|
本文原载于《中华创伤骨科杂志》2018年第1期 骨盆后环由骶骨、骶髂关节、两侧髂骨及周围肌肉、韧带构成。骶骨上接L5，向下通过双侧骶髂关节并与双侧髂骨相连。骨盆后环的稳定性主要依靠骶髂关节韧带和周围韧带来维持。当发生Tile C型骨盆骨折时，骶髂关节韧带和周围韧带常常受损，骨盆后环的完整性被破坏，造成骨盆环垂直方向和旋转方向的不稳定[1,2]。 不稳定型骨盆骨折常伴有骨盆大出血、盆腔脏器损伤等并发症，死亡率高达30%[3]，是一种极其严重的创伤，常由高能量创伤（如交通伤、高处坠落伤等）导致。由于术前和术后并发症的发生率较高，幸存患者大多对其生活质量不满意，这给创伤骨科医生带来了巨大的挑战[4]。 对于不稳定型骨盆后环骨折，早期行外科干预固定骨折以稳定血流动力学、降低死亡率已成为共识[5]。但是，现有固定不稳定型骨盆后环骨折的方法存在着或多或少的缺陷[6]：①骶髂关节前方入路钢板固定创伤较大，有损伤L5神经根的风险，且潜在大出血的风险较大；②后方M型钢板固定术中钢板需要预弯塑形以贴服骨面，取出内置物时需要扩大手术切口进行；③后方骶骨棒固定创伤较小，但是内固定物突出会引起患者腰背部不适，同时过度加压可能导致骶神经损伤[7]；④骶髂关节螺钉固定需要术者有丰富的手术经验和术中影像的保障，术中可能会损伤神经、血管。有研究[8]证明，在内固定物松动和再次骨折发生率方面，以上4种固定方式并没有差别。 与传统固定方法相比，经髂骨内固定器（transiliac internal fixator, TIFI）固定在生物力学特性方面保证骨折端稳定的同时，存在诸多优点：①螺钉为微创经皮固定，避免了手术造成的医源性神经、血管损伤；②手术时间短，易操作和掌握；③术后内固定物感染的发生率低；④可以早期行内固定手术，稳定血流动力学，降低死亡率。因此，在临床工作中TIFI有望进行大规模的应用。 TIFI的工作原理 TIFI由2个主钉和1个连接杆组成，主钉借连接杆上的角稳定螺丝固定在一定角度。主钉通常用椎弓根螺钉，直径为7 mm，长度为50~60 mm。也有学者[9]应用Schanz螺钉作为TIFI的主钉，直径也是7 mm，螺纹长度为65 mm，主钉长度可以达到141 mm；并认为Schanz螺钉的生物力学强度强于一般椎弓根螺钉。连接杆直径为6 mm，根据固定间距可以选择不同长度。 标准的手术方式[3,4,5]为：①患者取俯卧位置于特制的放射床上，床旁备C型臂X线机，使C型臂X线机可以有足够的空间摄骨盆前后位、后位和侧位X线片。采用全身麻醉，常规消毒、铺单。②标记双侧髂后上棘和背侧髂嵴的体表标记点。沿后入路做2个2~4 cm长的纵形手术切口，使皮肤切口的头2/3位于双侧髂后上棘的连线中点之上，尾侧1/3位于其下。切开皮肤，钝性分离浅筋膜及皮下组织，分离至骨面。利用牵拉复位器复位骨折，并在C型臂X线机下监测骨折块的位置。③复位良好后，用C型臂X线机透视闭孔出口位以确定可以置入螺钉的通道，使主螺钉的置入点可以在术中清晰看到。入针点选择在背侧髂嵴的高点、髂后上棘的头侧1~2 cm处。用开孔器在髂后上棘入针点钻孔，钻透单侧皮质后用导针钻孔，打入2枚主钉。C型臂X线机可以监测主钉与髋臼、坐骨切迹的位置关系。传统的TIFI主钉置入方向为矢状面上倾斜30°角，这一设计的初衷是为了避免垂直打入带来的内固定物突起导致的软组织激惹[6]。也有学者[2]报告，主钉方向沿髂后上棘至髂前下棘方向置入，可以获得更好的旋转稳定性。④主钉置入完毕后，选择合适长度的连接杆，拧紧角稳定螺钉，逐层缝合。术后患者部分负重（负重重量为15 kg），6~8周后复查X线片视骨折愈合情况负重行走。 TIFI的临床应用 2004年Füchtmeier等[10]首先报告应用TIFI固定31例垂直不稳定型骨盆骨折患者，包括骶髂关节骨折脱位和骶骨纵形骨折，行TIFI固定后随访2年，仅2例患者出现钉道感染，1例患者出现内固定物松动，优良率为90.3%。2010年法国学者[11]也进行了1项回顾性分析研究，27例不稳定型骨盆骨折患者经TIFI固定后，2例患者出现并发症，其余25例患者骨折均在6个月内愈合，优良率为92.6%。国内极少见应用TIFI固定治疗骨盆后环骨折的病例报道。2015年Salášek等[12]通过回顾性分析骶髂关节螺钉和TIFI固定的患者资料，比较2种内固定方式的患者满意度评分、影像学评估结果等临床效果。选取采用骶髂关节螺钉和TIFI固定的Tile C型骨盆骨折各32例并进行随访，应用Matta评分系统评估患者的影像学结果，应用Majeed评分评估患者的临床疗效。结果显示：TIFI组患者Majeed评分系统优良率为80.64%，无一例患者术中发生并发症；骶髂关节螺钉组患者Majeed评分系统优良率为80.67%，2例患者术中出现医源性神经、血管损伤。因此，TIFI固定提供了与骶髂关节螺钉固定相似的临床疗效，且并发症发生率更低。 TIFI的生物力学研究 国内外关于TIFI生物力学的研究主要集中在其与其他固定器械的比较，通过影像学评估、有限元分析、模型骨和尸体骨实验来确定TIFI装置的生物力学稳定性。 一、TIFI与钢板、骶髂关节螺钉的生物力学对比 Dienstknecht等[6]在2011年利用10具新鲜冰冻尸体骨盆标本进行TIFI与钢板、骶髂关节螺钉的生物力学对比。将尸体骨耻骨联合分离、骶髂关节分离建立Tile C型骨折模型，并分别予以TIFI、钢板、骶髂关节螺钉固定。固定完好后在椎体上施加生理性体重应力，用精细摄像机（Qualisys, Sävedalen, Sweden）观察骨折处移位情况并记录。后期用ANOVA软件处理记录的数据。结果显示：与钢板、骶髂关节螺钉相比，生理负荷下TIFI在三维空间上的移位（x、y、z轴上的关系）没有明显差别，即TIFI、骶髂关节螺钉和钢板固定在防止骨折移位的稳定性方面没有明显差别。 二、TIFI与骶髂关节螺钉的比较 2015年Salášek等[13]报告应用有限元分析法对骶髂关节螺钉和TIFI固定进行了对比，利用健康人骨盆CT数据建立有限元模型，模拟Dennis Ⅱ区骶骨骨折，分别模拟2枚骶髂关节螺钉置入和TIFI置入模型。以正常完整的骨盆为参考，模拟在L5椎体上施加应力，计算应力与移位量、稳定性和等效应力的关系。结果显示：TIFI组平均稳定率为75.22%，骶髂关节螺钉组为46.54%（稳定率越高，越稳定）；TIFI组的等效应力率为139.27%，TIFI组为565.35%（等效应力率越小，骨折块间压力越小）。由此可知，TIFI固定较骶髂关节螺钉固定在应力增加的情况下更加稳定，骨折块之间的压力更小。因此，TIFI避免了骨折块之间的过度加压，降低了骶神经的损伤率。 TIFI应用过程中存在的问题及争议 一、TIFI主钉规格的选择 在TIFI装置发明者Füchtmeier等[10]的报告中，传统的TIFI装置中主钉一般采用椎弓根螺钉：直径为7 mm，长度为50~60 mm（Universal Spine System, Synthes, Umkirch，德国）；连接杆直径为6 mm，长度可调节。 Schmitz等[9]提出改良的TIFI设计方案，主钉采用Schanz螺钉，直径为7 mm，长度甚至可以达到141 mm。他们认为Schanz螺钉的生物力学特性要优于一般的椎弓根螺钉。主要优点包括：①Schanz螺钉比较长，最长可以达到140 mm，增加了骨面与内置物的接触面积，生物力学稳定性良好；②改良的TIFI装置中应用Schanz螺钉联合骨水泥增加了生物力学强度；③螺钉长度可以根据要求剪短。但是，Schanz螺钉的生物力学效果是否优于椎弓根螺钉，他们并没有进行相应的生物力学试验和有限元分析。 二、主钉置入方向的选择 骨盆后方的固定原理可以概括为2道防线：第1道防线为维持固定点间的距离，第2道防线为抗扭转的强度[14]。已有生物力学实验[15]大多数是验证骨折块之间的移位即第1道防线，对于第2道防线（即抗空间上的扭转）极少见有文献报道。 Füchtmeier等[10]报告的患者中，TIFI主钉方向是自髂后上棘向下方打入，矢状面上呈30°夹角，以缓解对皮肤、软组织的激惹。Schmitz等[9]通过对采用改良TIFI固定治疗的4例骨盆后环骨折患者资料进行分析指出：TIFI主钉方向由髂后上棘沿髂前下棘方向打入较传统垂直打入可以获得更大的骨-内固定物接触面积，使装置更加稳定；螺钉置入角度的增大还可以获得更佳的旋转稳定性。然而，这一观点仅仅是假设，并没有生物力学实验和有限元分析来进一步验证。 三、对TIFI改进的尝试 杨鹏等[16]通过测量5具尸体骨盆标本的数据，设计出一种可能增加TIFI旋转稳定性的改良交锁固定装置——髂间交锁固定系统(transiliac interlocking system, TILLS)，并通过尸体骨模拟手术验证，手术过程中也未出现损伤神经和突出皮肤的情况。何翔[17]通过一系列的生物力学研究将TILLS与TIFI、骶髂关节螺钉、张力带钢板（tension band locking plate, TBLP）进行比较，得出抗垂直压力由强到弱依次为骶髂关节螺钉>TIILS> TBLP >TIFI，抗水平扭转应力的能力由强到弱依次为TIILS > TIFI >TBLP >骶髂关节螺钉。交锁固定系统的旋转稳定性强于现有的固定系统。 小结与展望 Tile C型不稳定型骨盆骨折，如骶髂关节骨折脱位、骶骨骨折等严重影响骨盆的垂直稳定性，使人体中轴至下肢的连接体破坏，失去承重能力[18]。因此，骨盆后环的固定以恢复骨盆后环的完整性和稳定性为目的，使患者能够早期坐起、甚至站立，并进行早期康复锻炼，促进骨折愈合[5]。但传统的手术入路，如髂腹股沟入路、Stoppa入路等对手术操作要求比较高，暴露范围大，二次创伤较大，且容易导致医源性神经、血管损伤。微创外科技术在骨盆损伤中的应用已显示出创伤小、恢复快、易操作等优越性[19]。在TIFI固定Tile C型骨盆骨折的模型中，当患者坐起或站立时，应力主要集中在竖直方向，是水平面上的旋转。此时内固定的垂直稳定性主要依靠2枚主钉的抗拔出力，而旋转稳定性则主要依靠主钉与连接杆之间的角稳定性作用。TIFI目前存在2种主钉置入方法[9]：一为主钉从髂后上棘竖直向下打入，TIFI置入的平面为竖直方向，从而获得更好的垂直稳定性（图1）；二为主钉从髂后上棘沿髂前下棘方向打入，TIFI置入的平面更接近于水平，从而可以获得更好的旋转稳定性（图2）。Berry等[20]测量了129具髂骨标本发现，从髂后上棘打入髂前下棘的螺钉通道长度平均为141.2 mm，最小宽度平均为20.2 mm。Santos等[21]也经过测量提出，从髂后上棘至髂前下棘的螺钉有2种规格，分别为7.5 mm×140 mm和9.5 mm×140 mm，而且指出尽量长和粗的螺钉能提供更大的扭矩和更好的生物力学稳定性。因此，从髂后上棘至髂前下棘的螺钉通道能达到Schanz螺钉直径7 mm的最低置入要求，第2种规格的主钉置入方法在理论上是可行的。为此，我们在Solidworks 2014软件中模拟2种TIFI主钉置入方案，推测在2种主钉置入方向之间可能存在一个置入主钉的位置来兼顾垂直稳定性和旋转稳定性；或者经过一系列的改良方案，将TIFI固定与钢板、髂腰固定等结合，增加稳定性。这一设想将在后期的研究中进行验证。 图1TIFI传统的置入方式，主钉从髂后上棘竖直向下打入，2枚主钉在竖直方向，骨盆模型：后面观（A），上面观（B），侧面观（C） 图2TIFI新型的置入方式，主钉从髂后上棘沿髂前下棘方向打入，2枚主钉更接近于水平，骨盆模型：后面观（A），上面观（B），侧面观（C） 综上所述，TIFI经过了近10年的实验和临床验证，成功地治愈了许多不稳定型骨盆后环骨折患者。TIFI已经被证实具有以下优越性：①相较于传统内固定方法，TIFI表现出来的临床结果与钢板、骶髂关节螺钉等基本一致，而且术中出血量、恢复时间等均比传统手术方式优良[10,12]。②已有的生物力学实验结果说明TIFI能提供与钢板、骶髂关节螺钉等传统方式相似的生物力学稳定性，而且由于其是后方固定，更能防止骨块间的过度加压[6]。③TIFI的零部件是基于椎弓根螺钉和Schanz螺钉制作的，在广大基层医院也容易得到，也比较容易进行优化和改良。但是TIFI装置中螺钉规格的选用、螺钉置入方向和连接杆长度的选用等问题仍是讨论的热点，目前极少见有生物力学研究和有限元分析来改良TIFI的设计、置入方案。因此，后续关于TIFI螺钉置入方向对比的生物力学研究及TIFI装置的改良等有待于进一步开展。 “参考文献略” |
|
|
来自： martinbigbird > 《骨盆》
