。

3 手术方法

患者全身麻醉,仰卧于可透X线的手术床上,透视观察患者骨折移位情况,对骨盆损伤无明显移位或经闭合复位满意的患者可直接消毒铺单,开始手术。对于需要骨牵引的患者,全身麻醉下加大牵引重量持续牵引20～30min,牵引重量9～12kg。牵引后摄骨盆正位、入口位及出口位X线片检查复位情况,复位满意者,方可行下一步操作;若复位不佳,则切开复位手术治疗。在对侧髂前上棘固定示踪器,注册并激活导航设备(美国,史赛克医疗器械有限公司)。C型臂X线机通过190°扫描后环整合形成三维图像。

表1 骨盆骨折Tile分型及螺钉植入量(枚)

骶髂关节螺钉:用于固定骶骨骨折、骶髂关节骨折或脱位及骨盆新月形骨折脱位(DayⅡ、Ⅲ型)。一般取仰卧位。术前垫高患侧臀部,在该侧髂前上棘与髂后上棘连线的中后1/3处作S1骶髂螺钉进针点标记,如需置入S2骶髂螺钉,则标记点为髂结节与髂后上棘连线的中后1/5处,常规术野消毒、铺巾。连接套筒与导针后将导针置于术前标记的进针点处,不断调整导针的位置与方向,当观察到虚拟导针避开骶孔、骶管穿过髂骨、骶髂关节至骶骨内合适深度后缓慢钻入导针,测深并拧入1枚空心螺钉。

耻骨上支螺钉:用于固定耻骨上支骨折。患者取仰卧位,导航设备操作过程与前面相似,耻骨支低位骨折者进针点靠近耻骨联合,耻骨支高位骨折者进针点靠近耻骨结节。若耻骨支骨折移位较大,可作2cm小切口暴露以完成复位。

前柱螺钉:用于固定髋臼前柱骨折。整个置入过程与耻骨支螺钉相仿。前柱螺钉通道较长,术中导针在通过髂耻隆起时可适度弯曲导针针尖,可适当改变导针的进针方向,避免导针穿出内侧皮质及进入关节面。

后柱螺钉:用于固定髋臼后柱骨折。患者取俯卧位,在健侧髂后上棘安装示踪器,完成三维扫描等相关准备工作。将导针与套筒连接后置于坐骨结节处,调整进针点与进针方向至满意后缓慢钻入导针,测深并拧入螺钉。

髂骨螺钉:用于固定髂骨骨折、DayⅠ型骨盆新月形骨折及辅助固定髋臼骨折。根据骨折线方向,置钉方向多样,常用的有髂前下棘至髂后上棘的髋臼上通道(LC-Ⅱ螺钉)。笔者科室采用LC-Ⅱ螺钉或联合髂骨后螺钉(八字形)固定新月形骨折块。

所有螺钉采用6.5mm的空心螺钉(常州华森医疗器械有限公司)。术中导航图像见图1。

4 评价指标

记录螺钉的置入情况、手术时间、术中出血量、住院时间、骨折愈合时间及并发症情况。通过Gras分类[6]评估螺钉位置:Ⅰ类:安全放置,螺钉完全位于松质骨中;Ⅱ类:安全放置,螺钉接触皮质骨;Ⅲ类:螺钉错位,螺钉穿透皮质骨。末次随访时分别采用Majeed评分标准[7]及改良Merled’Aubigné-Postel 评分标准[8]来评价骨盆及髋臼骨折术后功能恢复情况。

5 术后处理

术后给予抗生素(头孢唑啉钠)预防感染,术后48h拔除引流管。术后2d复查骨盆正位、出口位、入口位、髂骨斜位、闭孔斜位X线片;鼓励患者早期行股四头肌力量训练及髋膝关节功能训练。术后定期随访并复查骨盆正位、出口位、入口位、髂骨斜位、闭孔斜位X线片以评估复位情况、骨折愈合情况和临床功能,必要时复查骨盆CT。

结 果

145例患者随访12～24个月,平均18.3个月。本组共置入空心螺钉280枚,其中前柱螺钉36枚,后柱螺钉3枚,骶髂螺钉145枚,髂骨内螺钉40枚,耻骨支螺钉56枚。其中15例患者应用了骨盆前环外固定架。手术时间(94.0±33.5)min,出血量(81.9±38.7)mL,住院时间(15.5±2.3)d,骨折愈合时间(16.0±1.9)周。术后患者均未发生医源性神经血管、内脏损伤并发症;切口均Ⅰ期愈合,无感染、下肢深静脉血栓形成、压疮等并发症发生。3例患者(3枚螺钉)出现螺钉松动。术后复查骨盆CT,通过Gras分类评估螺钉位置:Ⅰ类135例,Ⅱ类8例,Ⅲ类2例,安全置钉率为98.6%,Ⅲ类均出现在3D导航早期使用期间(2015年—2016年)。患者末次随访时按照Majeed评分标准评定患者骨盆功能:优135例,良6例,可4例,优良率为97.2%。合并髋臼损伤的患髋功能按改良Merle d’Aubigné-Postel评分:优13例,良2例,可1例,优良率为93.7%。典型病例见图2、3。

图1 术中导航图像。a.骶髂关节螺钉;b.耻骨上支螺钉;c.髋臼后柱螺钉;d.髂骨螺钉

图2 患者女性,56岁,道路交通伤致双侧骶骨骨折合并双侧耻骨上下支骨折,行经皮双侧骶髂螺钉+耻骨上支螺钉固定。 a、b.术前骨盆正位X线片及 CT三维重建示双侧DenisⅡ型骶骨骨折; c～e.术后骨盆正位X线片、CT三维重建及断层扫描示骨折复位满意,骶髂螺钉及耻骨上支螺钉长度、位置合适;f.术后6个月复查骨盆正位X线片示骨盆骨折完全愈合,未出现螺钉松动等现象

图3 患者男性,62岁,挤压致左侧DayⅡ型、右侧Day Ⅲ 型骨盆新月形骨折脱位,行经皮空心螺钉+前环钢板固定。a～c.术前骨盆正位X线片、CT三维重建及断层扫描示左侧DayⅡ型、右侧Day Ⅲ 型骨盆新月形骨折脱位、右侧骶骨DenisⅡ型骨折; d～e.术后骨盆正位X线片、CT三维重建及断层扫描示骨折复位满意,骶髂螺钉及LC-Ⅱ螺钉长度、位置合适;f.术后6个月复查骨盆正位X线片示骨盆骨折正常愈合,未出现螺钉松动等现象

讨 论

骨盆骨折的治疗一直是创伤骨科中的难点与热点问题。传统的切开复位内固定方法是不稳定型骨盆骨折的标准手术方式,其优点是术者能够在直视下复位骨折,骨折能够获得解剖复位或近似解剖复位,可以根据骨折特点进行不同内固定方式。然而大切口的显露与大出血量、高感染率及大范围的软组织剥离相关[9]。软组织破坏过多以及血管的损伤还将引起异位骨化、股骨头坏死等严重并发症,影响髋关节功能[3]。在加速康复外科理念的倡导下,经皮空心螺钉固定技术作为一种微创内固定方法在骨盆骨折领域得到了越来越广泛的应用。微创技术在减少手术时间、出血量和允许患者早期活动方面具有优势[10-11]。而3D导航作为一种辅助置钉方式,为微创手术的开展应用创造了有利条件。

经皮空心螺钉治疗骨盆骨折的适应证为骨折经闭合或小切口复位能达到或接近解剖复位,且具有足够的置钉通道及螺钉进针点处骨皮质无破裂者。经皮空心螺钉微创技术的置钉过程需在影像学设备的辅助监测下将螺钉安全地置入于骨性通道内。由于骨盆髋臼螺钉安全通道狭小,置入空心螺钉可能伤及神经、血管以及盆腔脏器。传统X线透视下置入螺钉对术者的技术要求很高,往往因患者肠道积气、骶骨变异等而导致骨性解剖标志模糊不清,进而影响置钉的准确性。据报道骶髂螺钉置入过程中神经血管损伤率为0.5%～7.7%,螺钉错位为2%～15%[5]。Abou-Khalil等[10]回顾36例采用经切开复位或闭合复位骶髂螺钉固定的患者,发现经切开复位内固定的患者感染率为7.1%,闭合复位内固定的感染率为0。另外透视下置钉只能形成一个二维图像,术中需反复改变C型臂的位置以便从多角度观察螺钉的位置和方向,不仅增加了医患的辐射暴露量,还延长了手术时间。3D导航技术为术者提供了一双“透视眼”,实现了术中置钉可视化,降低置钉难度,提高置钉准确率,提升了手术效率和治疗效果[11-12]。王小阵等[13]比较透视组与导航组在治疗骶髂关节复合体损伤中的疗效,其中导航组在置钉满意率、置钉时间、X线暴露时间与置钉长度方面均明显优于透视组。

Chui等[14]报道了38例采用导航下微创经皮空心螺钉治疗髋臼骨折的患者,共植入了143颗螺钉。研究发现计划螺钉和实际螺钉在进针点处存在1.9mm的偏差,螺钉尖端存在1.94mm的偏差。产生误差的原因是螺钉穿过粉碎性骨折块时产生的压缩力导致骨骼位置相对于参考位置发生移动。这种“参考移位”可能会改变计划螺钉相对于骨骼的位置,从而在测量插入螺钉时产生误差。术中移动患者体位、触动参考架以及导针在插入过程中导致的变形都可能致使图像的“漂移”发生,是导致置钉误差的主要原因[15]。因此,笔者需要牢固的固定参考架,严禁变动体位及触摸参考架,术中尽可能地使用粗克氏针,避免克氏针变形引起误差。术中若更换体位和参考架的位置,需重新注册、扫描。参考框离手术区太远也会导致图像漂移,因此参考框应尽可能靠近手术区(骶骨外侧的进针点)。将红外摄像系统置于健康侧,可以减少智能红外摄像系统被前方物体遮挡,减少调整导航位置查找反射球信号的次数,从而有效缩短操作时间[15]。导航下置钉考虑到术中导航图像“漂移”带来的影响,早期可以采用导航+透视双重监测以确保置钉安全。曾文波等[16]提出3D导航下改良透视法监测经皮逆行螺钉治疗髋臼前柱骨折,在一定程度上弥补了计算机辅助3D导航中的“漂移”问题,保障螺钉置入的安全,降低手术风险,提高了手术效率。

尽管3D导航下经皮空心螺钉内固定治疗骨盆骨折优势明显,但术中仍需要注意以下几点:(1)微创治疗的前提是满意的闭合复位。良好的复位才能获得可观的临床疗效,闭合复位内固定治疗固然简便微创,受医患的青睐,但不能为了追求微创而忽视了对骨折的复位情况。胡居正等[17]通过Starr复位架联合“O”型臂导航系统治疗骨盆骨折,实现了骨盆的满意复位及提高术中螺钉置入的准确性和安全性。若骨折移位大,没有恢复原有的安全骨性通道,置钉将更易伤及毗邻的重要组织器官。关于复位标准,骨盆骨折的复位质量达功能复位标准即可。Abou-Khalil等[10]发现闭合复位内固定的患者尽管复位质量相对较差,但临床效果良好。髋臼骨折的复位质量对患髋功能的恢复至关重要,只有无移位骨折或移位骨折经复位达到解剖复位标准时才是微创空心螺钉内固定治疗的适应证[18]。骨盆骨折的复位方法包括手法复位与器械辅助复位,术前需对患侧持续牵引纠正垂直移位,术中通过推压髂骨或在髂骨置钉的方式来纠正旋转移位。有学者在Starr Frame架基础上研发出能够在6个方向进行高难度复位动作的301骨盆解锁复位系统用于闭合复位骨盆骨折,具有骨折复位满意、通道螺钉固定可靠、功能恢复满意等优点[19]。最近,赵春鹏等[20]提出了智能化骨折复位机器人系统辅助骨盆骨折微创复位,可以辅助完成骨盆骨折的闭合复位,具有较高的复位精度和操作可行性,同时彻底避免了传统手术过程中医师的放射暴露,为临床骨盆骨折微创复位提供了一种新方法。髋臼骨折移位通过手动牵引患肢来施加与骨折移位方向相反的力实现复位,通常垂直于骨折方向置入拉力螺钉以缩小骨折移位。闭合复位不满意可选择有限切开复位,可使用小切口置入钉棒或钩形器械以及髂骨置入把持针使用joystick技术复位[18]。(2)耻骨支低位骨折进针点靠近耻骨联合,耻骨支高位骨折进针点靠近耻骨结节,克氏针穿过耻骨支骨折断端,与髋臼边缘相切,且避开髋关节[21]。(3)髋臼前柱螺钉,由于前柱螺钉较长,故前柱螺钉通道较长,术中导针在通过髂耻隆起时可适度弯曲导针针尖,适度改变导针的进针方向,避免导针穿出内侧皮质及进入关节面,提高术中置钉安全性。(4)对于DayⅡ型骨盆新月形骨折脱位,术中多先固定骶髂关节,再固定髂骨后部骨折[22]。(5)对前环与后环皆有骨折或对伴有骶髂关节脱位的患者,先复位骶髂关节并给予固定后再行前环的固定。

螺钉松动、退钉及断裂是微创治疗骨盆骨折中值得注意的问题,虽然骶髂螺钉一直被认为是生物力学可靠的后环内固定物,但仍有不少文献报道了螺钉内固定失败的病例[11-12]。除3例患者发生骶髂螺钉退钉外,未见其他内固定松动、断裂病例。分析其退钉原因:该病例为Tile C1型骨盆环损伤,单侧骶骨DenisⅡ区骨折,断端移位明显,骶髂螺钉长度过短造成内固定生物力学强度不足。嘱患者保持卧床休息并定期复查,未见螺钉进一步退出,骨折愈合良好。对于中老年人骨质疏松患者,可于尾部放置垫片防止尾帽压碎髂骨外侧皮质。可适当加长螺钉长度或使用双螺钉固定,并适当延长患者下地时间,避免退钉的发生。

本研究存在一些不足:为回顾性研究,缺乏一些术中数据如螺钉的置钉时间、透视剂量等;缺乏对照组,随访时间短。

总之,3D导航下经皮空心螺钉内固定治疗骨盆骨折具有创伤小、置钉精准率高、术后并发症少、安全可靠等优点;在骨折复位满意的前提下,患者的骨盆、髋臼功能恢复良好,疗效满意。

作者贡献声明：裴璇、周唯:研究设计、论文撰写; 柯烯:病例收集、资料整理、数据统计; 汪国栋、刘曦明:论文选题和设计、论文修改、经费支持