【获奖论文】术前骨盆CT矢状位重建图层重叠对经皮置入骶髂螺钉的价值

文章来源：中华骨科杂志, 2018,38(5) : 288-294

作者：陈同林 王硕磊 贾卫斗 李晓波 白洪涛 郭相宾 房冰 肖颖

摘要  

目的

探讨术前骨盆CT矢状位重建图层重叠对经皮置入骶髂螺钉的价值。

方法

回顾性分析2015年6月至2017年5月收治且获得随访的32例骨盆后环损伤患者资料，男23例，女9例；年龄21~75岁，平均43.2岁；骨折按Tile分型：B1型4例，B2型13例，B3型6例，C1型6例，C2型2例，C3型1例。术前行骨盆CT扫描，将CT矢状位重建后的图层重叠，预设S₁、S₂骶髂螺钉入针点及通道；术中在'C'型臂X线机透视下，根据预设的入针点及通道置钉。32例患者中，3例C1型、1例C2型及1例C3型骨折采用骶髂螺钉结合S₁髂骨椎弓根钉固定，其余27例采用骶髂螺钉固定。记录置入每枚螺钉的时间、X线投照次数，术后行CT扫描观察螺钉位置并与预设通道进行对比。应用Matta放射学标准评定骨折复位质量，末次随访时采用Majeed评分标准评定骨盆功能。

结果

手术时间40~240 min，平均130 min；术中出血量20~150 ml，平均80 ml。32例患者共置入58枚骶髂螺钉，术中置入每枚螺钉的时间为5~15 min，平均9.5 min；每枚螺钉行X线投照次数为7~15次，平均10.2次。术后CT扫描及血管超声提示所有骶髂螺钉均未切出骨皮质及损伤血管、神经，与预设通道的误差为0~5 mm，平均2.2 mm。所有骨折均顺利愈合，愈合时间12~18周，平均14.2周。术后骨折复位质量依据Matta放射学标准评定：优26例，良3例，可3例，优良率为90.6%（29/32）。32例患者术后均获得随访，随访时间6~15个月，平均11.3个月。末次随访时行骨盆X线及CT检查，均显示骨折愈合良好，螺钉无松动、断裂及退出；根据Majeed评分标准评定骨盆功能：优21例，良8例，可3例，优良率为90.6%（29/32）。

结论

术前利用骨盆CT矢状位图层重叠预设骶髂螺钉入针点、角度及长度，可以使术中骶髂螺钉的置入更加精准，明显缩短手术时间及减少术中投照次数。

骨盆后环损伤主要以骶髂关节骨折、脱位或骶骨骨折为主。骨盆后环连接躯干与下肢，由骶骨、双侧髂骨及连接双侧骶、髂骨的骨间韧带和髂腰韧带组成，具有枢纽作用，其骨性结构及韧带对骨盆稳定提供约60%的作用^[1,2]。因此，选择合适的方式治疗骨盆后环损伤非常重要。

治疗骨盆后环损伤的方法包括经皮骶髂螺钉固定、前方骶髂关节钢板固定、后方张力带钢板固定、骨螺栓固定及腰椎骨盆固定^[3]。其中经皮骶髂螺钉固定具有创伤小、出血少、固定牢固、感染率低等优点^[4,5]，被公认为是治疗骨盆后环损伤的经典方法^[6]，且广泛应用于临床。

常规置入骶髂螺钉的方式是通过透视骨盆的出口位、入口位及正、侧位，在骶骨斜坡所显示的安全线以内置入空心钉，术中并无入针点位置、置钉角度和长度的准确信息^[7]。由于骶髂关节位置深在、周围有重要脏器及血管神经包绕、解剖结构不规则，所以常导致螺钉无法准确置入^[8]，造成螺钉切出安全区而误伤重要血管、神经的并发症，严重者可致患者死亡^[9]；同时因反复调整入针点及进针角度增加了手术时间及透视次数，故导致医生及患者受到的辐射剂量增加。虽然随着术中CT和导航系统的应用，骶髂关节置钉的准确率大幅提升^[10,11]，但是此类设备价格昂贵，操作不便，学习曲线较长，仅在部分三级医院可以实施^[12]，不适用于基层医院。因此，如何在没有术中CT或导航设备下，精确、安全地置入骶髂螺钉成为目前研究的热点和难点。

自2015年6月，我们尝试在术前利用CT图像后处理软件系统，纠正在CT扫描过程中的骨盆水平位和冠状位的倾斜后，通过将骨盆CT矢状位中骶骨扫描不同层面的图层逐一重叠预设骶髂螺钉入针点，而后再通过骶骨水平位、冠状位CT扫描预设骶髂螺钉的长度、角度，术中依靠'C'型臂X线机透视，严格按照预设通道置钉的方法治疗骨盆后环损伤。本研究对这些病例进行回顾性分析，目的是：①探讨术前骨盆CT扫描图层重叠预设入针点及通道对术中经皮置入骶髂螺钉的价值；②观察和分析术后骶髂螺钉通道与术前预设通道的误差；③阐述术前CT扫描图层重叠在经皮置入骶髂螺钉中的应用前景。

资料与方法

一、纳入及排除标准

纳入标准：①Tile B、C型骨盆后环损伤；②术前行骨盆CT扫描；③采用骶髂螺钉固定；④评价指标主要包括Matta评分标准和Majeed评分标准；⑤回顾性研究；⑥随访资料完整，随访时间超过6个月。

排除标准：①经过闭合复位，后环仍无法获得有效复位；②合并严重心血管疾病、肝肾功能不全、凝血功能障碍等基础疾病的患者。

二、一般资料

2015年6月至2017年5月，治疗45例骨盆后环损伤患者，根据纳入与排除标准，共32例患者纳入本研究，男23例，女9例；年龄21~75岁，平均43.2岁；交通伤22例，坠落伤8例，挤压伤2例。骨盆骨折按Tile分型^[13]：B1型4例，B2型13例，B3型6例，C1型6例，C2型2例，C3型1例；其中骶骨骨折12例，骶髂关节骨折11例，骶髂关节脱位9例。

所有患者均合并骨盆前环损伤，其中单侧耻坐骨支骨折15例，双侧耻坐骨支骨折7例，耻骨联合分离4例，单侧耻骨坐骨支骨折合并对侧髋臼骨折3例，单侧髋臼前柱骨折3例；10例合并股骨干骨折，3例合并胫骨骨折，2例合并肱骨骨折，3例合并胸、腰椎骨折；3例合并失血性休克，2例合并直肠损伤，2例合并膀胱及尿道损伤，8例合并肺部挫伤，5例合并颅脑损伤，2例合并骶神经损伤。本组患者受伤至手术时间为1~12 d，平均6.4 d。

三、术前准备

（一）常规准备

入院后，对3例合并失血性休克、生命体征不稳患者予以快速补液、输血、床单束缚或外固定架固定骨盆，其中1例行髂外动脉介入栓塞、1例急诊行盆腔纱布填塞以控制出血。本组8例合并肺部挫伤患者予以雾化吸入，其中4例血胸患者行胸腔闭式引流；5例合并颅脑损伤患者予以降颅压、营养神经药物治疗；2例合并骶神经损伤患者予以脱水、营养神经药物治疗；2例合并直肠损伤患者予以结肠造瘘；2例合并膀胱及尿道损伤患者予以膀胱造瘘。

骨盆后环损伤移位明显者行患侧股骨髁上或胫骨结节骨牵引，牵引重量为体重的1/7~1/6。患者生命体征平稳后行骨盆X线及CT检查，观察复位情况，待骨折大体复位后安排手术。

术前1 d行骨盆CT扫描，并应用CT图像后处理软件系统对CT矢状位重建图层、骶骨水平位、冠状位图像进行处理，设计骶髂螺钉入针点、角度及长度并标记。手术前一晚灌肠，以确保术中'C'型臂X线机投照清晰。

（二）骶髂螺钉入针点及通道设计

将CT影像通过图像后处理软件系统，于冠状位和水平位层面上将双侧股骨头中心调整至同一平面，以纠正扫描层面上的骨盆倾斜（图1A，图1B），而后按照骶骨冠状位层面、水平位层面、矢状位层面进行重新排列。将骶骨矢状位扫描层面由一端向另一端逐层观察并将髂骨、骶骨的骨性结构边缘及神经根管边缘、椎管边缘做标记，将每层标记线重叠。

图1 术前通过CT扫描设计骶髂螺钉通道A，B骨盆CT扫描后，将CT影像通过图像后处理软件系统进行调整，于冠状位（A）和水平位（B）层面上将双侧股骨头中心调整至同一平面，以纠正扫描层面上的骨盆倾斜C对S₁无变异的骨盆后环损伤，将骶骨矢状位扫描层面由一端向另一端逐层观察并将髂骨、骶骨的骨性结构边缘及神经根管边缘、椎管边缘做标记，将每层标记线重叠，重叠后于骶骨矢状位切面中，在S₁、S₂椎体各形成一圆形或椭圆形无标线空白区，此空白区即为水平置入骶髂关节空心钉的安全区D中心点即为水平置入S₁、S₂空心钉的最佳入针点（红色标记示）E对S₁变异的骨盆后环损伤，将骶骨矢状位扫描层面由一端向另一端逐层观察并将髂骨、骶骨的骨性结构边缘及神经根管边缘、椎管边缘做标记，每层标记线重叠后不会于S₁椎体处出现一圆形或椭圆形置钉安全区，或者安全区窄小不足以容纳6.5 mm或7.3 mm空心钉F于骶骨冠状位CT扫描层面上，于S₁椎弓根最宽处切面做一椎弓根的中线，并测量其与水平线的夹角，即术中椎弓根轴位置钉的头倾角G于骶骨水平位CT扫描层面上，与S₁椎弓根最宽处切面做一椎弓根的中线，并测量其与水平线的夹角，即术中椎弓根轴位置钉的腹倾角

若S₁无变异，则所有标记线重叠后于骶骨矢状位切面中，在S₁、S₂椎体各形成一圆形或椭圆形无标线空白区，此空白区即为水平置入骶髂螺钉的安全区（图1C），其中心点即为水平置入S₁、S₂空心钉的最佳入针点（图1D）。

若S₁变异，则上述标记线重叠后不会于S₁椎体处出现一圆形或椭圆形置钉安全区，或者安全区窄小不足以容纳6.5 mm或7.3 mm空心钉（图1E），故需要在S₁椎弓根轴位置钉。预设入针点的方法是于骶骨冠状位CT重建层面上，于S₁椎弓根最宽处切面做一椎弓根的中线，并测量其与水平线的夹角，即术中椎弓根轴位置钉的头倾角（图1F）；于骶骨水平位CT扫描层面上，与S₁椎弓根最宽处切面做一椎弓根的中线，并测量其与水平线的夹角，即术中椎弓根轴位置钉的腹倾角（图1G）。

本研究所涉及到的S₂椎体均无变异，可水平置钉。由于每例患者骨盆的前倾角度不同，其与S₁和S₂的出口位、入口位角度也不同，所以我们选择骶骨矢状位层面上S₁上终板切线与身体垂线的夹角作为S₁出口位，S₂上终板切线与身体垂线的夹角作为S₂出口位；S₁椎体前缘与身体垂线夹角为S₁入口位，S₂椎体前缘与身体垂线的夹角为S₂入口位。术前测量以上4个角度并记录，术中行S₁或S₂骶髂螺钉置钉时，依术前测量的出、入口位角度透视。

四、手术方法

（一）麻醉及体位

本组患者均采用全身麻醉。6例需同时行S₁髂骨椎弓根钉固定患者、9例S₁变异需行S₁椎弓根轴位置钉患者取俯卧位，其余17例S₁无变异患者中，其中8例取俯卧位，9例取平卧位。

（二）骨折复位及固定

对于合并垂直移位的骶骨骨折或骶髂关节脱位患者，通常在术前行股骨髁上骨牵引复位。若术前未能达到复位要求，则于术中先行髂腰椎弓根钉棒固定或骶髂椎弓根钉棒固定，并以钉棒撑开或加压复位；对于旋转移位者，采用经皮Schanz钉反向闭合复位，通过术中牵引、撬拨、反向旋转等方法复位；对于开书型损伤患者，先行前环复位固定，再行骶髂螺钉固定。

1．S₁置入骶髂螺钉

'C'型臂X线机透视骨盆侧位，将双髋关节置于显示屏中心且透视图像呈一同心圆时，水平向头侧及背侧移动'C'型臂X线机，使S₁椎体侧位投影位于显示屏中心区域，旋转显示屏影像，调整骶骨角度，使其与术前骨盆CT所示骶骨角度一致。对于S₁无变异者，按照术前CT标示的空心钉进针点投影处做一0.5~1.0 cm皮肤切口，沿切口置入1枚直径3.5 mm的斯氏针，使斯氏针尖端抵于髂骨外板上预设的进针点处，调整斯氏针方向，使其在显示屏成点状，锤击斯氏针并透视调整角度，使其始终在显示屏上保持点状投影，待突破三层皮质后，将斯氏针取出，置入空心钉导针，并在'C'型臂X线机骨盆侧位透视下沿此通道继续前进约5 cm，调整'C'型臂X线机角度观察骨盆正位、S₁入口位和出口位影像上空心钉导针方向，判断方向准确后继续前行至适当位置；根据骨折类型选择是否贯穿双侧骶髂关节，测深后拧入直径6.5 mm或7.3 mm空心钉。

对于S₁变异者，按照术前测量的头倾角和腹倾角调整'C'型臂X线机在S₁的投照角度，待显示屏上示在S₁椎体前上缘出现一椭圆形轮廓，即S₁椎弓根轴位影像时，于椭圆形轮廓中心以同样的方式置入空心钉导针，并在骨盆正位、S₁出口位和入口位透视观察空心钉位置、角度及长度合适后测深，拧入相应长度的空心钉。

2．S₂置入骶髂螺钉

本组患者S₂椎体在CT影像上均无变异，故均水平置入骶髂螺钉至S₂椎体。置钉方式与S₁水平置钉方法相同。根据患者损伤情况确定骶髂关螺钉进入深度及螺钉数量。

（三）合并损伤的处理

对合并骨盆前环损伤患者，闭合复位耻骨支或前柱空心钉内固定16例，钢板内固定5例，空心钉结合Infix内固定7例，外固定架固定4例。

10例合并股骨干骨折患者均采用髓内钉内固定；3例合并胫骨骨折患者，其中1例采用钢板内固定，2例采用髓内钉内固定；2例合并肱骨骨折患者均采用钢板内固定；3例合并胸、腰椎骨折患者均采用后路钉棒系统内固定。

（四）关闭切口

因骶髂螺钉均为微创置入，故术后直接缝合皮肤切口，1~2针即可。对后环切开复位钉棒系统固定或前环切开复位内固定切口，常规冲洗缝合。

五、术后处理

术后预防性应用抗生素1 d。术后第2天换药，术后第3天指导患者在床上活动锻炼腰背部及双下肢肌肉力量。出院后嘱患者分别在术后1、2、3、6、9、12、15个月时复查，根据骨折程度、复位情况、内固定稳定性及复查时影像学资料指导患者下地负重时间及患肢功能锻炼情况。

六、观察指标及疗效评定标准

观察指标包括手术时间、术中出血量、每枚螺钉置入时间、X线投照次数、术后CT检查示螺钉有无切出骶骨前缘骨皮质或进入骶管、与预设通道的偏差距离、随访时间等。

根据术后摄骨盆X线片情况，依据Matta评分标准^[14]评定骨折复位质量。其中骨折移位<4 mm为优，移位为4~10="" mm为良，移位为11~20="" mm为可，移位="">20 mm为差。

采用Majeed评分标准^[15]评定骨盆功能。该评分从疼痛（30分）、工作（20分）、坐（10分）、性交（4分）、站（36分，包括辅助行走12分，步态12分，步行距离12分）等方面进行评价，满分为100分；其中85~100分为优，70~84分为良，55~69分为可，<>

结果

一、一般结果

本组患者术中采用'C'型臂X线机投照时，均可清晰辨认骶孔、骶骨斜坡及骶管，均经皮置入骶髂螺钉。

所有患者手术均由同一组医生完成，手术过程顺利，无一例发生术中并发症。32例患者，手术时间40~240 min，平均130 min；术中出血量20~150 ml，平均80 ml。出血量多和手术时间长的患者为同时行前环固定或腰髂固定或骶髂固定手术。术中置入每枚螺钉的时间为5~15 min，平均9.5 min；每枚螺钉进行X线投照次数为7~15次，平均10.2次。本组32例患者中，S₁无变异患者21例，S₁变异患者11例。

32例患者术后均获得随访，随访时间6~15个月，平均11.3个月。

二、骨折复位及固定情况

32例患者共置入58枚骶髂螺钉，术后骨盆X线及CT扫描示骶骨骨折或骶髂关节脱位复位后移位在4 mm以内26例，4~10 mm 3例，15 mm以内3例；无一枚骶髂螺钉切出骨皮质。与预设通道的误差为0~5 mm，平均2.2 mm，其中1例S₂骶髂螺钉因角度轻度偏差致钉头与预设通道误差5 mm，但未切出骨皮质；与术前预设通道的符合率86.2%（50/58）。螺钉长度均按照术前骶骨冠状位和矢状位的测量值置入，其深度与预设一致。前环16例闭合复位耻骨支或前柱空心钉内固定患者、5例钢板内固定患者、7例空心钉结合Infix内固定患者及4例外固定架固定患者均固定牢固，无松动。

术后骨折复位质量依据Matta放射学标准评定，其中优26例、良3例、可3例，优良率为90.6%（29/32）。

三、骨折愈合情况

所有骨折均顺利愈合，愈合时间12~18周，平均14.2周（图2）。末次随访时骨盆X线及CT检查均示骨折愈合良好，螺钉无松动、断裂及退出。

图2 男，28岁，车祸致骨盆Tile C型骨折A~C术前骨盆正位X线片（A）和CT矢状位重建（B，C）示右骶髂关节分离，右耻骨支骨折，耻骨联合分离，左髋臼横行骨折D通过术前CT设计，骶髂关节采用S₁、S₂水平位置螺钉固定，术后骨盆正位X线片示骨折已复位，骶髂螺钉位置良好E术后3个月，骨盆正位X线片示所有骨折均已愈合，骶髂螺钉无松动、退出

四、疗效评价

术后盆腔超声提示骶髂螺钉未损伤血管、神经；术前2例合并骶神经损伤患者，术后症状未加重，术前未合并骶神经损伤患者，术后无一例发生骶神经损伤。

末次随访时，Majeed评分为63~98分，平均85分；其中优21例、良8例、可3例，优良率为90.6%（29/32）。

五、术后并发症

本组1例Tile B2型骨折患者行S₁骶髂螺钉固定，术后3个月复查示骨折愈合，但螺钉发生松动，并向外退出5 mm，考虑与患者术后3周即完全负重行走有关。术后6个月再次复查，螺钉未进一步退出，予以取出骶髂螺钉。

1例前环行Infix内固定患者，术后第3天出现伸膝无力，考虑为Infix内固定压迫股神经所致，于术后第3周去除Infix内固定，术后3个月随访时，患者伸膝肌力恢复正常。

本组58枚骶髂螺钉切口均未发生切口感染。

讨论

一、术前骨盆CT矢状位重建图层重叠对骶髂螺钉置入的价值

本研究通过以S₁椎体上终板为骶骨水平位、骶骨冠状面为骶骨冠状位，同时增加骨盆矢状位的扫描，可以更为准确地观察及测量骶骨的水平位及冠状位的结构、螺钉通道的长度、宽度、S₁椎体有无变异及变异骶骨的S₁椎弓根角度，通过CT调整双侧髋臼在显示屏上达到骨盆左右对称后，从矢状位CT逐层扫描并对髂骨、骶骨前缘、斜坡、神经根管前缘、椎管前缘进行标记，将每层标记线重叠，其中央的空白区域即是S₁、S₂水平位置钉的安全区，其中心点即为侧位影像上最佳入针点。

常规的术中'C'型臂X线机侧位透视标记是调整'C'型臂X线机使骶骨的两侧斜坡或两侧坐骨大切迹重叠，但因斜坡或大切迹不是圆形且距离较近而易产生误差。另外，由于骶骨的置钉通道狭窄，且周围大的血管、神经丰富，侧位角度的轻微误差，均可使螺钉的终端产生较大距离的偏斜，从而导致螺钉切出。我们以两侧髋臼的影像呈同心圆来作为侧位的参照物，一则因为两侧髋臼的同心圆结构较两侧坐骨大切迹的曲线结构在定位上更准确，二则因为两侧髋臼之间的距离较两侧坐骨大切迹大，可减少定位误差。同时，术中侧位透视双侧髋臼投影呈同心圆结构，与术前CT矢状位设计一致。若S₁椎体无变异，则在骶骨侧位就可以按照术前设计的S₁、S₂空心钉的入针点让导针呈点状进针。张英泽等^[16]指出，S₁椎体畸形时，按照头倾29.6°，前倾38.3°投照，可以得出椎弓根轴位的椭圆形投影轮廓，在此轮廓内置钉安全。但本研究发现，每例患者S₁椎体畸形的角度并不一致，通过对骶骨水平位和冠状位的扫描可以得出每例患者的个体化置钉角度，并在术中按照测量的角度置钉，准确率大幅提高。

本组32例患者共置入58枚骶髂螺钉，经术后CT验证均位于术前CT预设的骨性通道内，无一例切出骶骨骨皮质。与术前预设通道相比，误差0~5 mm，证实了本方法的准确性。而且无论S₁椎体变异与否，均可置入空心钉。术中每枚空心钉的置入时间为5~15 min，平均9.5 min；每枚螺钉行X线投照次数为7~15次，平均10.2次，两项数据也均低于传统的置钉方式^[17]。本方法所需设备简单，术前的螺旋CT机以及术中的'C'型臂X线机在基层医院均可添置，降低了在基层医院行骶髂螺钉置钉的难度。

二、经皮置入骶髂螺钉的适应证及禁忌证

通过对本组32例患者资料进行分析，我们认为经皮置入骶髂螺钉的适应证有：①单纯骶髂骨间韧带损伤，②骶髂关节脱位，③Denis分型为Ⅰ、Ⅱ型的骶骨骨折，④Tile分型为B、C型的骨盆骨折。但对于Day等^[18]分型的Ⅰ、Ⅱ型骶髂关节骨折脱位、髂骨进钉点周围粉碎性骨折、Denis分型为Ⅲ型的骶骨骨折、骶骨骨折卡压神经术前牵引症状不能缓解及严重的骨折疏松患者不适合采用骶髂螺钉固定^[19]。另外，对骨盆环损伤纵向移位明显者，经术前持续大剂量牵引（一般为体重1/7~1/6）仍不能复位及旋转移位者，采用经皮Schanz钉反向闭合复位，通过术前、术中牵引、撬拨、反向旋转仍不能闭合复位者（移位>10 mm），则改行切开复位内固定术。再有，骨盆后环陈旧性骨折移位明显者，也不适合采用经皮置入骶髂螺钉治疗。

三、手术注意事项

根据我们在手术过程中遇到的问题，以下几点值得注意：①术中患者体位的轻微变动和因臀部肌肉丰厚致导针在插入过程中出现的形变均可导致影像学'漂移'，手术时的影像与术前设定的影像存在一定误差，会引起置钉方向的偏移，因此置钉操作时要轻柔。②术中应尽可能使用斯氏针，因为粗克氏针不易引起形变从而可避免置入角度的偏差。另外，骨锤应轻敲击，避免过度用力；锤击进入较电钻钻入在手感上对螺钉切出骨质感应佳，同时也不会绞伤血管及神经；再有，因入针点的髂骨是斜坡状，易滑动，故在锤击时可将导针垂直于髂骨，待导针稳定后再沿设计方向进入。③置入1枚螺钉后再置入下1枚螺钉时，需再次透视双髋关节，使双股骨头重新位于同心圆位置，然后再置入下1枚螺钉。④手术前一晚需灌肠，若术中无法辨别骶孔、骶骨斜坡及骶管，则放弃置钉，改由其他方法治疗。

四、本研究的局限性

本研究为回顾性分析，由于我们运用CT矢状位重建图层重叠预设术中骶髂螺钉入针点及通道的时间较短，样本量偏小，大部分患者随访时间偏短，所以对远期并发症的分析可能存在偏差。

综上所述，术前利用CT矢状位重建图层重叠预设术中骶髂螺钉入针点、角度及长度，术中严格按照设计的通道经皮置入骶髂螺钉固定骨盆后环损伤，具有置钉精准、手术时间短、射线辐射少、并发症少等优点，是一种精确、安全、有效的治疗方法。

 参考文献（略）