髋臼后柱后区的解剖学研究及后柱拉力螺钉的影像学评估

摘要

背景：
　　髋臼骨折的治疗已经在争论中走过了半个多世纪，但时至今日，髋臼骨折依然是骨科医生的难题。髋臼位置深在，解剖结构复杂，毗邻盆腔内脏和重要的神经血管，创伤和手术均会对患者健康造成较大威胁。在认识不足及技术不成熟情况下，半个世纪前对于骨盆髋臼骨折多保守治疗。但随着内固定技术和对髋臼骨折认识加深，1964年Judet和Letournel提倡对髋臼骨折按照下肢关节内骨折的治疗原则进行处理，对所有移位的髋臼骨折进行切开复位内固定。Tile总结髋臼骨折手术治疗病例时发现，75.2％的患者术后效果很好，8.3％效果可以，16.5％效果差。对于其中获得解剖复位的病人，90％临床效果满意，而复位不佳者，效果明显较差。髋臼骨折的临床效果与骨折类型和复位效果紧密相关。
　　目前，骨科医师已经接受髋臼骨折的基本治疗原则，即解剖复位、牢固的内固定和早期功能锻炼。经过多年探索，安全有效的切口、复位方式及如何减少并发症等许多问题上得到了较好的解决，但仍然有20％的髋臼骨折患者效果欠佳。为了减少手术创伤和降低手术并发症的发生率，国内外学者均对髋臼骨折的微创治疗进行了大量研究。学者们提倡在不影响复位和固定效果情况下，进行减少、减小切口或闭合复位经皮螺钉固定。目前经皮或单一切口拉力螺钉内固定后柱成为髋臼骨折治疗方案的选择趋势。对于无移位或移位＜2 mm的单纯髋臼后柱骨折，可采用闭合复位经皮螺钉固定。而对于累及后柱的复杂型骨折，在不影响复位和固定的情况下，常采用单一切口。如果前柱或前壁骨折需切开复位内固定则常行前方入路复位，前柱钢板或螺钉+后柱顺行拉力螺钉固定。
　　由于髋臼后柱的解剖结构不规则，“骨道”较为狭窄，螺钉容易穿出后柱皮质，进入盆腔或关节腔或后柱后区，导致内脏或关节或坐骨神经损伤。Pierannunzii等认为经前路植入后柱顺行拉力螺钉的进钉点为骶髂关节前缘1cm，骨盆缘外侧2.5cm，进钉方向为坐骨棘与闭孔后缘连线的中点。虽然术中电视导航仪已应用于拉力螺钉的植入导航，但由于其昂贵等原因而未能普及。普通X线机辅助拉力螺钉植入的方法仍然为国内大部分医院的选择。在仰卧位情况下进行后柱顺行拉力螺钉植入时，术中常常采用三个方位进行透视辅助螺钉植入:骨盆正位（髋臼正位）、髂骨斜位和闭孔斜位。在后柱顺行拉力螺钉植入时，需要注意的是螺钉是否进入关节或是否穿出后柱损伤坐骨神经。文献报道髋臼骨折患者因手术导致的医源性坐骨神经损伤发生率为2％～6％。虽然采用单一切口或闭合经皮螺钉可以减少手术创伤，但采用单纯前方入路引起坐骨神经的损伤率并未明显降低。Haidukewych等报道医源性坐骨神经损伤发生率为5.6％，而经髂腹股沟入路显露导致的医源性坐骨神经损伤发生率为6.5％。Shazar报道前方入路（髂腹股沟入路或改良Stoppa入路）医源性坐骨神经损伤发生率为4.1％。有研究提出术中使用神经监测仪对坐骨神经进行监测可减少坐骨神经损伤。但Haidukewych等认为术中神经监测并不能降低医源性坐骨神经损伤的发生率。
　　综上所述，在植入后柱拉力螺钉时，评估螺钉位置至关重要。对于在X线机辅助透视下植入螺钉的众多文献报道里，认为术中借助正位、髂骨斜位及闭孔斜位三方位透视评估螺钉位置时，只要螺钉在后柱投影内则认为后柱螺钉位置良好。但这三个方位的透视所见螺钉在后柱投影内，是否真的可以确定螺钉没有穿出后柱骨质呢？本研究假设在上述三方位透视下螺钉位于后柱投影内时螺钉可能穿出后柱后侧，而穿出后柱后侧的螺钉则可能损伤位于后柱后的坐骨神经;并探讨术中后柱螺钉的影像评估方法。
　　目的：
　　1、本研究探讨在标准仰卧位情况下对骨盆进行传统三方位透视（正位、髂骨斜位及闭孔斜位），发现并测量髋臼后柱后区透视“盲区”;
　　2、分析坐骨神经与后柱及“盲区”位置关系，探讨后柱顺行拉力螺钉损伤坐骨神经的原因;
　　3、探讨在三方位透视情况下，是否可经三方位髋臼像的影像标志线对后柱螺钉的位置进行评估;
　　4、探讨调整闭孔斜位透视角度并结合影像标志线，是否可对后柱螺钉进行评估。
　　第一部分
　　资料与方法：
　　一、资料来源
　　从南方医科大学南方医院影像计算机存档与传输系统获得10例成年男性骨盆核磁共振成像(MRI)图片数据（3.0 T核MRI系统，GE公司，体线圈），年龄24～67岁，平均36岁，排除解剖结构异常及影响后骨盆结构的病例。本研究共获得10例（20侧）骨盆MRI轴位扫描完整图片。扫描参数:层厚为4 mm，层间距为1 mm，重复时间(TR)500 ms，回波时间(TE)12～14ms，视野380 mm×380 mm，矩阵为512×512，信号采集次数为2次。
　　二、测量参数及方法（均值以χ+S表示，单位:mm，精度:0.01，下同）
　　1.三方位透视在后柱形成“盲区”的参数及测量:在PACS系统骨盆MRI轴位片上，髋臼后柱截面类似于一个三角形，在后柱上模拟髋臼正位、Judet双斜位投影。于坐骨棘尖平面(P1)和坐骨棘尖上5mm平面(P2)用线1-5模拟髋臼正位、Judet双斜位透视。线2和线3分别与后柱后骨面交于点A、B，线1与线2、线3分别交于点D和点C。E为CD中点，过E作CD的垂线与后柱后面交于点F。“ABCD”围成的四边形即为透视“盲区”;且EF将“盲区”分为R1区(ADEF)和R2区(CBFE)。分别在P1和P2平面上测量AD长度a1、a2和EF长度b1、b2。
　　2.坐骨神经至后柱骨面最短距离及其与后柱“盲区”的位置关系:首先，测量坐骨神经前缘至后柱骨面的最短距离(L)，P1平面测得值L1，P2平面测得值L2。分别统计P1和P2两平面坐骨神经与后柱“盲区”的位置关系。
　　三、MRI影像坐骨神的经判断
　　由1名熟悉骨盆局部解剖的骨骼肌肉影像科主治医师仔细阅读MRI骨盆轴位片，在坐骨棘尖平面(P1)和坐骨棘尖上5 mm平面(P2)确定坐骨神经。
　　结果：
　　一、三方位透视坐骨后盲区参数
　　标准仰卧位时，在正位、闭孔斜位和髂骨斜位透视下后柱在后柱后侧形成一类似于直角梯形（骨面边不规则）的“盲区”。该“盲区”的大小可用类直角梯形或三角形的底边AD(a)和中位线EF(b)来衡量。其中P1平面底边a1的平均值为(11.62±2.29)mm(7.89～15.28 mm)，中位线b1的平均值为(9.24±1.64)mm(6.08～12.05 mm);而P2平面的底边a2的平均值为(13.63±1.85) mm(10.01～16.41 mm)，中位线b2的平均值为(9.01±1.94)mm(5.71～12.91 mm)。
　　二、坐骨神经于坐骨后区与骨面的最短距离
　　坐骨神经最前缘距后柱后骨面的平均距离L:在P1平面为L1(7.42±1.90)mm(3.97～10.56 mm)，而在P2平面为L2(5.83±1.93) mm(3.41～9.17 mm)。
　　三、坐骨神经与后柱盲区的位置关系
　　在P1平面，有40％的坐骨神经全部或部分位于R1区，有45％的坐骨神经位于R1/R2交界区，共85％的坐骨神经全部或部分位于“盲区”内;而仅有15％的坐骨神经完全位于“盲区”外。在P2平面，有85％的坐骨神经全部或部分位于R1区内，而仅有15％的坐骨神经完全位于“盲区”外。
　　第二部分
　　资料与方法：
　　一、资料
　　标本来源:取三个新鲜冰冻或福尔马林浸泡的正常成年男性的完整骨盆（保留第4/5腰椎、完整的骨性盆腔和骨盆关节韧带）。标本经细致解剖，切除骨盆周围软组织，但保留完整的骨盆韧带。经肉眼和x线透视观察，所有骨盆均无骨折、肿瘤、风湿结核等病变和解剖学变异。骨盆标本均由南方医科大学解剖教研室提供。
　　试验器材:骨科可透视手术床，C型臂（德国，奇目），低速电钻，克氏针数枚（直径1.0mm），空心钉（中国，华森，直径6.5mm，长度110mm、90mm）。
　　二、模型制作
　　螺钉位于后柱内模型制作:以克氏针为导针，从髂骨内侧板接近骨盆缘和骶髂关节附近为进钉点，向坐骨结节方向向后柱植入导针，然后拧入长110 mm螺钉，直视检查螺钉均位于后柱内。螺钉穿出后柱进入盲区模型制作:以克氏针为导针，从髂骨内侧板接近骨盆缘和骶髂关节附近为进钉点，向后柱植入导针，导针从后柱后侧穿出，穿出位置为位于坐骨棘尖上20mm左右。长螺钉模型，螺钉跨过坐骨支后侧再次进入骨质。短螺钉模型，螺钉穿出骨质长度为15mm。并经髋臼正位、髂骨斜位和闭孔斜位透视证实螺钉位于后柱投影内。
　　三、透视方法
　　骨盆摆放体位:将骨盆标本放置于骨科手术床上，骨盆体位摆放模拟标准解剖体位（骨盆缘与水平面成30°，避免骨盆旋转），再经骨盆正位和侧位透视，证实骨盆体位摆放标准后，再行后续试验。
　　髋臼像定义:①髋臼前后位:将骨盆按标准解剖位置摆放，用C型臂对髋臼前后位投照;②髂骨斜位:骨盆不动，将C型臂发射管向对侧旋转45°，对髋臼进行斜位投照;③闭孔斜位:骨盆依然不动，将C型臂发射管向同侧旋转45°，对目标侧髋臼进行斜位投照。
　　髋臼透视试验:对三个骨盆的六侧髋臼分别进行无螺钉、长螺钉位于后柱内、长螺钉穿出后柱进入盲区内、短螺钉穿出后柱进入盲区内四种情况进行各角度透视。透视角度分别为:髋臼正位、髂骨斜位、闭孔斜位、闭孔斜位+5°位、闭孔斜位+10°位、闭孔斜位+15°位、闭孔斜位+20°位。
　　四、影像学评估
　　分别由2名长期从事骨盆髋臼临床与研究工作的中高级骨科医师对透视片进行评估。评估内容:髋臼像是否标准、髋臼像的标志线、螺钉的位置、螺钉与髋臼标志线的关系。
　　结果：
　　一、三体位透视髋臼像的标志线
　　在髋臼正位像上，五条明显的影像标志线可以在髋臼周围被看到:髂耻线;髂坐线;臼顶线;髋臼前唇线;髋臼后唇线。在髋臼像髂骨斜位像上，四条明显的影像标志线可以在髋臼周围被看到:髂坐线;臼顶线;后唇线;髋臼前唇线。在髋臼闭孔斜位像上，在髋臼周围也可看到五条影像标志线:髂耻线;髋臼前唇线;髋臼后唇线;髋臼后壁线;髂坐线，可见该线以坐骨棘附近部位明显，且与髋臼后唇线上下相交。在六个半骨盆的三个髋臼像上，均能看到上面描述的影像标志线，可视程度介于模糊到清晰之间。
　　二、螺钉位置影像
　　通过观察拉力螺钉完全位于后柱内的髋臼像可以发现，除了在三个髋臼像上螺钉完全位于髋臼后柱的骨质投影内，还有以下特点:在髋臼正位像上，螺钉位于髂坐线外侧，且位于髋臼窝的投影内;在髋臼髂骨斜位像，螺钉位于臼顶线与髂坐线之间;在髋臼闭孔斜位像上，螺钉位于髂坐线的髋臼部的前内侧。
　　通过观察螺钉穿出后柱后侧进入盲区的髋臼三方位影像可以发现，在三个髋臼像上螺钉均位于后柱骨质的投影内。分析螺钉与影像标志线的关系，我们可以发现一些特点。在髋臼正位像上，相对于后柱投影的位置，进入盲区内的螺钉比正常螺钉位置偏内;在髋臼髂骨斜位像上，螺钉相对偏后内侧，接近髂坐线;闭孔斜位是判断拉力螺钉是否穿出后柱进入盲区的主要髋臼像，在该髋臼像上可见螺钉在髋臼中部及下部，螺钉投影位于髂坐线髋臼部的外侧。
　　三、改变闭孔斜位透视角度后髋臼像特点
　　在髋臼闭孔斜位像上，髋臼后壁线、后唇线及髂坐线为从后到前依次排列。三线于后唇线下部相交，髂坐线与后唇线上部相交。在闭孔斜+5°位髋臼像上，髋臼后壁线、后唇线及髂坐线依然为从后到前依次排列。三线也于后唇线下部相交，髂坐线与后唇线上部相交。但后唇线与髂坐线间的距离缩小，而后唇线与后壁线的距离增大。在闭孔斜+10°位髋臼像上，髋臼后壁线、后唇线及髂坐线仍然与后唇线下部相交，但髂坐线与后唇线中部基本重叠。在闭孔斜+15°位髋臼像上，髋臼后壁线、后唇线及髂坐线的排列顺序由后向前为后壁线、髂坐线、后唇线。在闭孔斜+20°位髋臼像上，髋臼后壁线、髂坐线有部分重合，后唇线位于两线前方。
　　螺钉完全位于后柱骨质内，在闭孔斜+10°位髋臼像上可见螺钉位于后唇线与髂坐线重叠部的前侧。
　　螺钉穿出后柱后进入盲区，髋臼正位、闭孔斜位、髂骨斜位像上螺钉均位于后柱投影内。但在髋臼闭孔斜位上，螺钉末端位于髂坐线后侧。在闭孔斜+10°位像上螺钉尾端穿出骨质部分基本位于后唇线与髂坐线重叠部的后侧。对于短螺钉穿出骨质模型，在闭孔斜+15°位像上穿出的螺钉部分位于后柱投影外，但短于实际长度(15mm)。
　　结论：
　　1、三方位透视下，髋臼后柱后区存在一个透视“盲区”，螺钉位于后柱投影内不能作为螺钉未穿出后柱后侧的确切证据;
　　2、坐骨神经离后柱骨面距离近，常位于“盲区”内;
　　3、后柱顺行拉力螺钉可能穿出骨质进入“盲区”并损伤坐骨神经。
　　4、可根据三方位透视髋臼像上的影像标志线评估螺钉位置。在正位和髂骨斜位像上螺钉位置良好情况下，如果螺钉位于闭孔斜位像的髂坐线前内侧，可确定螺钉位于后柱内。
　　5、正位和髂骨斜位螺钉位置良好情况下，如果螺钉位于闭孔斜位+10°位像的髂坐线与后唇线的重叠线前内侧，则螺钉位于后柱内。

目录

摘要

第一章 前言

参考文献

第二章 髋臼后柱后区的解剖学和影像学研究

2．1 资料与方法

2．2 结果

2．3 讨论

参考文献

第三章 髋臼后柱拉力螺钉的影像学评估

3．1 材料与方法

3．2 结果

3．3 讨论

参考文献

第四章 基于X线的计算机辅助导航技术在骨盆髋臼中的临床应用现状

4．1 前言

4．2 基于X线的计算机辅助导航系统

4．3 基于X线CAOS在骨盆髋臼骨折中的应用

4．4 CAOS技术应用于骨盆髋臼中的局限性

参考文献

攻读硕士学位期间成果

致谢

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