骶髂螺釘固定通道的數(shù)字解剖學研究.pdf

1、背景:
　　 骨盆位于軀干的基底、身體中央，連接軀干和下肢。骨盆的生物力學作用是將脊柱所承受的載荷傳遞到下肢。骨盆后環(huán)對骨盆的穩(wěn)定作用占60％，前環(huán)占40％。骨盆后環(huán)最主要的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)為骶髂復合體。隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，交通事故、礦井事故等發(fā)生率逐年增高，高能量骨盆損傷率也呈逐年上升的趨勢。當強大暴力造成骨盆后環(huán)骨折時，產(chǎn)生極其不穩(wěn)定的骨盆骨折類型—垂直不穩(wěn)定型骨折。隨著研究的深入，垂直不穩(wěn)定型骨折的本質(zhì)即骶髂關節(jié)復合體的損傷越

2、來越得到公認。過去采取骨盆懸吊、股骨牽引等非手術(shù)治療方法，導致患者最后留有嚴重的后遺癥，下肢不等長、骨折畸形愈合、疼痛等，致殘率高達50％-60％，給患者帶來了極大的痛苦。目前，國內(nèi)外學者目前均主張針對不穩(wěn)定型骨折采用積極的手術(shù)治療。對于骶髂關節(jié)損傷手術(shù)治療方式很多，主要有經(jīng)前路鋼板螺絲釘植骨內(nèi)固定術(shù)、經(jīng)后路骶髂鎖定加壓鋼板內(nèi)固定術(shù)、骶骨棒內(nèi)固定術(shù)及骶髂螺釘內(nèi)固定術(shù)等。在骨盆后環(huán)的各項固定方法中，實驗表明，以骶髂關節(jié)松質(zhì)骨螺釘固定作用最

3、強，骶髂關節(jié)前路四孔鋼板次之，骶骨后面骶骨棒固定最差。經(jīng)皮穿刺骶髂螺釘固定技術(shù)可有效減少術(shù)中，出血、手術(shù)創(chuàng)傷及術(shù)后并發(fā)癥，是目前微創(chuàng)治療骨盆后環(huán)骨折的重要方法。目前經(jīng)皮骶髂螺釘固定大多采用術(shù)中C形臂透視，也有學者采用計算機導航。但是，由于骨盆區(qū)的解剖因素及術(shù)中影響的局限性，據(jù)報道，即使在X線透視下，也有2％-15％的骶髂螺釘位置不佳，且有0.5％-7.7％發(fā)生神經(jīng)損傷。也有學者認為CT導航雙側(cè)置入螺釘會增大錯位幾率，而且期間的操作不當圖

4、像預存后骨位置的變動而致使螺釘置入錯位。
　　 本研究在吸取眾多研究成果及方法的基礎上，將數(shù)字解剖學引入對骶髂關節(jié)固定螺釘通道的研究，針對骶髂關節(jié)固定螺釘?shù)淖罴寻踩ǖ?、螺釘置入入針點、螺釘?shù)淖畲蟀踩L度、螺釘在矢狀面、冠狀面、水平面的角度進行研究。在三維虛擬平臺上，模擬手術(shù)固定，以其探索骶髂固定螺釘?shù)奶攸c。
　　 目的:
　　 1.立骨盆的三維模擬數(shù)據(jù)庫，獲得骶髂關節(jié)的虛擬三維模型。
　　 2.擬手術(shù)，

5、建立骶髂關節(jié)固定螺釘?shù)陌踩罴压潭ㄍǖ馈?br>　　 3.究螺釘在通道內(nèi)各個方向的特點，明確骶髂螺釘螺釘置入入針點、螺釘?shù)淖畲蟀踩L度、螺釘在矢狀面、冠狀面、水平面的角度。
　　 方法:
　　 1.CT數(shù)據(jù)獲得隨機選取2011年10月-2012年10月因其他系統(tǒng)疾病在冀中能源峰峰集團總醫(yī)院CT科進行完整骨盆計算機斷層掃描的成年患者23例，其中男12例，女11例，年齡19-83歲，平均年齡37歲，共獲得23對骶髂關節(jié)，均

6、無骨質(zhì)病變和解剖學變異。圖像采集設備Brilliance64排多層螺旋CT，由荷蘭飛利浦公司提供。掃描條件電壓140kv，層厚1.0mm，768×768矩陣。每例掃描后可以獲得520-700個CT斷層圖像，將掃描圖像以Dicom格式存儲于光盤，獲得23個患者完整的骨盆影像數(shù)據(jù)集。
　　 2.骨盆三維模型建立在個人計算機上，將光盤中采集的CT骨盆斷層圖像.Dicom文件輸入Mimics軟件中，定義前(Anterior)、后(Pos

7、terior)、上(Top)、下（Bottom）、左(Left)、右（Right）方向，定位完成后，Mimics將自動生成冠狀面、水平面、矢狀面圖像。利用Mimics軟件中分割（Segmentation）菜單下的Thresholding命令，界定骨組織閾值在205-2976Hu之間，對連續(xù)的斷層圖像進行閾值分割設定，形成采集圖像的骨骼虛擬圖像。分割完成后，將蒙版(mask)圖像采用系統(tǒng)默認的最佳三維重建模式重建出骶骨及雙側(cè)髂骨。

8、　　 3.模擬骶髂螺釘固定骶髂關節(jié)在不同方向觀察骶髂關節(jié)，分型骶髂螺釘在骶髂關節(jié)矢狀面、水平面、冠狀面的安全區(qū)域，建立安全通道。按照螺釘實際測量數(shù)值重建螺釘?shù)娜S虛擬模型。行虛擬手術(shù)，在最佳安全通道內(nèi)不同方向模擬骶髂螺釘固定，并獲得骶髂螺釘進釘半徑、螺釘最大長度、螺釘水平位、冠狀位、矢狀位角度的數(shù)據(jù)。
　　 4.統(tǒng)計學分析
　　 本實驗所得的數(shù)據(jù)采用SPSS17.0進行統(tǒng)計學分析，對于在安全最佳固定通道骶髂螺釘進釘半徑

9、、螺釘最大長度、螺釘水平位、冠狀位、矢狀位角度等進行統(tǒng)計，所得的均數(shù)采用（(x)±s），同性別左右兩側(cè)之間采用配對t檢驗，對性別差異性行獨立樣本t檢驗，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。
　　 結(jié)果:
　　 本此研究共重建骨盆模型23個，獲得骶髂關節(jié)23對，男性12對，女性11對，共計46個骶髂關節(jié)。獲得數(shù)值為:安全區(qū)骶髂螺釘通道半徑，男8.478±0.132mm，女8.296±0.140mm，P=0.068，P＞0.0

10、5，顯示男女無差別;骶髂螺釘?shù)淖畲蠊潭ㄩL度，男78.480±1.545mm，女74.713±1.911mm，P=0.004，P＜0.05，說明存在性別差異;螺釘與矢狀面夾角，男71.962°±2.578°，女79.340°±1.431°，P=0.0003，P＜0.05，男女存在差別;螺釘與水平截面夾角，男13.053°±1.599°，女9.501°±1.724°，P=0.004，P＜0.05，男女有差別;螺釘與冠狀面夾角，男9.425°

11、±1.44°，女2.356°±0.713°，P=9.580×10-6，P＜0.05，存在明顯的性別差別。以上各組數(shù)據(jù)男女左右側(cè)比較均P＞0.05，顯示無差別。以上的結(jié)果說明，在同一個體，左右側(cè)骶髂關節(jié)對稱，骶髂螺釘?shù)倪M釘通道一致;除了螺釘進釘入口的半徑外，骶髂螺釘固定的長度、與矢狀面、水平面、冠狀面的角度均存在性別上的差別。
　　 結(jié)論:
　　 在Mimics軟件上重建三維虛擬骨盆模型，通過對模型的不同角度的移動，可以觀

12、察到以往在X線及CT上很難觀察到的骶髂關節(jié)具體切口，并在此基礎上，方便、準確的確定骶髂關節(jié)固定螺釘?shù)淖罴寻踩ǖ啦y量各種數(shù)據(jù)。
　　 1.骶髂關節(jié)固定螺釘?shù)陌踩ǖ酪缶挥诠琴|(zhì)內(nèi)且指向S1椎體中央。在Mimics軟件中進行分割，顯示是從髂骨翼外側(cè)板耳狀面的投射區(qū)經(jīng)S1椎弓根指向S1椎體中心的類扇形體。其類扇形體的中央部分就是安全最佳通道。它是隨著不同的水平面不斷變化的區(qū)域。螺釘在此區(qū)域內(nèi)固定都是安全的。其骶骨方向、角度的不同