数字化虚拟骶骨置钉的解剖学测量

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.1102

中国组织工程研究 ›› 2019, Vol. 23 ›› Issue (12): 1875-1880.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.1102

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数字化虚拟骶骨置钉的解剖学测量

贾文超¹，薛飞²，冯卫²，贾燕飞²

¹内蒙古医科大学研究生学院，内蒙古自治区呼和浩特市 010059；²内蒙古医科大学第二附属医院，内蒙古自治区呼和浩特市 010030

出版日期:2019-04-28 发布日期:2019-04-28
通讯作者: 冯卫，博士，教授，内蒙古医科大学第二附属医院，内蒙古自治区呼和浩特市 010030 贾燕飞，教授，内蒙古医科大学第二附属医院，内蒙古自治区呼和浩特市 010030
作者简介:贾文超，男，1991 年生，内蒙古自治区呼和浩特市人，汉族，内蒙古医科大学在读硕士，主要从事骨科的相关研究。并列第一作者：薛飞，硕士，副主任医师，内蒙古医科大学第二附属医院，内蒙古自治区呼和浩特市 010030
基金资助:
内蒙古自然科学基金(2017MS0836)，项目负责人：冯卫|内蒙古医科大学青年创新基金(YKD2017QNCX081)，项目负责人：薛飞

Anatomical measurement of the sacral nailing by digital virtual technology

Jia Wenchao¹, Xue Fei², Feng Wei², Jia Yanfei²

¹Graduate School of Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010059, Inner Mongolia Autonomous Region, China;²the Second Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010030, Inner Mongolia Autonomous Region, China

Online:2019-04-28 Published:2019-04-28
Contact: Feng Wei, MD, Professor, the Second Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010030, Inner Mongolia Autonomous Region, China Jia Yanfei, Professor, the Second Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010030, Inner Mongolia Autonomous Region, China
About author:Jia Wenchao, Master candidate, Graduate School of Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010059, Inner Mongolia Autonomous Region, China Xue Fei, Master, Associate chief physician, the Second Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010030, Inner Mongolia Autonomous Region, China Jia Wenchao and Xue Fei contributed equally to this work.
Supported by:
the Natural Science Foundation of Inner Mongolia Autonomous Region, No. 2017MS0836 (to FW)| the Youth Innovation Foundation of Inner Mongolia Medical University, No. YKD2017QNCX081 (to XF)

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：

骶骨固定置钉点：一般来讲，骶骨的置钉点有椎弓根置钉点及侧块固定置钉点，但骶骨并没有像胸腰椎一样典型的椎弓根，大部分学者为了研究方便，定义骶骨横突与椎体之间的过渡区为椎弓根，横突末端与骶髂关节面接触部融合区统称为侧块。

不稳定骶骨骨折的手术治疗：骶骨骨折手术的目的是为了纠正骨折部位的畸形、恢复脊柱和骨盆的稳定性，以及解除被压迫的神经根。目前，多数学者认为骶骨骨折移位 > 10 mm或移位≤10 mm但合并有L₅横突骨折、骶髂韧带撕脱骨折、骶结节韧带撕脱骨折或骶骨矢状面的骨折线经过DenisⅡ、Ⅲ区时，均可造成骨盆后环不稳定，这些不稳定骨折无论是否存在神经损伤，均应考虑手术治疗。

摘要

背景：骶骨由于处在脊柱与骨盆的交界区，其骨折极易漏诊。骶骨骨折的漏诊和治疗不当会造成进一步的神经损伤和后期的腰骶部畸形，其矫形手术困难，且疗效亦不如新鲜骨折。因此，早期诊断治疗骶骨骨折十分重要。

目的：利用数字化虚拟技术进行骶骨部分置钉点的数字解剖研究，为临床治疗及内固定的进一步研究提供参考。

方法：选取60例成人骨盆CT扫描数据，男女比为1∶1，利用Mimics 16.0软件进行三维模型重建，选择拟进行测量的点，然后分别在水平面、矢状面进行相关数据的测量。

结果与结论：①L₅关节突下缘与S₁骶后孔上缘连线的中点允许置钉；②每侧上一骶后孔下缘与下一骶后孔上缘连线的中点，即众多学者描述的椎弓根置钉点同样允许置钉；③其余测量指标差异均无显著性意义(P > 0.05)；④结果表明，利用数字化模拟技术对骶骨各置钉点进行数据测量，所得出的各置钉点允许置钉的深度及角度可作为临床治疗骶骨骨折的参考依据。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程
ORCID: 0000-0001-7633-278X(贾文超)

关键词: 骶骨骨折, 骶骨置钉点, 数字化模拟技术, 数字解剖, 计算机虚拟技术, 骶骨置钉

Abstract:

BACKGROUND: The surgeons are prone to leak a sacral fracture because of its junction with the spine and pelvis. Misdiagnosis and improper treatment of sacral fracture can cause further nerve injury and later lumbar sacral deformity, and its orthopedic operation is difficult and the curative effect is not as good as fresh fracture. Thereafter, early diagnosis and treatment of sacral fracture are very important.

OBJECTIVE: To carry out digital anatomic study of sacral part placement points using digital virtual technology, so as to provide guidance for clinical treatment.

METHODS: Sixty cases of adult pelvis CT scan (the ratio of men and women was 1:1) were selected randomly. The three-dimensional model was reconstructed by Mimics 16.0 software, and the measured points were selected. Then the related data were measured on the horizontal and sagittal planes, separately.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) The midpoint of the interconnections between the lower edge of the L₅ and the upper margin of the posterior sacral hole of the S₁ was allowed. (2) The midpoint of the line between the lower margin of the sacral hole and the upper margin of the lower sacral posterior orifice, namely the pedicle point of the longitudinal multi scholar, allowed the nail to be placed equally. (3) The differences in the other measurements were insignificant (P > 0.05). (4) To conclude, the digital simulation technique is used to measure the nail point of the sacrum, and the depth and angle of the nailed points of each point can be used as a reference for the treatment of sacral fracture.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

Key words: Sacrum, Fractures, Bone, Bone Nails, Dissection, Tissue Engineering

中图分类号:

R445

贾文超，薛飞，冯卫，贾燕飞. 数字化虚拟骶骨置钉的解剖学测量[J]. 中国组织工程研究, 2019, 23(12): 1875-1880.

Jia Wenchao, Xue Fei, Feng Wei, Jia Yanfei. Anatomical measurement of the sacral nailing by digital virtual technology[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2019, 23(12): 1875-1880.

图/表（结果） 3

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引言

材料方法

讨论

3.1 骶骨固定时置钉点的选择 不稳定型骶骨骨折的治疗关键是通过各种内固定技术恢复其解剖结构，但无论哪种内固定的置入，置钉技术的把握都是其中的关键点。一般来讲，骶骨的置钉点有椎弓根置钉点及侧块固定置钉点，因骶骨并没有像胸腰椎一样典型的椎弓根，大部分学者为了研究方便，定义骶骨横突与椎体之间的过渡区为椎弓根，横突末端与骶髂关节面接触部融合区统称为侧块。S₁椎弓根中心位于S₁关节突外侧缘与骶骨上缘和第一骶后孔之间的连线中点上，侧块进钉点也属同一点；S₂-S₅侧块进钉点位于骶骨后孔外侧缘连线的中点^[1]。关于骶骨置钉点的研究，大部分学者的不同意见基本都是围绕S₁的置钉点的选择，有研究认为S₁椎体的置钉点应在L₅下关节突的下缘；Morse等^[2]认为该置钉点应在L₅下关节突外1 cm下0.5 cm处；而有学者认为，该点应在L₅下关节突下缘与第1骶后孔的中点。在众多不同观点中，对于S₁的置钉点选择，作者更倾向于后者的观点。因骶骨前方走形血管神经众多，所以大部分骶骨的内固定都放置于骶骨后侧。且作者在临床工作中发现，骶骨骨折进行手术治疗时应尽量减少组织的剥离，因骶尾骨后方肌肉覆盖较少，皮下组织较薄，若术中剥离的范围太大，术后易引起疼痛、感染、皮肤坏死及压疮等。此次实验对L₅下关节突下缘与第一骶后孔最上缘连线的中点以及骶骨后方S₁-S₅上下骶后孔之间连线中点的置钉数据进行了测量，且解剖结构允许，在这些点置钉不仅解剖标志明显易于寻找，而且可以减少剥离组织的面积，这样不仅可以缩短手术时间，也减少了术中的出血量及术后并发症的发生率。

3.2 数字化测量与传统测量方法的比较 既往，大部分实验都使用干燥尸体标本测量，但该方法存在取材难、样本小，操作复杂、耗时耗力，可重复性差等诸多缺点^[3]。此次实验采用了现代化数字虚拟技术，通过数字化图像分析软件对骶骨的部分数据进行测量。与传统方法相比，该方法取材简单，而且通过软件中骶骨的水平面、冠状面及矢状面方向的视图，加之三维图像的配合，在测量时可以更直接的对模拟置钉过程进行了解及把握。此次实验所得数据与王奇等^[4]利用干燥实体标本所测的数据较为接近，但相比目前标本获取难度大、可重复性差等特点，利用数字化模拟技术进行解剖数据的测量具有明显的优势。

3.3 骶骨骨折内固定方法 骶骨骨折的手术入路主要有前方入路及后方入路2种方式。但因前路固定涉及到的解剖关系复杂、创伤大等因素，目前，主要通过后方入路对骶骨骨折进行固定。对于Tile B2、B3及部分C型骨盆骨折，骶骨骨折的部分均可以通过微创的骶髂螺钉来固定，因其具有创伤小、固定稳定性佳及并发症较少的特点逐渐成为该类骨折固定的主要方式^[5-8]。而对于常以H型、U型、λ型等类型描述的骶骨骨折，即脊柱骨盆分离的损伤，常通过三角固定或髂腰固定来治疗^[9-12]。但对于特殊类型的骶骨骨折，如骶骨低位横行骨折，以上固定方式可能均不适用。需要通过后方入路选择重建钢板进行内固定^[13-16]。但选择重建钢板对横行骨折进行内固定，对于部分移位较大的骨折类型，并不能像通过脊柱钉棒系统一样对骨折端进行牵开复位，而需要术前牵引或术中通过其他辅助工具进行复位。作者此次对于骶骨这些置钉点允许的置钉深度及置钉角度进行详细研究，就是拟将选择一种更为合适的内固定装置沿骶正中嵴两侧放置，这样不仅可以减少术后内固定装置对皮肤的激惹，如选择如桥接组合式内固定装置还可兼具撑开的作用。

3.4 统计结果的分析 从表1统计结果来看，骶骨变异率较大，导致个体间数据测量变化较大，即使同一位测试者，左右两侧所允许的置钉长度亦不同。且表中部分带“—”符号的数据统计，并不是所有测试者该测试项目数据都没有得出，而是作者在测量时，有部分测试者该处数据按照作者规定的方法无法测量，包含解剖关系不允许置钉或者置钉范围太过狭小没有临床意义等情况。为了此次实验数据更加适用于临床，部分测出的数据可能亦没有代表性，故在文中没有进行统计。而从统计出的数据来看，因此次实验测量的置钉点较先前部分学者的研究更为靠近骶管^[17-18]，位于上下骶孔之间，且骶管的三角形结构决定了在由后向前置钉时，要时刻严格把握置钉方向。由S₁置钉点的统计数据结果来看，不论男性女性，置钉范围都很广，术者可以根据患者骨折的实际情况，选择合理的置钉方式。而S₂-S₄椎体的固定则范围则相对较窄。从数据统计来看，S₂椎体置钉角度及骶骨翼的原因，允许置钉螺钉长度最长。在该种情况下要特别注意，固定该椎体时向外置钉要重点注意切勿将螺钉置入骶髂关节或者是穿出骶骨前方骨皮质太多，后一种情况可能会导致骶骨前方走形的重要血管神经结构损伤。S₁上终板的倾角决定了骶骨各椎体之间以椎体后方高前方低的解剖结构依次排列，所以术中置钉时置钉方向要尽量由后上向前下，也就是临床上常谈到的尾倾，该种置钉方式可增加置入螺钉的长度，而且可以避免置入的螺钉进入上一椎体，此次实验中的表2的数据统计也间接的表明了该观点。关于螺钉置入时是否要突破前方皮质，大部分学者认为螺钉突破前方皮质2.0- 3.0 mm可使螺钉把持力更强，固定更稳定，该种方式也在追求内固定尽可能稳定的前提条件下避免了前方重要血管神经的损伤。虽然男女性骶骨外形不一致，但从统计学数据来看，关于此次实验研究的内容男女方面并无差异。

骶骨作为脊柱与骨盆之间的承接部分，在脊柱与骨盆环的稳定性中起到了十分重要的作用。骨盆骨折占全身骨折的3%，在涉及骨盆环的骨折中，有23%-45%的患者发生骶骨骨折^[19]。根据相关统计，超过50%的病例中存在神经损伤^[20]。因此，近年来骶骨骨折的治疗受到相对广泛的关注。目前，常用于骶骨骨折固定的方法有经髂骨骶骨棒固定、三角固定、髂腰固定、锁定钢板固定以及开放或者闭合条件下的骶髂螺钉固定^[21-29]。这些固定方法中，置钉方法基本上为椎弓根置钉及侧块固定法，与侧块固定相比，椎弓根置钉的方法对于术区面积的要求更小，且根据报道，骶骨椎弓根钉固定技术要比侧块固定具有更强的力学基础^[30]。作者此次选择研究的置钉点就是为了在保证内固定稳定的前提下，选择解剖标志较为明显的区域，尽量减少术中的剥离，这样不仅可以缩短手术时间，也降低了患者术后并发症的发生率。上骶孔最下缘与下骶孔的最上缘之间的距离(表3)实际是在紧邻骶正中棘两侧放置内固定进行固定的置钉点区域，因桥接组合内固定的组片的大小是固定的，故其真实距离的大小直接影响内固定装置的放置。此次在实验中对其进行测量，作者发现该值基本在1 cm左右，而且根据骶骨凸后凹前的独特解剖形态，将桥接组合内固定装置中的棒进行预弯，使其尽量贴附，放置时尽量靠近骶正中嵴，以避免患者术后出现骶尾部的不适。该数据的得出，也能为骶骨其他相关内固定器械的研究提供数据的参考。从表4的统计结果来看，此次所测量的各置钉点允许的置钉深度及置钉角度所得的实验数据之间没有明显的统计意义，这也间接的说明的不同个体之间骶骨变异率较大，在实际操作当中，术者可以根据此次实验中的数据进行参考，但如遇到骶骨变异较大的，考虑到骶骨前方的血管神经损伤问题，术者还需根据实际情况进行准确测量，避免造成不必要的损伤。

此次实验得出的数据与陈鸥等^[31]及邓亦奇等^[32]的数据较为接近，但在临床工作时，还需结合不同数据进行个体化分析。此次实验使用现代化数字虚拟技术对部分置钉点的数据进行了测试，所得出的数据应该较传统标本测量更为准确。但该实验中，在进行数据测量时，未考虑置入螺钉的直径；且S₄椎体本身允许置入螺钉长度较短，如在此次实验进行测试的S₁-S₄椎体各置钉点置钉进行内固定时，能否保证内固定的有效性？这些不足之处，可能是进一步的研究方向。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

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