动力化前路方形区钛板螺钉系统治疗髋臼方形区骨折安全置钉的数字化测量研究

发布时间：2020-02-05 00:59

【摘要】：背景随着社会经济的发展、人们生活节奏的加快,因高能量损伤所致的髋臼骨折的发生率也随之增高。除单纯前壁及后壁骨折外,其他类型髋臼骨折均可能涉及方形区。由于暴力强大,涉及方形区的骨折多呈粉碎性且多伴骨折块向盆腔内移位,严重者甚至可造成髋关节中心性脱位。目前,临床上多主张通过切开复位内固定来恢复髋关节的头臼匹配关系,从而促进术后患者髋关节的功能恢复。然而由于髋臼解剖形态极不规则、位置深在、周围伴行重要的血管和神经较多,方形区骨质薄弱且紧邻股骨头,在此区域放置内固定较为困难,稍有不慎会发生螺钉误入关节等严重并发症,而远离骨折线放置内固定又会使内固定强度大大减弱。因此,髋臼方形区骨折的治疗一直困扰着创伤骨科医生。临床上采取单一入路进行简单、直接、安全而有效的内固定方法治疗髋臼方形区骨折一直是骨科医师追求的目标。近年来,我科蔡贤华教授等创用了动力化前路方形区钛板螺钉系统(DAPSQ),经髂腹股沟单一入路沿“骶髂关节前缘-弓状线-耻骨上支-耻骨联合”放置钢板治疗涉及方形区的髋臼骨折,由于在方形区采用了独特的部分经骨表面的多点弹性内固定方式,该内固定系统安全性极高,无螺钉进入髋关节之虞且内固定可靠,经随访患者术后疗效满意。吴咏德等就该内固定系统治疗髋臼方形区骨折的稳定性进行了相关的生物力学研究,实验证明与其它内固定系统相比,DAPSQ内固定系统具备较好的生物力学稳定性。但是在临床上应用DAPSQ技术治疗不同类型的涉及方形区骨折时,我们尚存在一些亟需明确的问题：如何根据骨折类型并结合骨质解剖特点选择更为合理的钢板放置位置和螺钉置入点?在不同置钉区域应选择何种直径和长度的螺钉及合理的置入方式?因此,对该内固定系统进行相关的应用解剖学研究将有助于此项技术的完善,同时将为进一步临床推广此技术与器械产业化打下基础。为此,我们在总结前人研究经验的基础上,选取于我院行CT扫描的成人完整骨盆原始图像,并借助数字医学软件建立骨盆三维模型对髋臼及其周围骨质进行解剖学研究。在本研究中,我们根据DAPSQ内固定系统的置钉特点,以坐骨大切迹顶点和闭孔后缘顶点在骨盆界线上的投影为参考标志,将半骨盆划分为方形区、髂骨区、耻骨区,对各区的骨质分布特点进行精确标记、测量和统计分析,尤其是关注方形区螺钉置入部位骨质的变化,寻找解剖标志,明确薄弱区位置,为临床应用DAPSQ时选择合理的螺钉置入位置与方法以利于诸螺钉的有效固定提供理论参考依据。第一部分经髂腹股沟入路髋臼方形区置钉安全区的研究目的通过数字化测量和统计分析,明确髋臼方形区骨质分布特点及髂腹股沟入路下方形区置钉安全区的分布,为在该区安全、有效的置钉提供解剖学参考依据。方法收集2015年1月至2015年6月期间于我院行CT检查的27例成人完整骨盆CT断层扫描图像(男13例,女14例；平均年龄54.9岁)。应用Mimes 10.01和Geomagic Studio 12.0软件对骨盆数据进行三维重建,“抽壳”、“加厚”处理髋臼并与骨盆重组,根据髋臼方形区骨质厚度将方形区分为不可置钉区(厚度5mm区域)、相对可置钉区(5mm-8.5mm区域)和可置钉区(8.5mm区域),测量置钉危险区(包括不可置钉区和相对可置钉区)边界上特殊点B点(Bottompoint)、P点(Posterior point)与骨盆界线(arcuate line of pelvic, ALP)、闭孔(obturator formamen, OF)间的绝对距离(B-ALP、B-OF、P-ALP、P-OF)及其沿界线方向上、垂直界线方向上的分布范围(PA、BT)。在传统方形区定义的基础上重新定义髋臼方形区,测量方形区的宽w (width)和高d (depth),并将前述髋臼安全置钉区的测量结果转换为相对方形区宽和高的相对数。比较左、右侧骨盆及男、女性别之间数据的差异。结果统计学分析结果显示同一骨盆左、右侧对比差异均无统计学意义(P0.05)。结合方形区表面置钉安全区的分布图及相关数据分析结果,髋臼方形区表面置钉危险区(包括相对可置钉区和不可置钉区)位于方形区的前上方,其范围(亦即相对可置钉区边界)约为方形区宽的前1/2(0.52)或方形区高的上1/2(0.45)的区域,其中不可置钉区与相对可置钉区大致呈同心圆样结构分布在置钉危险区中央,该区占方形区的宽、高的比例分别约为1/3(0.27)、1/4(0.24),相对可置钉区位于不可置钉区周围,其边界即置钉危险区边界：可置钉区位于方形区的后侧半或者下侧半,该区范围包括方形区宽的后1/2(0.48)和高的下1/2(0.55),平均位于距界线(39.75±4.53)mm以下或距闭孔(34.79±4.47)mm以远的区域。以上数据在男、女性间比较差异均有统计学意义(P0.05)。结论髋臼方形区骨质厚度分布自上向下、自前向后整体呈现为“厚-薄-最厚”的特点。采用髂腹股沟入路沿骨盆界线放置钢板治疗涉及方形区的髋臼骨折时,方形区置钉应根据安全置钉区域的分布选择合适的置钉方式,可置钉区可沿平行方形区方向将螺钉完全置入骨质,置钉危险区(包括相对可置钉区和不可置钉区)可采用方形区螺钉技术,其中,相对可置钉区螺钉可经骨表面部分置入骨质,不可置钉区应将螺钉完全置于方形区骨表面,从而实现对方形区骨折的有效固定,同时有利于提高手术的安全性、缩短手术时间。第二部分髂骨区骨质厚度分布及耻骨区安全置钉的数字化测量研究目的通过解剖学测量和统计分析,明确髂骨区骨质厚度分布特点及髂腹股沟入路下耻骨区的安全置钉方法,为应用DAPSQ技术治疗涉及方形区骨折时固定螺钉安全、有效的置入提供解剖学参考依据。方法1.髂骨区骨质厚度分布测量收集成人完整骨盆CT断层扫描图像,利用Mimics 10.01和Gemagic Studio软件重建出骨盆三维模型,提取、加厚髂骨翼外表面模型(分别予以5mm、10mm、 15mm、20mm“抽壳”)并与骨盆模型重组,根据骨质厚度分布将髂骨分为厚度5mm、5-10mm、10-15mm、15-20mm及20mm的五个区域。过坐骨大切迹(iliosciatic notch, IN)顶点在骨盆界线上的投影作骶髂关节(sacroiliac joint,SJ)的切线及垂线,测量厚度5mm区域、5～10mm区域沿骶髂关节切线和垂线方向上的分布范围(分别记作RSJ、RIN),其边界距骶髂关节切线和垂线的最小距离DSJ、DIN,及其边界与髂嵴(crista iliaca, CI)的最小距离Dct。测量10～15mm、15～20mm区域前缘与骨盆界线(arcuate line of pelvis, ALP)的最小距离DALP、与坐骨大切迹顶点在骨盆界线上的投影(点IN)的最小距离DIN-min。2.耻骨区安全置钉的解剖学测量观察耻骨区骨质高度变化特点,以闭孔前缘为界将耻骨分为闭孔区和耻骨联合部,利用Mimics软件在闭孔前缘、闭孔后缘、耻骨结节和耻骨联合处制作耻骨断面,在各断面的前柱表面上以距骨盆界线5mm处为进钉点模拟置入直径为3.5mmm的螺钉,“通透”模式下调整螺钉位置、方向和长度,测量上述解剖标志处可置入螺钉的最大长度,并以各断面骨盆内侧面为参考测量进钉角度。结果1.髂骨区骨质厚度分布髂骨厚度在骨盆内侧面的总体分布趋势为：从前向后、从上向下依次为较厚、薄、最厚。其中,厚度小于5mm的区域位于髂骨后上方的髂窝处,该区与厚度为5～10mm区域在髂骨内侧面大致呈同心圆样结构分布,厚度为10-15mm区域分布最广,其上缘沿髂嵴走行前方至髂前下嵴、后方至髂粗隆并与骶髂关节相切,厚度为15-20mm区域主要位于坐骨大切迹上方、呈倒“S”形分布在骶髂关节前缘至髂前下棘之间,厚度20mm的区域分布在15-20mmm区域与方形区在髋臼前柱投影前缘之间。2.耻骨区安全置钉的解剖学测量结果耻骨闭孔区男性可置钉长度范围为(18.03±1.65)～(40.31±4.87)mm,女性为(16.83±1.68)～(32.65±3.50)mm,男性闭孔后缘、前缘处螺钉与骨盆内侧面夹角分别为(7.77±3.15)。向外和(4.66±2.27)。向内,女性分别为(8.67±1.63)。向外、(4.42±1.99)。向内。在耻骨联合部,耻骨结节处可容纳最大钉长：男性为(64.78±6.75)mm,女性为(52.24±3.77)mm,以骨盆内侧面为参考平面,男性进钉角度为(5.03±1.93)。、女性为(5.97±1.63)。,螺钉进钉方向均偏向骨盆内侧；耻骨联合关节面处可容纳最大钉长：男性为(43.38±3.49)mm,女性为(40.41±2.77)mm,以骨盆内侧面为参考平面,男性进钉角度为(3.98±2.75)。、女性为(4.61±2.26)。,进钉方向均偏向骨盆内侧。耻骨区最大可置钉长度在男女性别间比较差异有统计学意义(P0.05),进钉角度男、女性别间差异无统计学意义(P0.05)。结论应用DAPSQ治疗涉及方形区的髋臼骨折时,应根据骨折部位和骨折线走形特点,设计合理的钢板塑形和摆放方法。在髂骨区放置内固定时,应根据髂骨厚度分布特点,尽量选择在骨质较厚处置入螺钉以达到更好的固定效果。在耻骨区钻孔和拧入螺钉时,需根据进钉点位置选择合适的进钉深度和方向。在闭孔区,螺钉长度应限制在15-30mm以内,尤其在闭孔后缘处绝不能大于20mm,以免螺钉穿透耻骨上支损伤闭孔内走形的重要血管和神经。以骨盆内侧面为参考,闭孔后缘和前缘处进钉角度分别约为8。背离盆腔、5。朝向盆腔。在耻骨联合部置钉时,耻骨结节附近螺钉长度应控制在50mm以内,靠近耻骨联合关节面置钉时长度应限制在40mm以内,进钉角度均约为5。左右朝向盆腔。
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R687.3

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