耻骨上支进钉通道的数字解剖学研究（可编辑）

耻骨上支进钉通道的数字解剖学研究（可编辑） 耻骨上支进钉通道的数字解剖学研究 河北医科大学 学位论文使用授权及知识产权归属承诺 本学位论文在导师或指导小组的指导下,由本人独立完成。 本学位论文研究所获得的研究成果,其知识产权归河北医科大学所 有。河北医科大学有权对本学位论文进行交流、公开和使用。凡发表 与学位论文主要内容相关的论文,第一署名为单位河北医科大学,试 验材料、原始数据、申报的专利等知识产权均归河北医科大学所有。 否则,承担相应法律责任。 一 研究生签名:刁碜易导师签章:已名叛三级学院领导盖章: ; 捌陪年。月瑚 河北医科大学研究生学位论文独创性声明 本论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果,除了 文中特别加以标注和致谢等内容外,文中不包含其他人已经发表或撰 写的研究成果,指导教师对此进行了审定。本论文由本人独立撰写, 文责自负。 研究生签名: 翩嫜饿 勘旷年矽月?日。?目 录 中文摘要?...... 英文摘要?.?..??..??.? 研究论文耻骨上支进钉通道的数字解剖学研究 前言.??.?..?...?..? 日:吾.??.?..?...?..? 材料与方法??..?..?.... 结果?.......?.... 附图?.??..?.. 附表?..? 讨论.??.??... 结论??.. 参考文献??.综述耻骨上支骨折逆行髓内螺钉固定的解剖学研究进 展??..... 致谢??...... 个人简历??.?..:??.......中文摘要 耻骨上支进钉通道的数字解剖学研究 摘 要 研究背景: 近年来,交通事业和建筑业事业日渐发达,高能量骨盆损伤发病率呈 逐年上升的趋势,在治疗方面,切开复位内固定术已成为共识,以往,多 重视后环的内固定,而随着研究的不断深入,多数学者认为,应同时对前 环进行固定。认为,对于旋转不稳定和垂直不稳定骨盆骨折中,前 环耻骨移位大于则需手术治疗。手术方式常采取耻骨上支钢板内固 定,但该方法切口大,出血多,且显露困难,并发症多。近年来,已经有 许多学者提出用经皮拉力螺钉固定的方法,已取得满意疗效。 .年首次报道运用逆行耻骨上支髓内螺钉治疗耻骨上支骨折。应用 耻骨上支髓内螺钉技术治疗耻骨上支骨折,具有创伤小,出血量小,固定 牢靠的优点,但由于看不到关节面,可能会发生螺钉穿入关节内的严重并 发症,因此在临床上未得到广泛推广。王庆贤,裘邯军等应用手工解剖测 量的方法对耻骨上支进行定量解剖测量,取得一定成果,郑琦等曾进行过 髋臼前柱螺钉的最优化计算机辅助测量,但对于偏内侧的耻骨上支骨折未 能提供数字解剖学参考。 本研究在吸取众多研究成果与研究方法基础上,适应现代数字医学发 展的需要,将现代影像学、人体解剖学,计算机三维重建技术与逆向工程 技术结合,针对耻骨上支髓内螺钉固定如何定位,定向,定深的问题展开 研究,在三维数字平台上,对耻骨上支髓内螺钉的进钉通道特征规律进行 系统的研究。 目的: .建立耻骨上支三维模型数据库 .建立耻骨上支进钉通道数字化分析方法 .研究进钉通道、进钉点与耻骨上支边界之间的三维关系,旨在明确 进钉点位置、进钉通道大小与进钉角度之间的变化规律,确定最佳进钉点, 方向和长度。 材料与方法:中文摘要 .原始数据与耻骨上支三维模型数据库建立:随机取年 月~年月因其他系统疾病在邢台市人民医院科行完整骨盆计算 排多层螺旋的成年患者例,男例, 机断层扫描 女例,年龄~岁,共获得个半骨盆,均无骨质病变和解剖学异 常。扫描条件:电压,电流~,层厚.姗,× 矩阵。将连续断层图像数据以文件格式保存至?,导入 个人计算机系统。 .耻骨上支三维模型的重建:将数据在个人计算机系统上导入 .,首先灰度分割提取骨盆边界轮廓信息区,然后应用区域分割 再次提取耻骨上支信息区,采用系统默认的最佳重建模式三维重建耻骨上 支模型,并用同样参数重建出所有耻骨上支模型,建立备用数据库。 .耻骨上支重建模型的观察:在耻骨上支模型中,观察耻骨上支的内 外边界及髋臼边界,依据耻骨上支的三维形态定位三维参考平面,提取耻 骨上支至髋臼处的表面轮廓。 .耻骨上支进钉通道的三维分析方法:依据耻骨上支骨折的常见部位 偏内或偏外,置入虚拟圆柱体,结合观察轴位、冠状位、矢状位二维 图像对其进行分析,保持圆柱体在不同层面均保持在骨皮质内,采用三维 ,测量最大进钉通道直径,最大长 测量工具 度,探寻进钉点位置,进钉通道大小与角度之间的特征规律,确定安全范 围,继而建立数字化耻骨上支进钉通道数据库。 .对虚拟三维圆柱体的最大长度,最大直径,置入点所对应的与耻骨 上支上缘与耻骨联合面的距离,在此最大直径内的螺钉进行性变化时与矢 状面及躯体横断面夹角的变化情况进行统计,平均数据采用?表 示,对性别差异性进行独立样本检验,左右两侧采用配对检验. 有统计学意义。实验数据采用.统计分析。 结果: 重建完整耻骨上支模型个,男性个,女性个。对于内侧/ 骨折,虚拟三维圆柱体的最大直径平均为.?.,长度为. ?.姗,螺钉与矢状面的夹角变化范围为.。?.。~.。 ?.。,螺钉与躯体横断面夹角的变化范围为.。?.~. 。?.。,与耻骨上支上缘距离为.?.,与耻骨联合面距离中文摘要 为.?.姗,对于外侧/骨折,虚拟三维圆柱体的最大直径平均 为.?.,长度为.?.衄,螺钉与矢状面的夹角变化范 围为.。?.。~.。?.。,螺钉与躯体横断面夹角的变 化范围为.。?.。~.。?.。,与耻骨上支上缘距离为 .?.,与耻骨联合面距离为耻骨联合面距离为.?.。 在男性和女性之间的差异有统计学意义值均.,内外侧两组数据 之间的差异有统计学意义,其中虚拟三维圆柱体的最大直径和最大长度在 左右侧之间的差异无统计学意义。 结论: 在软件中得到了完整的耻骨上支模型,通过对于模型进行 旋转,平移等操作,结合观察轴位、冠状位、矢状位二维图像,可以方便 的从任意角度和方向观察耻骨上支情况,测量有关的数据,包括耻骨上支 的直径和中心位置,最佳入钉点,最佳角度等,并可在此基础上对耻骨上 支畸形加载,破坏,模拟各种手术如上内固定等操作等。 .耻骨上支的进钉通道是耻骨上支内部三维投影的内边界,它是一个 动态变化的空间,一定范围内,任意的一个三维空间对应着一个进钉通道, 该通道对应着一个最大螺钉通道,该最大螺钉的通道对应着最佳的轴线和 进钉点,也对应着一定大小的螺钉在该通道的进钉安全区。 .随着数字技术在骨科临床应用日益广泛,将之应用于耻骨上支骨折 的诊断和治疗成为可能,本研究证明了这一技术应用于临床的可行性和可 靠性,对于耻骨上支骨折患者,医生应用软件对采集的数 据进行数字化重建,利用快速成型技术生成实体模型,可以直观地观察耻 骨上支骨折的具体情况,为临床制定术前提供准确的参考依据,体现 出了个体化原则,降低髓内螺钉误入髋臼的手术风险,减少术中透视,减 少医患双方的线损伤,促进了手术治疗效果的提高。 关键词:耻骨上支骨折;进钉通道;三维重建;数字解剖;髓内螺钉。英文摘要 :培 ,慨眦 ,觚仃恤, .证, . 两 ,. 嬲 锄 舶纳, 吨, 血 ,讹 埘 ,地. 乏唱 配 ,硒 行.. , , 瑚哑巧 仔撇. 印姗 锄巧 乏喀 ,?, , ,丘印 . 黔, 删证 巧 哪 锄. 酏如锄 唧,觚 触鹏 锄. 玉 , 英文摘要 ; , 蚰 ., ,聊 . ,锄.: 锄 . 耐 . . . , 也 锄,母 也, 、 , , .: . 鼬. 耐 姗 , , ~ 廿~. ’ . . . 锄锄 .~ ,眦 , :魄 ., × . . . 龇 一 :,.;, 巧曲笋 ;, ;, 曲 锄 量;, 锄吐 ?英文摘要 】吐 、, . ?‘ 们甜:, .?一 .栅也讪呦. 印仔.’ 也 锄: 阳 量 心 一 眦,. : , 巧瓶 ,曲、 . 锄、?., 撕 . . . 培 印 ?廿. 锄行吐 ? ” ? .. :也 ?. 行, 钯锄叩. .. 觚渤 咖 .. 缸:耐 锄, ’ ’.且 . /疔, 锄 .?., .? 英文摘要 ???????????????????????????????????????????????????一一? 甜 ..啪 鲫 鼬.。?.。~.。?.。. ..。?.~.。?.。. 、? 谢丽 .?.. 廿.?.. 锨 /觚, 枷 一 锄 遗 .?.,舭付 .?.砌.聊唱 陀廿 鹪. 姗 。?. 。~.。?.。. ? .。?.。~.。?.。. 啦叽 铆 ? 锄 丽.?..’ 锄 铆 .?.. 仃 咖 印?.. 腩 铆 觚 ‘ 咖 成鲥. . ,星皿. : . 做. , ,巧 , . 胁的觚 锄 ’瑚:, :屺 . 匆 .鲫 . .. 舭 .匈她嘶 眦. 锄 慨 . , 咖?. 锄 戗 甜... . 山 , 印 仃鼢础.咖弘 .? ?丘 ,印 仃斟 吐 , ?. .舡 舰叫咖猡 缸 ,, 】 仃 ’. :纳 嘶 ; ;. 仃“; ; 觚巧研究论文 耻骨上支进钉通道的数字解剖学研究 ‘上.?一 刖 吾 伴随着社会工业化的高速发展,交通事业和建筑业事业日渐发达,高 能量损伤所导致的骨盆损伤发病率呈逐年上升的趋势,骨盆骨折的病死 率,经统计达%~%?,虽然治疗方法在不断的改进,这一数字有所减 低,但是因创伤能量愈来愈大,因此其死亡率仍然维持在%左右眩。低 能量损伤所导致的骨盆骨折,常为稳定型骨盆骨折,一般不需要手术治疗, 经保守治疗也能取得满意效果,但对于高处坠落伤,车祸等高能量损伤所 引起的骨盆骨折而言,国内外学者现在已经均主张对采取积极地手术治 疗。口主张,垂直不稳定型骨盆骨折为绝对的手术指征,并且应在内 . 固定后环的同时对前环行内固定,这样才能达到治疗要求。 认为,对于旋转不稳定和垂直不稳定骨盆骨折,前环耻骨支移位大于 即需要手术治疗。 目前,对于耻骨上支骨折,主要有骨盆重建钢板固定和耻骨上支髓内 螺钉固定两种,等?进行的生物力学研究表明,对于耻骨上支骨 折移位,骨盆重建钢板固定与髓内螺钉固定技术均能够起到很好的治疗作 用,且髓内螺钉的生物力学稳定性优于钢板,但实际上,则是钢板内固定 最为常用,髓内螺钉固定技术虽手术创伤较钢板固定小,但因骨盆解剖复 杂,耻骨上支形态特殊,操作不当会导致螺钉穿出骨皮质,造成副损伤, 甚至螺钉误入髋臼的手术风险,故而髓内螺钉固定技术普及缓慢。 髓内螺钉内固定技术是把一定大小的螺钉置入骨髓腔,置入过程穿过 骨折远近端达到重新恢复骨的原有形态的和功能的目的,手术要求螺钉不 能突破皮质骨,螺钉需要通过骨折端一定深度,才能起到固定作用。有关 于髓内螺钉技术的研究有很多,陈凯宁等?’在对髋臼前后柱髓内螺钉的 研究中就指出,对于截骨面的最小直径或是对于最小截骨面的圆盘直径的 测量是不能够用来确定可置入落定的直径的。目前,对于耻骨上支髓内螺 钉固定的应用解剖学研究已有很多,但仍主要集中在大体解剖学的测量 上,不仅耗费了大量的时间与材料,而且研究结果也难以精确。 随着数字医学技术在临床的不断推广应用,传统医学正向现代医学发研究论 文 生转变,数字解剖学的出现更为应用基础研究提供了新的方法。本研究通 过收集骨盆扫描数据,采用软件建立三维数字模型,模拟髓内 螺钉技术固定耻骨上支骨折,在三维虚拟平台下对耻骨上支进钉通道的特 征规律、不同骨折部位的螺钉的入钉点,入钉角度及最大直径的关系进行 研究,将研究结果在三维平台下模拟髓内螺钉固定,将髓内螺钉固定耻骨 上支骨折如何定位,定向,定深的关键环节可视化,获得耻骨上支进钉通 道的应用解剖学数据,为耻骨上支骨折的髓内螺钉固定技术提供了一种新 的研究方法,为耻骨上支骨折的术前个性化准备提供实验方法和依据,为 耻骨上支骨折髓内螺钉固定技术可行性的提供应用解剖学基础。 材料与方法 实验材料与设备 .图像来源 随机选取年月~年月因其他系统疾病在邢台市人民医 院科型完整骨盆计算机断层扫描的成年患者例,男例,女 例,年龄~岁,共获得个半骨盆,均无骨质病变和解剖学异常。 .图像采集设备及扫描条件 排多层螺旋,由日本东芝公司提供。 ..图像采集设备 ..扫描条件电压,电流~,层厚.眦,× 矩阵。 .个人硬件平台: ’ .采用软件 .. 排螺旋操作平台: 排多层螺旋。 。 ..个人操作平台:晰 ..三维重建软件:交互式医学图像控制系统:面’ ,由比利时嘶公司提供。 . .??休姗规格空心螺钉常州市康辉医疗器械有限公司 .游标卡尺一个 .实验设计重复测量设计 实验方法研究论文 .图像采集 ..扫描体位及扫描范围:行排螺旋,’扫描时,患者取正常卧位, 扫描范围自髂嵴至股骨近端,扫描角度为。。 ..保存扫描数据,每位患者经扫描后可获得~个断层 的图像,在 .工作站下,将连续扫描图像以格式存储, 然后刻录成光盘,保存在?上,获得个患者的完整的骨盆影 像数据集。 .骨盆三维模型的重建 ..图像的导入 在个人系统上,将?中的骨盆断层图像.输入 软件中,定义前、后、上、下 、右、左,定位完成后,软件将会生成冠状面, 矢状面及水平面图像。 ..图像的分割 利用软件中分割下的命令, 参照成人骨质阈值值为~之间,对连续的断层图像 进行阈值分割设定,擦除双侧股骨头及骶骨,保存为蒙板,再利 用区域增长 命令,分割出双侧的髋骨。 ..图像的重建 分割完成后,将蒙板图像采用系统默认的最佳三维重建模式 重建出双侧的髋骨模型,在此重建模型中可观察到,耻骨上支为一不规则 的偏于弧形的三棱柱状结构,在向前内方向走行中,耻骨上支逐渐变为扁 平,其内侧端呈弧形,锐角弯曲。将重建图像与普通线平片进行比较可 知,在体现骨盆形态上,两者是一致的,且重建图能更加直观的反映 出骨盆的形态,与周围组织的毗邻关系,并且,可以在操作平台上对 其进行任意角度的旋转,任意平面的切割,平移等相关操作,实用性强。 要对单侧耻骨上支进行研究时,只需选择此耻骨上支对应的颜色蒙版,就 可做到,图像的分割重建步骤,是进一步对耻骨上支入钉钉道进行分析和 处理的基础。 .建立空心螺钉模型利用游标尺详细测量.姗木姗空心螺钉参 数,包括钉帽直径,钉帽厚度,螺杆长度,螺纹直径,螺钉内部直径等,研究论 文 在软件上建立模型,保存为格式文件备用,文件名为。 .模拟置入耻骨上支髓内螺钉以右侧为例 ..确定耻骨上支置入髓内螺钉的最大直径:因受伤的机制的不同,耻 骨上支骨折一般分为两种:一种类型为偏内侧/,即临近耻骨联合部或 位于耻骨上支中段的骨折,而另一种类型则为偏外侧靠近髋臼部位/ 的骨折,有时还可能会波及髋臼前柱、前壁。故以此为依据,我们先将重 建后的模型给予透明化处理 ,选择医学计算机辅 助模块中的创建圆柱体,依据骨折好发部位,沿 耻骨上支方向所置入的虚拟的圆柱体,即髓内螺钉。点击 中的,改变其中半径,以.眦幅度逐渐递增,在 经过透明化处理的耻骨上支模型上监测髓内螺钉是否穿出耻骨上支和髋 臼,并分别于冠状面,矢状面,水平面的二维图像中和取消透明化处理的 三维重建模型的各个侧面及不同截面上观察,在此虚拟圆柱体穿透骨皮质 或髋臼之前所具有的直径即为髓内螺钉的最大直径,点击, 获取数值,将其乘以,即为耻骨上支置入髓内螺钉的最大直径 值。 ..髓内螺钉最大长度和入钉点的测量 ...测量虚拟圆柱体的最大长度:选中虚拟三维圆柱体后,点击 ,改变其中半径为.眦,可获得髓内螺钉的入钉 点和出钉点,选择工具栏中的测量工具 ,测量入钉点和出钉点的距离,即为髓内螺钉的最大长度。 ...测量虚拟圆柱体的置入点:虚拟圆柱体的圆心即为最佳入钉点, 将点击,改变其中半径为.?,显示置入点,选 择选择工具栏中的测量工具 ,将置 入点向耻骨上支上缘与耻骨联合面方向分别做一垂线,得到的两垂线的长 度即为髓内螺钉入钉点的位置。 ..髓内螺钉安全角度的测量 确定髓内螺钉入钉点及入钉最大直径后,将.文件导入, 通过移动,变换角度等操作,将此模型导入耻骨上支重建模型中,对照虚 拟圆柱体所确定的安全范围,测量在此范围内螺钉与矢状面和横断面的夹 . 角的动态变化值,确定安全角度。研究论文 .进行统计学分析,对于虚拟三 .统计学分析本实验数据采用 维圆柱体置入的最大直径,三维圆柱体的最大长度,置入点与耻骨上支上 缘及耻骨联合距离进行统计,所有均数采用?表示,对性别差异 性进行独立样本检验,左右两侧之间采用配对检验,.表示差 异有统计学意义。 结 皇口 果木 本研究重建完整耻骨上支模型个,男性个,女性个。对于 外侧/骨折,虚拟三维圆柱体的最大直径平均为.?.舳,长度 为.?.衄,螺钉与矢状面的夹角最小角度为。,最大角度为 。,夹角变化范围为.。?.。~.。?.。,螺钉与躯 体横断面夹角最小角度为。,最大角度为。,夹角变化范围为. 。?.。~.。?.。,与耻骨上支上缘距离为.?.砌, 与耻骨联合面距离为.?.衄;对于内侧/骨折,虚拟三维圆柱 体的最大直径平均为.?.舳,长度为.?.衄,螺钉与矢状 面的夹角最小角度为。,最大角度为。,夹角变化范围为.。 ?.。~.。?.。,螺钉与躯体横断面夹角最小为。,最大 为。,夹角变化范围为.。?.~.。?.。,与耻骨上 支上缘距离为.?.眦,与耻骨联合面距离为.?.咖。内外 侧两组数据两两比较均有显著性差异,分别为:虚拟三维圆柱体直径: .、.,虚拟圆柱体最大长度:.、.,入钉点与耻 骨上支上缘距离:.、.,入钉点与耻骨联合面距离为.、 .,螺钉与矢状面的夹角变化范围为最小角.,.,最大 角.,..但螺钉与躯体横断面夹角的变化范围最小角:., .,无显著性差异,最大角.,.,有显著性差异。在男 性和女性之间分别为:内侧/虚拟三维圆柱体最大直径.、., 外侧/虚拟三维圆柱体最大直径.、.,虚拟圆柱体最大长 度外侧/为.、.,入钉点与耻骨上支上缘距离内侧/为 .、.,外侧/为.、.,入钉点与耻骨联合面距 离内侧/为.,.,差异有统计学意义,但虚拟圆柱体最大长研究论文 度内侧/为.,.,入钉点与耻骨联合面距离为., .,无显著性差异。虚拟三维圆柱体的最大直径.,.和 最大长度:.,.在左右侧之间的差异无统计学意义值分别 为。由此可知,耻骨上支发生骨折的部位不同,所对应的入钉点、入钉 角度安全范围及钉道最大长度均有差异。研究论文 图 附 廿 ? , . . 执 ..研究论文研究论文 锄 / 锄 廿. 哪 / 仃. 锄 巧研究论文 锄 一 /. 锄 / 锄 . 哆西 枷 锄 研究论文 锄 / 姗 . 垒二塑童』一坌竺?二?生。哩堕:业主;画压醯釜西;叫互玉 蓝?????????????????????????????????????一 ?????’ 旦也二竺?苎竺生:三盥竺塑兰:竺二竺 竺?????????????????????????????????????????一一一 舰 廿. / 踟巧 研究论文 / 】 嘶 .啪 / 廿 . 够眦 枷 刮研究论文丘 . 舶 . / 姗 眦 仔 . / 至垄垒查 一 一??????????????????????一 一?二 表 附锄 虢锄 /枷 咖 戛? ??????????????????????????????????一 入钉点 虚拟圆柱体 耻骨上支 联合距 上缘距离 长度衄 个 直径? 咖 离?】 ?‘?? . ??? 男性 . :警.虬。篙 . ’ ?? .. ??? 女性 鬻 . 之等.? .研究论文 【 锄啦觚 锄 拶 矾/?研究论文 囊 蜀: :, 型 稳定型后方弓完整 。 撕裂损伤 。 直接暴力引起的髂骨翼或前弓骨折 ,骶尾部横骨折 型 部分稳定型骨折后弓不完全损伤,旋转不稳定,垂直稳定 。翻书样损伤外旋 侧方加压损伤内旋 。 同侧前方或后方损伤 :吨 对侧桶柄损伤 。 双侧 型 不稳定后弓完全损伤,旋转及垂直均不稳定 。 单侧 髂骨骨折 。吨 骶髂关节骨折一脱位 ,噜 骶骨骨折 :双侧,?侧为型,?侧为型 ,双侧均为型损伤研究论文 ’ 类型 伤情 垂直耻骨支骨折或耻骨联合分离 型 耻骨联合分离.,前后骶髂韧带松弛但仍完整 型 耻骨联合分离.,前骶髂韧带断裂但后韧带仍完整 型 骶髂关节前后损伤,骶髂韧带完全损伤 水平耻骨支骨折或耻骨联合分离 型 骶骨压缩骨折 型 新月形骨折骶髂关节脱位 型 对侧翻书样损伤 耻骨支垂直骨折或耻骨联合向后或垂直性意味所致的半骨盆不稳定 混合伤 前或后和垂直或横形伤结合其他类型的损伤研究论文 讨 论 骨盆为一解剖复杂的环形结构,后环由两侧宽大的髋骨在后面与骶 骨形成骶髂关节,在前方正中两侧耻骨支形成耻骨联合为前环。耻骨 位于髋骨的前下部,分为体及上、下两支。耻骨与坐骨围成的大 孔,称闭孔 锄。耻骨支水平上前方有腹股管、髂动静 脉、股动静脉和髂腹股管,下方有闭孔神经和血管走行,耻骨联合后方临 近膀胱和后尿道,且有可能有“死亡之冠”存在。耻骨上支最细,最易发 生骨折,当骨盆骨折累及耻骨支或耻骨联合时,可发生膀胱损伤和尿道损 伤;股神经干及与之相近的髂外动脉于耻骨支前方通过,前环损伤,耻骨 支骨折有可能损伤到股神经,阴部内动脉、膀胱支或闭孔动脉。并且,由 于上述重要组织位置较深,不易显露,如手术中损伤,较难采取补救措施。 除此之外,也有研究表明,切口愈合不良,伤口感染等问题,也与经典内 固定技术操作下的对骨盆深部结构进行广泛的暴露有很大关系。姗 陋认为,骨盆骨折的术后恢复情况与受伤类型有关,并且也同骨盆周围 的软组织损伤程度也有很大关系,由此可见,在治疗骨盆骨折时,为了避 免损伤上述重要结构,为了最大限度恢复患者功能,减少手术并发症,微 创小切口治疗骨盆骨折是必须的也是很有必要性的。 在过去的年间,许多学者对于骨盆骨折的治疗提出了经皮拉力螺 钉固定的方法,并在无移位或是轻度移位的骨盆骨折满意效果,目前,对 于骨盆骨折中耻骨上支骨折的手术治疗方式常采用两种内固定方式,即重 建钛板固定与髓内螺钉固定。重建钛板固定治疗内侧/骨折时,采用的 是耻骨联合上弧形切口,此切口一般可满足放置内固定的需要,但为了满 足钢板螺钉的拧入,此切口常需依照钢板的长度适度延长。而对于偏外侧 /的骨折,由于涉及到周围的周围组织较多,结构复杂,故多采用髂腹 股沟入路。孙俊英等?在髋臼骨折治疗中,即应用髂腹股沟入路。为了 清晰暴露骨折端,直视下复位骨折,需将重要结构分成三组,即游离的精 索或圆韧带为内侧组,淋巴管与髂外血管为中间组,而股外侧皮神经、股 神经、髂腰肌为外侧组,将此三组分别用皮片保护好,向各个方向牵引, 即可形成内侧、中间、外侧三个位置来显露骨折端。此入路暴露范围广泛, 出血多,创伤大。研究论文 采用耻骨上支髓内螺钉时,无论内侧/骨折或是外侧/骨折, 均采用的是耻骨联合上弧形切口,手术创伤较小。当然,也正是因为涉及 到的周围组织较多,结构极为复杂,而采用髓内螺钉时,常由于对螺钉方 向和长度控制差错,导致螺钉误入髋臼或是损伤股动静脉等危险情况的发 生。故而,应用髓内螺钉技术时,一是采用术中反复透视确定髓内螺钉入 钉的角度,方向及深度。 .们年首次报道运用逆行耻骨 上支髓内螺钉治疗耻骨上支骨折,文中认为,为避免误入髋臼,损伤股动 静脉等情况发生,应于术中对进行反复透视,通过对髂嵴入口位和闭孔出 口位的观察来确定髓内螺钉未误入髋臼,未损伤到股动静脉。此方法对于 术者要求高,在对骨盆及髋臼的解剖熟悉的同时还要对不同投影位置时 线的意义具有相当程度的了解,并且,反复透视所造成的医患双方的 线损害也较大;二是通过计算机导航定位,包括术前进行体表标记,以及 术中的定位的方法,但此方法虽然规避了前者所带来的风险,但所需的机 器设备价格昂贵,非一般医院可以承受,并且术前标记定位的复杂性也限 制了此方法的推广与应用。 一、耻骨上支进钉通道研究中存在的问题: 国内学者对于耻骨上支进钉通道安全范围的研究主要是集中在对尸 体标本的试验,王庆贤等?对具成人骨盆标本采取的是截面法,经研 究发现:耻骨上支拉力螺钉的最大直径为.?.,入钉点位于耻 骨嵴中点下方.?.姗,入钉角度与耻骨梳平行,螺钉最大长度为 .?.,经此进钉,只打到髋臼内缘,适用于偏内侧/的骨 折。裘邯军等对具成人骨盆标本则是采用的是解剖学测量与影像 学测量值进行比较的方法,得出耻骨上支前后径左侧为.?.姗,, 右侧为.?.衄,上下径左侧为.?.唧,右侧为. ?.姗。并据此确定选用螺钉的直径为.~.衄,进钉点在耻骨联 合旁开多,距耻骨上支上缘.~.,入钉夹角与躯体矢状面夹 角为。~。,与横断面夹角为。~。,最大长度左侧为. ?.,右侧为.?.,可以固定耻骨上支外/骨折, 同时还可以应用于部分髋臼前柱骨折。袁欣华等研究的入钉在耻骨结节 外下方闭孔沟内侧,距耻骨结节外缘为.?.,距上缘. ?.。对于耻骨上支内侧/的骨折,平均钉长为.?.研究论文 ,螺钉与髂前上棘和耻骨结节构成平面的夹角为。?.。、与矢 状面的夹角为。?.。,对于耻骨上支外侧/的骨折,平均钉长 为.?.,螺钉与髂前上棘和耻骨结节构成平面的夹角为 .。?.。。 通过对以上研究结果的分析,可以发现,由于研究方法不尽相同,处 的入钉点位置及角度差异较大,其原因包括:、实验方法的缺陷:进行 尸体实验采用的是剔除软组织的骨盆,确定的参考平面与临床患者的实际 情况并不完全吻合,故会导致角度差异性大,而且耻骨上支所具有的偏弧 形的三棱柱状结构这一特点也就决定了各个截骨面的中心连线并非为一 直线,截骨面所测得的最小直径也并非一定就是入钉通道的最大直径,因 此不能通过截骨面的直径去判断入钉通道的最大直径;、男女骨盆结构 的差异性,由于男性骨盆结构呈心形,女性骨盆结构呈椭圆形,故而所测 得的进钉方向和角度差别较大;、临床应用得到的经验与手术中患者所 处体位,手术床的位置等有关,并且缺乏准确的测量方法,故而主观性较 强。 二、耻骨上支进钉通道的数字解剖学研究的可行性和优势 随着科技的不断发展,数字仿真技术在应用解剖学领域己得到了越来 越多的应用,为骨科学的应用解剖学研究提供了全新的研究方法。本课题 采用目前较为先进的软件,它可以对扫描数据进行分析处理, 并对图像进行分割、测量、重建、网格化等功能,是广泛应用于数字医学 的一个计算机软件。充分利用此软件的各种功能,可处理本课题中需要的 重要数据,构建可视化三维图像,并完成各种解剖数据的测量,并对入钉 通道过程进行模拟。 本课题将采集到的三维重建模型进行耻骨上支入钉通道的数字解剖 学研究,与传统的尸体解剖相比,具有可重复性强,精度高,节约医学研 究资源等优点,同时,进钉角度由软件的三维坐标点计经计算获得,入钉 点位置和螺钉长度等指标均由三维测量所得,提高了研究结果的准确性和 可靠性,临床实用性强。在医学发展提倡“个性化、精确化、微创化与远 程化’’的今天,本课题可为耻骨上支髓内螺钉固定技术在减少手术风险, 为患者提供个性化治疗等方面提供实验方法及依据 三、耻骨上支进钉通道研究研究论文 等进行的生物力学研究表明,对于耻骨上支骨折,骨盆 重建钢板固定与髓内螺钉固定技术均能够起到很好的治疗作用,且在负载 能力上,髓内螺钉的生物力学稳定性优于钢板。本研究即是对微创治疗耻 骨上支骨折进行研究,通过对个骨盆三维重建模型的研究表明,男性 和女性的耻骨上支骨折均可置入髓内螺钉,对于内侧/骨折,最大直径 平均.?.,长度为.?.姗,螺钉与矢状面的夹角变化范 围为.口?.。~.。?.。,螺钉与躯体横断面夹角的变 化范围为.。?.~.。?.。,与耻骨上支上缘距离为 .?.锄,与耻骨联合面距离为.?.】。对于外侧/骨折, 虚拟三维圆柱体的最大直径平均为.?.衄,长度为.? .咖,螺钉与矢状面的夹角变化范围为.。?.。~.。? .。,螺钉与横断面夹角的变化范围为.。?.。~.。? .。,与耻骨上支上缘距离为.?.咖,与耻骨联合面距离为 .?.。两组数据两两比较有显著性差异。在男性和女性之间的 差异有统计学意义,其中虚拟三维圆柱体的最大直径和最大长度在左右侧 之间的差异无统计学意义。故应根据耻骨上支骨折的具体部位,选择不同 的入钉点和入钉角度进行固定,参考最大直径,可确定临床上所采用的 .直径的空心螺钉可满足需要,只要在入钉通道测定的范围内操作, 可使术中透视次数可显著减少。 四、本研究的不足与展望 .本实验指标的数据均由本人处理,未进行多人处理取均值的方法, 且样本量小,故实验结果存在一定的主观性,如能够将尸体标本与实验数 据进行对比验证,将进一步提高数据的科学性与可靠性。 .本实验对耻骨上支进钉通道的进行了数字解剖学研究,利用本研 究结果,针对不同患者,可结合术前模拟固定所获得参数设计出简易导向 器,如果能与计算机工程软件进行结合,利用快速成型技术,设计出耻骨 上支髓内螺钉固定的导向器,将使手术安全性和有效性得到进一步提高, 对本项技术的临床应用会有更大推动作用。 .本实验方法较传统实验具有操作简便,数据准确,可靠性高等特 点,但其实用价值还有待进一步的临床实验研究。研究论文 结 论 在软件中得到了完整的耻骨上支模型,通过对于模型进行 旋转,平移等操作,结合观察轴位、冠状位、矢状位二维图像,可以方便 的从任意角度和方向观察耻骨上支情况,测量有关的数据,包括耻骨上支 的直径和中心位置,最佳入钉点,最佳角度等,并可在此基础上对耻骨上 支畸形加载,破坏,模拟各种手术如上内固定等操作等。 、耻骨上支的进钉通道是耻骨上支内部三维投影的内边界,它是一 个动态变化的空间,一定范围内,任意的一个三维空间对应着一个进钉通 道,该通道对应着一个最大螺钉通道,该最大螺钉的通道对应着最佳的轴 线和进钉点,也对应着一定大小的螺钉在该通道的进钉安全区。 、随着数字技术在骨科临床应用日益广泛,将之应用于耻骨上支骨 折的诊断和治疗成为可能,本研究证明了这一技术应用于临床的可行性和 可靠性,对于耻骨上支骨折患者,医生应用软件对采集的 数据进行数字化重建,利用快速成型技术生成实体模型,可以直观地观察 耻骨上支骨折的具体情况,为临床制定术前方案提供准确的参考依据,体 现出了个体化原则,降低髓内螺钉误入髋臼的手术风险,减少术中透视, 减少医患双方的线损伤,促进了手术治疗效果的提高。 参考文献 张英泽,潘进社.临床创伤骨科学【】.河北:河北科学技术出版社, ::: 础嘲 玛, .嘶鹏.【】. 晰锄 晰峪..~..:. 厅曲玳. ,,:?几. 【】.曲 ,,:研究论文 陈凯宁,王刚,曹良国,等.骸臼后柱骨折经皮逆行拉力螺钉固定 的三维重建模型研究.中华创伤骨科杂志,,:. 陈凯宁,王刚,曹良国,等.骸臼前柱骨折经皮逆行拉力螺钉固定 的三维重建模型研究.中华骨科杂志,,:.. 舢 , 锄, :协,时, 咖 . .劬“ 啷 ,抛, ?, ’ : ; 孙俊英,唐天驷,洪天禄等.经髂腹股沟入路手术治疗移位髋臼骨折. 中华外科杂志,;: ., ., . .. &吼 ’锄 ;: : . 王庆贤,张英泽,潘进社,等.耻骨上支逆行拉力螺钉内固定的应用 解剖学研究】.中国临床解剖学杂志,,:. 裘邯军,李明,徐荣明,等.耻骨上支髓内螺钉的应用解剖学研商. 现代实用医学,,:. 袁欣华,吴乃庆,庞清江,等.逆行耻骨上支髓内螺钉固定应用解剖 研究】.中国骨与关节损伤杂志,,:. , . 肌,~几,龇酉 协 忻 . . ,,:.综 述 综述 耻骨上支骨折逆行髓内螺钉固定的解剖学研究进展 【摘要】:骨盆环是指由两个对称的髋骨和骶骨借两个骶髂关节和前 方的耻骨联合连成一体所形成的骨关节环。两髋臼连线将骨盆环分为前后 两部分,骨盆后环是主要的承重部分,故称承重弓,由骶、髂骨、髋臼和 坐骨结构构成;骨盆前部由两侧耻骨上、下支与耻骨联合构成的弓形结构 联结两侧承重弓称为联结弓或约束弓,临床上简称为前环,其作用是防止 承重弓向中线移位或分离,是稳定和加强承重弓的力学因素。但后环的骨 质较前环更为坚强。当骨盆环遭受外力时,相对薄弱的前环可发生骨折, 当强大暴力造成坚固的后环骨折时,前环几乎均有损伤,耻骨联合或耻骨 上及下支损坏,则导致前环不稳定。垂直不稳定骨盆骨折作为骨盆骨折中 最严重的一种类型,多伴有复合伤,并且常合并血流动力学不稳定,腹腔 及盆腔内脏器的损伤,临床处理十分困难,一直以来都是临床工作的研究 热点。随着研究的不断深入,耻骨上支骨折所带来的前环不稳定愈加受到 学者们的关注,在治疗后环骨折的同时,也逐渐开始了对耻骨上支骨折进 行手术治疗,目前,对于耻骨上支骨折,主要有骨盆重建钢板固定和耻骨 上支髓内螺钉固定两种:钢板内固定目前虽然最为常用,但其缺点在于手 术显露困难,出血量多,手术创伤大;而耻骨上支髓内螺钉技术,手术创 伤远较钢板内固定小,无需显露骨折端,出血量也较少,却极少采用。且 有研究表明,髓内螺钉的生物力学稳定性要优于钢板内固定,可见,骨盆 解剖复杂,耻骨上支形态特殊,是致使髓内螺钉固定技术普及缓慢的主要 原因。本文就耻骨上支的髓内螺钉固定技术的解剖学研究进行综述。 【关键词】耻骨上支骨折髓内螺钉垂直不稳定骨盆骨折骨盆前环 伴随着经济的发展,交通事业和建筑业事业日渐发达,高能量骨盆损 伤发病率呈逐年上升的趋势,据统计,骨盆骨折的病死率达%~%, 虽然治疗方法在不断的改进,但是因创伤能量越来越大,故骨盆骨折的死 亡率仍然在%左右瞳。对于低能量损伤所导致的稳定性骨折,一般无需 手术治疗,保守治疗也能取得满意效果,但对于高处坠落伤,车祸等高能 量损伤所引起的骨盆骨折而言,因其多为不稳定型骨折,合并有复合伤,综 述 以往常采取非手术治疗方法,晚期易导致骨折不愈合或畸形愈合、双下肢 不等长,顽固性疼痛等后遗症,致残率高达~%口,给患者带来了极 大的痛苦。 对例非手术治疗骨盆骨折患者进行年随访显示: 分型型例,型例,型例,型骨折中%遗留中等 疼痛,型骨折中有%的遗留疼痛或功能障碍,而型骨折中,仅有% 的患者没有疼痛,而未遗留功能障碍仅为%。 自的《 》一文发表以来,针对于骨盆骨 折的治疗,已进入了一个新的时代,国内外学者现在已经均主张对不稳定 性骨盆骨折采取积极地手术治疗。随主张,垂直不稳定型骨盆骨折为 绝对的手术指征,并且应在内固定后环的同时对前环行内固定,这样才能 达到治疗要求。 .?认为,对于旋转不稳定和垂直不稳定骨盆 骨折,前环耻骨支移位大于即需要手术治疗。骨盆形状极不规则,同 一部位的骨折常有不同的内固定装置可供选择。目前,对于耻骨上支骨折, 主要有骨盆重建钢板固定和耻骨上支髓内螺钉固定两种,其中钢板内固定 最为常用,应用髓内螺钉内固定则较少。应用钢板固定时,对于偏内侧 /的耻骨上支骨折,采用的多为耻骨联合上方弧形切口,一般可满足内 固定放置的需要,对于耻骨上支外侧/的骨折,常需采用髂腹股沟入路 进行,为了防止副损伤,常需广泛暴露,并将股神经,髂外血管,圆韧带 或精索牵开,出血量多,手术操作创伤大。但如果采用髓内螺钉治疗耻骨 上支骨折,则耻骨上支内外侧/的骨折均可采用耻骨联合上方弧形切口 进行。手术创伤远较钢板固定小。由此可见,髓内螺钉治疗耻骨上支骨折 的手术较钢板内固定手术创伤小,无需显露骨折端,出血量也较少,并且, 等进行的生物力学研究也表明了,耻骨上支髓内螺钉和骨盆重 建钢板固定均能够很好控制耻骨上支的移位,且髓内螺钉的生物力学稳定 性优于钢板。而 .随运用经皮耻骨上支髓内螺钉固定治疗耻骨 上支外侧/髋臼前柱无移位的骨折或移位小于眦的骨折,以提高 患肢负荷能力,达到早期的功能锻炼的目的,也取得良好效果。由此可见, 骨盆解剖复杂,耻骨上支形态特殊,是致使髓内螺钉固定技术普及缓慢的 主要原因,本文就耻骨上支螺钉固定的应用解剖研究进行综述。 、耻骨上支的解剖学特点: 骨盆位于躯干的基底,骶骨和两个对称的髋骨借骶髂关节与前方的耻综 述 骨联合连成一体,形成一个骨关节环,即为骨盆环。耻骨位于髋 骨的前下部,分为体及上、下两支。体组成髋臼前下/,与髂骨体的结 合处上缘骨面粗糙隆起,称髂耻隆起,由此向前内伸出耻骨上支,其末端 急转向下,成为耻骨下支。耻骨体较为肥厚,其后下方与坐骨体连接,后 上方与髂骨体连接,耻骨上支由耻骨体开始水平向前内下方延伸,呈逐渐 变细,初为三棱柱状,向前内方向走行的过程中逐渐变成了扁平状,在内侧 端弯曲呈锐角,形成的耻骨联合面与对侧相连结。在其上缘有一骨嵴,称耻 骨梳 ,向后与弓状线相续,向前终于圆形隆起,为耻骨 ,耻骨结节是重要体表标志,其向内延伸静到耻骨 结节 联合面上缘也有一嵴,称耻骨嵴。耻骨上、下支移行处的内侧,有卵圆形 的粗糙面,称耻骨联合面 ,耻骨与坐骨围成的大孔, 锄。耻骨嵴与耻骨结节均可在体表扪及。耻骨 称闭孔 支水平上前方有腹股管、髂动静脉、股动静脉和髂腹股管,下方有闭孔神 经和血管走行,耻骨联合后方有可能有“死亡之冠存在,并临近膀胱和 后尿道。耻骨上支最细,最易发生骨折,当骨盆骨折累及耻骨支或耻骨联 合时,可发生膀胱损伤和尿道损伤;股神经干及与之相近的髂外动脉于耻 骨支前方通过,前环损伤,耻骨支骨折有可能损伤到股神经,阴部内动脉、 膀胱支或闭孔动脉。并且,由于上述重要组织位置较深,不易显露,如手 术中损伤,较难采取补救措施。 、骨盆前环的生物力学特点 骨盆位于躯干的基底,它支托腹部并连接脊柱和下肢,支持体重。两 个对称的髋骨和骶骨借助两个骶髂关节和前方的耻骨联合连成一体,形成 一个骨关节环,称为骨盆环,两髋臼连线将骨盆环分为前后两部分。当人 体直立时,体重从腰椎经上三节骶椎,再经两侧的骶髂关节传至股骨头, 称股骶弓;当人体坐位时,体重从髋臼上方,坐骨体而传到坐骨结节,称 为坐骶弓。股骶弓和坐骶弓共同构成承重弓,是骨盆主要的的承重部分, 对骨盆的稳定作用占%。骨盆前部由耻骨联合与两侧耻骨上、下支构成 弓形结构联结两侧承重弓,称为联结弓,简称前环,其作用是防止两侧的 承重弓向中线方向移位或者分离,占其稳定作用%。稳定的骨盆是指 在生理条件下的力作用于骨盆上而无明显的移位;不稳定的骨盆是指垂直 方向的不稳定,即后骶髂复合结构由于骨和韧带的移位所造成的不稳定。综 述 人体直立时,骨盆向前方倾斜,骨盆上口平面与水平面呈。~。的 前倾斜角,当运动时骶骨围绕着以骶髂关节后方韧带为横轴出现范围小但 很复杂的屈伸活动。耻骨联合是一个二级软骨关节,活动范围很小,由于 耻骨联合周围坚强的韧带结构致使耻骨联合不易发生脱位,而耻骨支相对 薄弱,常易发生骨折。承重弓和联结弓的骨骼粗厚,骨小梁的排列与作用 于弓的力线一致,相比较而言,联结弓较承重弓骨质薄弱,所以,当骨盆 环遭遇外力时,相对薄弱的前环可发生骨折,耻骨上支骨折好发部位为临 近耻骨联合部,耻骨中段或波及髋臼前壁甚至前柱,并常伴同侧耻骨下支 骨折,而当骨折引起局部的皮肤肌肉扭曲变形时,骨折块则会突入到泌尿 生殖道,继而压迫髂静脉,影响其正常的回流。如果骨折块没有对邻近脏 器有损伤,原则上无需手术固定,但如果前环有处或者处以上骨折如 双侧耻骨支或单侧耻骨上下支骨折,则可导致前环失去稳定性,成为不 稳定型骨盆骨折,应给予手术治疗;当强大暴力造成坚固的后环破裂时, 前环几乎均有损伤。等阳以测试新鲜冷冻尸体的骨盆表明,耻骨 上支、下支及耻骨联合的损坏,会致前环不稳。在骨盆环损伤稳定性影响 的内固定的研究中,发现用耻骨联合分离时,应用四孔钢板固定能恢复前 环稳定性,但对骶髂关节的活动不能起到稳定作用,而以钢板或是骶髂关 节螺钉固定骶髂关节后,则能使骶髂关节恢复稳定性,但对耻骨联合的活 动起不到稳定作用。对于同时累计骨盆前后环的患者,仅仅固定后环,则 骨盆结构为稳定性差的三维可变体系,而前后环同时固定,则骨盆成为闭 合环形结构,属几何不变体系,稳定性大大增加。而郭磊等们在三维光弹 模型研究中也证实了,作用于骨盆环的垂直应力容易破坏骶髂关节、骼骨、 耻骨支或耻骨联合,应力主要集中在后环,但耻骨上支也传到了部分垂直 应力,而且随着骨盆环结构垂直应力逐渐增加,耻骨支应力分布也发生着 变化,表明了耻骨上支对较大的垂直剪应力能起到传递作用,但对于旋转 应力或是扭曲应力的耐受力则较差,所以对于耻骨支的骨折及移位,治疗 上不能够轻视。由此可见,前后环的同时内固定可达到生物力学上的最大 稳定,可恢复到近似正常骨盆的力学性能。 、骨盆环损伤的分型 骨盆环骨折分类方法较多,主要依据的是骨折的部位、暴力方向、骨 折的稳定性、损伤机制和是否开放等来进行分型。早在年,