微创治疗骨盆髋臼骨折的基础与临床研究

发布时间：2018-05-10 13:39

本文选题：骨盆骨折 + 轴位　；参考：《河北医科大学》2015年博士论文

【摘要】：骨盆髋臼位置深在,周围毗邻众多重要的神经血管组织,骨盆髋臼骨折传统的切开复位内固定手术方法创伤大、手术时间长、软组织暴露广泛、术中出血多,术后容易出现异位骨化、医源性神经血管损伤等并发症。因此,在保证骨盆髋臼骨折良好复位及牢固固定的前提下,如何有效减轻手术创伤并缩短手术时间是临床工作者研究的热点。随着解剖学、骨折生物力学、医学影像学和计算机辅助导航技术的发展,微创技术越来越多的用于治疗骨盆髋臼骨折。微创手术代表着现代骨科手术的发展方向,可以有效的减少术中出血以及其他由于暴露造成的并发症。但同时由于微创手术的可操作安全区狭小,在置入螺钉时易造成其周围脏器和血管的损伤,因此对手术技术要求很高。微创技术的主要难点在于需要术者对术中即时X线透视影像进行准确的判读,并及时正确的改变导针进针方向。在微创治疗耻骨上支骨折和髋臼前柱骨折时常用的透视位置有闭孔斜位、出口位、入口位和闭孔出口位等投照位置;在微创治疗髋臼后柱骨折时需要投照髂骨斜位、出口位和髂骨入口位等投照位置;在治疗骶髂关节骨折脱位和骶骨骨折时需投照骨盆入口位、骨盆出口位、骨盆正位和骨盆侧位等投照位置,术中都需要多次反复调整透照位置,耗时长,准确性低。为此,本研究在微创经皮置入螺钉治疗髋臼前柱骨折、耻骨上支骨折、髋臼后柱骨折、骶髂关节脱位和骶骨骨折等方法进行了方法创新,提出了三种新的经皮微创螺钉置入方法和一种术中判断螺钉误置的方法。本研究的第一部分,提出了一种新的髋臼前柱和耻骨上支螺钉置入的方法,即耻骨支-髋臼前柱轴位法。通过尸体标本实验研究证实了该方法的有效性。本研究的第二部分,提出了一种新的髋臼后柱螺钉置入的方法,即坐骨支-髋臼后柱轴位法。通过人体标本的基础实验证实了该方法的有效性。本研究的第三部分,使用人体骨盆标本对骨盆骶骨翼“盲区”进行了实验研究并提出了一种新的避免骶髂螺钉误入骶骨翼“盲区”的方法,为骶髂关节螺钉的准确置入提供参考。本研究的第四部分,我们将放疗用热塑膜技术与微创骨科技术进行了创新,在充分分析可行性的基础上提出了一种新的准确置入骶髂关节螺钉的方法,即计算机辅助热塑膜系统定位法。通过使用自行组建的计算机辅助热塑膜导航系统进行模型骨盆的基础实验,初步证实了该方法的有效性。本研究的第五部分,在热塑膜系统基础实验的基础上将计算机辅助热塑膜系统固定骶髂关节脱位法应用于临床,进一步证实了其有效性,有利于该方法的推广。第一部分耻骨支-髋臼前柱轴位透视法微创置入耻骨支和髋臼前柱拉力螺钉的基础研究目的:通过对骨盆标本的髋臼前柱进行不同投照角度的影像学观察,提出耻骨支-髋臼前柱轴位影像的概念,并应用耻骨支-髋臼前柱轴位像来指导经皮固定耻骨上支和髋臼前柱。方法:选取8具正常成年人骨盆标本,标本仰卧于操作台上,首先投照实验侧髂骨斜位,之后调整X线机向足侧倾斜约35度自耻骨结节处向同侧髋臼前柱纵轴投照,可找到髋臼前柱形成的椭圆形或三角形影像,观察不同角度下该椭圆形影像的变化,当其边缘最为清晰时,该影像即为髋臼前柱远侧重叠最多的影像。固定C形臂X线机球管,将导针尖部置于耻骨支-髋臼前柱轴位影像中央偏外,多方向调整移动,直至导针方向与X线投射方向完全平行,成为一个不透光的点状影,再以此角度打入导针。操作完成后进行CT检查并三维重建,观察导针与髋臼的关系位置,检查导针是否穿入髋臼或自骨面穿出。在CT图像进行重建后对髂耻隆起处髋臼前柱直径进行测量。结果:在8具标本上均找到了髋臼前柱的轴位像,16枚导针均在轴位像的引导下准确的置入髋臼前柱。术后经CT扫描证实导针位于前柱骨质内,没有自周围穿出或伤及髋臼。在CT重建图像上测量导针与矢状面夹角为33.6°(29.6° 36.5°);测量导针与水平面的夹角为59.1°(56.4° 63.2°)。结论:术中透照髋臼前柱轴位像,以此角度置入螺钉,能够安全的固定髋臼前柱骨折和耻骨上支骨折,避免损伤周围神经血管,为微创固定髋臼前柱和耻骨支提供了一种可以选择的方法。第二部分坐骨支-髋臼后柱轴位像在微创置入髋臼后柱螺钉中的应用目的:通过对骨盆尸体标本髋臼后柱不同投照角度的影像学观察,研究坐骨支-髋臼后柱轴位影像,指导经皮后柱螺钉的安全置入。方法:选取12具正常成年人骨盆标本,取俯卧位,应用C形臂X线机自坐骨结节处向同侧髋臼后内侧投照,观察不同角度下后柱影像的变化,首先投照实验侧髂骨斜位,之后调整X线机自耻骨结节处向同侧髋臼前柱纵轴投照,可找到髋臼前柱形成的椭圆形或三角形影像,观察不同角度下该椭圆形影像的变化,当其边缘最为清晰时,该影像即为髋臼前柱远侧重叠最多的影像。固定C形臂X线机球管,将导针尖部置于耻骨支-髋臼前柱轴位影像中央偏外,多方向调整移动,直至导针方向与X线投射方向完全平行,成为一个不透光的点状影,再以此角度打入导针。操作完成后进行CT检查并三维重建,观察导针与髋臼的关系位置,检查导针是否穿入髋臼或自骨面穿出。结果:当X线投照方向与骨盆标本矢状面成角约16.6°与标本水平面成角约62.1°时,可找到耻骨支-髋臼前柱所形成的椭圆形或泪滴状影像学标志。坐骨支-髋臼后柱轴位影像具有四个缘,前缘为坐骨支前皮质重叠而成,后缘为坐骨支后侧皮质重叠而成,外侧缘为髋臼窝内侧缘重叠而成,内侧缘为坐骨支内侧壁重叠而成。术后CT重建证实导针完全位于髋臼前柱骨质内:通过对斜冠状面观察发现,导针完全位于骨质内,未进入盆腔;通过对与斜矢状面,观察导针未突入髋臼窝。由此证明导针处于髋臼后柱的安全通道内。在CT重建图像上测量导针与矢状面夹角,其中最大值为28.5°,最小值为9.6°,平均值为16.6°;导针与水平面夹角的最大值为67.4°,最小值为55.4°,平均值为62.1°。结论:坐骨支-髋臼后柱轴位像透视法可以作为置入后柱螺钉的一种方法供术者选择。依据髋臼后柱轴位透视法置入螺钉,能够安全的固定髋臼后柱骨折,避免损伤周围神经血管,减少医护人员和病人的X线辐射。第三部分防止骶髂螺钉误入骶骨翼斜坡“盲区”方法的实验研究目的:评价术中透视骨盆出口位、骨盆入口位和骨盆侧位对判断螺钉突破入骶骨翼“盲区”的价值。方法:将4具人体骨盆标本进行随机编号后固定在可透X线的手术台上,依次在骶1椎体上拧入8枚螺钉,使之自对侧的骶骨斜坡中点处穿出。术中所用标本模拟术中经解剖复位的骶髂关节脱位,故没有切断骶髂关节韧带。穿出点选在入钉点对侧骶骨翼斜坡的中点。为确保准确置入螺钉,术中使用了导向器。将导向器的两端抵于进针点与出针点上,用2.5mm导针通过导向器置入,突破骨皮质的长度定为5mm,测量导针长度后置入6.5 mm直径空心螺钉。为避免误差,所有螺钉的置入由同一名术者在透X线的手术台上完成。首先于4个标本的左侧骶髂关节依次置入4枚螺钉,然后拍X线片,行CT扫描,取下4枚螺钉后,于右侧骶髂关节置入4枚螺钉后再进行X线和CT检测。所有螺钉均从对侧骶骨翼斜坡中点处穿出。术后观察包括肉眼观察、X线片和CT检查。两名对实验内容并不了解的骨科医师对术后X线片的进行测量。在入口位X线片上测量骶1椎体前缘到钉尖的距离(L1)和钉尖到骶1椎体后缘的距离(L2),然后计算出L1与(L1+L2)的比值。在出口位X线片测量骶1椎体上终板到钉尖的距离(L3)和钉尖到骶1骶孔上缘的距离(L4),然后计算出L3与(L3+L4)的比值。所有距离测量3次,计数值平均值。通过CT扫描精确测量螺钉自骶骨翼前皮质突破的长度。结果:术后测量骨盆入口位X线片,螺钉位于骶骨翼的中前1/4,测量入口位X线片,顶尖位于骶骨翼的中上1/5。从侧位上X线片观察,钉尖位于骶骨翼斜坡影像的后方。结论:若在术中发现螺钉的钉尖在入口位上位于骶骨翼的前1/4,同时在出口位上位于骶骨翼的上1/5,则螺钉很有可能已突破了前皮质。这时最好是调整螺钉方向或使用较短螺钉。第四部分计算机辅助热塑膜导航骶髂关节螺钉置入的基础研究目的:应用计算机辅助热塑膜导航系统进行经皮螺钉固定骶髂关节骨折脱位的实验研究,验证其准确性和有效性。方法:骨盆模型俯卧位摆放于热塑膜底板上,将网状热塑膜置于水箱中加热,待热塑膜变软后覆盖于骨盆上,使之尽量贴敷于骨盆表面,热塑膜两侧固定于底板上,待热塑膜温度下降变硬后对此位置进行标记。然后将模型骨盆置于CT检查台上,应用三维激光定位系统在骨盆上确定一个与CT扫描方向一致的平面,在此平面上选择非同一直线上的三个点用铅粒标记,作为影像学的标记平面。行CT扫描,将CT数据传输到治疗计划系统,由同一名有骶髂螺钉置入经验的医生在治疗计划系统上三维图像上确定螺钉位置。同时确定进针深度和螺钉最终到达骶骨的位置,将出钉方向延长在热塑膜上确定虚拟出钉点。计划系统将入钉点和虚拟出钉点通过铅点所在平面进行空间定位,然后将得到的位置数据用三维激光定位系统定位到热塑膜上并标记。将螺钉尖端到入针点长度与瞄准器套筒长度相加的总长度用记号笔标记在导针上。将定位瞄准器两端调节到刚好在热塑膜上的进钉点与虚拟出钉点上,沿瞄准器给出的钉道钻入2.5mm导针至标记好的深度,用空心钻扩孔,沿导针拧入6.5mm半螺纹松质骨空心钉,取出导针。对骨盆进行CR扫描和CT扫描,取出此螺钉,然后进行后续螺钉置入。对照组采用透视下常规置入骶髂关节螺钉,记录从手术开始到成功置入空心钉导针所需透视的次数、透视累计时间及操作时间。采集骨盆入口位、前后位和出口位图像观察空心钉是否穿出骨质和累及上椎板、前皮质、骶神经孔或椎管,验证螺钉位置。测量术后CT中实验组术前计划钉道和术后钉道的中轴线距周围骨皮质的最小距离,比较术前计划与手术结果之间的差异。结果:实验组置入一枚导针平均操作时间189.3±78.1秒。对照组置入一枚导针平均操作时间为382.9±93.7秒。实验组置入导针完全避免了术中透视。对照组置入一枚导针的平均透视累时间为41.1±15.2秒。实验组术后骨盆入口位、前后位、骨盆侧位和骨盆出口位X线片图像比较,所有螺钉均未累及前皮质、骶神经孔和椎管,螺钉位置满意,置钉准确率100.00%。CT扫描示所有螺钉均在安全区内。对照组有两枚螺钉误置,误置率6.3%。术后CT示2枚螺钉自骶1椎弓根前侧穿出。实验组与对照组螺钉位置比较差异有统计学意义。测量结果示术前计划与术后钉道钉尾段距周围骨皮质的最短距离的差为(0.32±0.17)mm;钉头段距周围骨皮质的最短距离的差为(0.95±0.35)mm。实验组与对照组在置入一枚导针平均操作时间、透视时间和螺钉置入的准确性比较差异有统计学意义(P0.05)。结论:计算机辅助热塑膜导航系统为骶髂关节螺钉置入提供精准的空间定位和稳定的路径导航,操作时间明显减少,具备极好的安全性和高效性,并使医生术中避免受到X线照射。目前的实验结果为我们进一步实验奠定了基础。第五部分计算机辅助热塑膜导航系统置入骶髂关节螺钉的临床研究目的:应用计算机辅助热塑膜导航系统进行经皮螺钉固定骶髂关节骨折脱位的临床研究,验证其准确性和有效性。方法:将我院收治的26例骶髂关节骨折脱位患者分为实验组和对照组,每组13例。实验组在热塑膜系统辅助下进行骶髂关节螺钉置入;对照组采用传统方法在C形臂透视下置入骶髂关节螺钉。两组病例术前拍X线平片,确定骨折类型,给予大重量患侧股骨髁上牵引,恢复肢体长度。实验组:患者术前俯卧于热塑膜定位系统的底板上,将网状热塑膜于水箱中加热,待热塑膜变软后覆盖于患者臀区,使之尽量贴敷于臀区与腿部的骨性标志表面,热塑膜两侧固定于底板上,待热塑膜温度下降变硬后对此位置进行标记。将患者置于CT检查台,三维激光定位仪在臀区确定一个与CT扫描方向一致的平面,选择平面上非同一直线的三个点用铅粒标记,作为计算进出钉点坐标的标记平面。数据传输到术前计划系统后生成三维图像。由同一名有骶髂螺钉置入经验的大夫设计术中钉道。计算钉道的最佳进钉方向、进针深度和螺钉最终到达骶骨的位置,模拟进钉方向双向延长至热塑膜上确定进出钉点。螺钉尖端到入针点长度与瞄准器套筒长度相加总和标记在导针上。进出钉点位置坐标通过三维激光定位仪投射到热塑膜上并标记。将瞄准器调节至两端刚好在热塑膜进钉点与出钉点位置上,沿瞄准器钉道钻入2.5mm直径导针,至标记好的深度后取下瞄准器,透视骨盆出口位和入口位确定导针位置适当后,空心钻扩孔,沿导针拧入6.5mm直径半螺纹松质骨空心钉,取出导针。术后行CR和CT检查。对照组:同一名医生在C形臂透视下对13例患者进行骶髂关节骨折脱位经皮螺钉置入,作为对照组。术后行CR和CT检查。记录从手术开始到成功置入空心钉导针所需透视的次数、透视累计时间及操作时间。通过CT扫描测量术前计划钉道和术后钉道的中轴线距周围骨皮质的最小距离,重复测量3次,计算术前与术后数值的差,比较术前计划与手术结果之间的差异。结果:实验组:置入一枚导针,平均操作时间353.8±111.2s,出血量46.2±24.3ml,手术操作过程中无需透视。术前与术后骨盆入口位、前后位和出口位CR图像比较,所有螺钉均未累及上椎板、前皮质、骶神经孔和椎管,复位效果可,螺钉位置满意。CT扫描示所有螺钉均在安全区内。对照组:置入一枚导针的平均透视35.3±6.6次,平均透视累时间为37.5±6.4s,平均操作时间为619.2±199.5s。2例患者术后CT示螺钉位置欠佳,患者无神经症状及其他不适,无松动表现。应用热塑膜系统操作的平均透视次数、透视累计时间、术中出血量和操作时间均少于常规手术,二者差异有显著性意义(P0.05)。结论:计算机辅助热塑膜导航系统能为骶髂关节螺钉置入提供准确的空间定位和稳定的路径导航,减少患者和医生术中受到X线照射,安全性好。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：河北医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R687.3

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