阿拉木斯，張元智，胡旭鋒，劉剛，劉亞歐，莫偉鵬，郝曉東，李嚴(yán)兵

1.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)，呼和浩特 010110；2.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院骨科，呼和浩特 010050；3.南方醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，廣州 510515

經(jīng)皮骶髂關(guān)節(jié)螺釘固定（percutaneous iliosacral screws，PISS）是治療不穩(wěn)定骨盆骨折的方法之一，能夠解決骨盆后環(huán)的穩(wěn)定，與開放手術(shù)相比具有較高的安全性，減少了出血和感染的風(fēng)險。目前對成人經(jīng)皮骶髂關(guān)節(jié)螺釘固定的骨性通道研究較多，但針對青少年相關(guān)研究很少。對于青少年的不穩(wěn)定骨盆骨折移位，有作者建議采用手術(shù)內(nèi)固定治療[1,2]。但存在的問題較多，如可否采用成人經(jīng)皮骶髂關(guān)節(jié)螺釘固定穩(wěn)定骨盆？青少年是否存在骨性螺釘通道？其安全區(qū)范圍如何？本項目通過數(shù)字化分析、確定青少年安全骨性螺釘釘?shù)溃⒂^察釘?shù)涝鳊g變化的規(guī)律，試圖解答上述問題。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2012 年5 月至2020 年5 月內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院10～17 歲健康青少年志愿者160 名，男80名，女80 名，按8 個年齡段分組，每組20 人，男女各半，所有數(shù)據(jù)為隨機選取，樣本呈正態(tài)分布，無腫瘤、骨性畸形。納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡10～17 歲，無脊柱及骨盆疾病史，X 片顯示無骨盆畸形。排除標(biāo)準(zhǔn)：有骨性畸形者，腫瘤、結(jié)核患者，任何其他原因不能耐受CT 檢查者。

本研究獲內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)（NO.YKD2018216），所有志愿者簽署知情同意書。

1.2 研究方法

各年齡段青少年志愿者腹部連續(xù)螺旋CT 掃描，電壓120 kV，層厚0.625 mm，矩陣為512×512。將原始.dicom 格式數(shù)據(jù)導(dǎo)入Materialise Mimics Innovation Suite 16.0 軟件，三維表面重建骨盆，以.stl 文件格式存儲，導(dǎo)入Imageware 12.0 軟件，三維表面骨盆，以1.0 mm 為間距分別對骶骨橫向解剖平面進行多層剖分，在每一層剖分面上確定S1、S2安全區(qū)的幾何邊界，提取幾何邊界點的二維圖像坐標(biāo)，確定幾何S1、S2中軸線，生成最優(yōu)釘?shù)繹3]，同時導(dǎo)入直徑7.3 mm 螺釘模型于最佳釘?shù)牢恢茫▓D1），將最佳釘?shù)缆葆攲?dǎo)回Materialise Mimics Innovation Suite 16.0 軟件中進行相關(guān)測量，對雙側(cè)S1、S2橫向骶髂螺釘最優(yōu)置釘通道的軸向狹窄處的寬度進行測量，并測量S1、S2最優(yōu)釘?shù)澜?jīng)“骶骨經(jīng)髂骨”（trans-sacral trans-iliac，TSTI）螺釘通道長度（起止點均為釘?shù)垒S線與雙側(cè)髂骨皮質(zhì)骨外皮質(zhì)的交點），同時測量S1、S2TSTI 通道投影長短軸長度并觀察通道隨年齡增長的變化規(guī)律。

圖1 S1椎體水平釘?shù)赖臄?shù)字化分析1a：縱向分割骶骨1b：顯示S1安全區(qū)不規(guī)則形邊界投影1c：確定S1椎體水平釘?shù)?d：冠狀位顯示螺釘位置1e：軸位顯示螺釘位置Fig.1 Digital analysis of horizontal optimal pathway of S1 vertebral body1a: the sacrum was divided longitudinally; 1b: displayed the irregular boundary projection of S1 security zone; 1c: the optimal pathway of S1 vertebral screw was determined; 1d: coronal view showed screw position; 1e: axis position showed screw position

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理

采用SPSS 18.0 統(tǒng)計軟件（美國）進行統(tǒng)計學(xué)處理。計量資料使用Shapiro-Wilk 檢驗判斷數(shù)據(jù)是否為正態(tài)分布，且方差齊性，以（）表示，男性與女性之間釘?shù)赖淖畲箝L度等數(shù)據(jù)采用兩獨立樣本t檢驗進行比較，同性別左側(cè)與右側(cè)數(shù)據(jù)采用配對t檢驗進行比較，P＜0.05 認為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

S1骶髂螺釘安全通道寬度，男性：左（8.96±2.02）mm，右（9.03±2.24）mm；女性：左（8.26±1.96）mm，右（8.37±2.11）mm。S1處TSTI 螺釘長度，男性（141.25±5.92）mm，女性（134.37±5.68）mm。S2骶髂螺釘安全通道寬度，男性：左（6.49±1.98）mm，右（6.38±1.88）mm；女性：左（6.21±1.76）mm，右（6.14±1.55）mm。S2處TSTI 螺釘長度，男性（126.28±4.94）mm，女性（122.31±5.13）mm。S1投影長軸長度，男性（28.27±3.17）mm，女 性（22.36±2.73）mm，短軸長度，男性（13.51±1.67）mm，女性（9.85±1.34）mm。S2投影長軸長度，男性（19.75±2.44）mm，女性（16.15±2.28）mm，短軸長度，男性（12.96±1.24）mm，女性（9.33±1.16）mm。見圖2～3，表1～4。

表1 10～17 歲各年齡段男性TSTI 螺釘安全通道分析（，mm，n=80）Tab.1 Analysis of TSTI screw safety pathways in male aged 10 to 17 years（Mean±SD,mm, n=80）

表1 10～17 歲各年齡段男性TSTI 螺釘安全通道分析（，mm，n=80）Tab.1 Analysis of TSTI screw safety pathways in male aged 10 to 17 years（Mean±SD,mm, n=80）

圖2 S1椎體水平安全通道的數(shù)字化測量2a：冠狀位顯示S1 2b：軸位測量S1 TSTI 安全通道長度2c：軸位測量S1 TSTI 安全通道長度的3D 顯示2d：軸位測量S1 TSTI 安全通道寬度2e：軸位S1 TSTI 安全通道寬度的3D 顯示2f：通道投影的測量Fig.2 Digital measurement of the TSTI safety pathways of S1 vertebral body2a: S1 vertebral in coronal view; 2b: measured the length of S1 TSTI safety pathway in axial position; 2c: 3D display of S1 TSTI safety pathway measured in axial position; 2d: measured the width of S1 TSTI safety pathway in axial position; 2e: 3D display of the width of S1 TSTI safety pathway measured in axial position; 2f: measured the projection of S1 safety pathway

圖3 S2椎體水平安全通道的數(shù)字化測量3a：冠狀位顯示S2 3b：軸位測量S2 TSTI 安全通道長度3c：軸位測量S2 TSTI 安全通道長度的3D 顯示3d：軸位測量S2 TSTI 安全通道寬度3e：軸位S2 TSTI 安全通道寬度的3D 顯示3f：通道投影的測量Fig.3 Digital measurement of the TSTI safety pathways of S2 vertebral body3a: S2 vertebra in coronal view; 3b: measured the length of S2 TSTI safety pathway in axial position; 3c: 3D display of S2 TSTI safety pathway measured in axial position; 3d: measured the width of S2 TSTI safety pathway in axial position; 3e: 3D display of the width of S2 TSTI safety pathway measured in axial position; 3f: measured the projection of S2 safety pathway

表2 10～17 歲各年齡段女性TSTI 螺釘安全通道分析（，mm，n=80）Tab.2 Analysis of TSTI screw safety pathways in female aged 10 to 17 years（Mean±SD,mm, n=80）

表2 10～17 歲各年齡段女性TSTI 螺釘安全通道分析（，mm，n=80）Tab.2 Analysis of TSTI screw safety pathways in female aged 10 to 17 years（Mean±SD,mm, n=80）

表3 10～17 歲各年齡段男性S1、S2投影分析（，mm，n=80）Tab.3 Analysis of S1 and S2 projection in male aged 10 to 17 years(Mean±SD,mm, n=80)

表3 10～17 歲各年齡段男性S1、S2投影分析（，mm，n=80）Tab.3 Analysis of S1 and S2 projection in male aged 10 to 17 years(Mean±SD,mm, n=80)

表4 10～17 歲各年齡段女性S1、S2投影分析（，mm，n=80）Tab.4 Analysis of S1 and S2 projection in female aged 10 to 17 years(Mean±SD,mm, n=80)

表4 10～17 歲各年齡段女性S1、S2投影分析（，mm，n=80）Tab.4 Analysis of S1 and S2 projection in female aged 10 to 17 years(Mean±SD,mm, n=80)

同性別的左、右側(cè)軸位S1、S2TSTI 安全通道寬度差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），S1、S2TSTI 安全通道長度性別差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），見圖4、表5。

表5 10～17 歲男性/女性TSTI 螺釘安全通道比較（，mm，n=80）Tab.5 Comparison of TSTI screw safety pathways between male and female aged 10～17 years (Mean±SD,mm, n=80)

表5 10～17 歲男性/女性TSTI 螺釘安全通道比較（，mm，n=80）Tab.5 Comparison of TSTI screw safety pathways between male and female aged 10～17 years (Mean±SD,mm, n=80)

圖4 10～17 歲男性/女性S1、S2 TSTI 螺釘安全通道增齡變化Fig.4 Aging changes of screw safety pathways of S1 and S2 TSTI in Male/Female aged 10～17 years

隨著年齡的增長，長短軸比例逐漸加大，高度的增長速度快于寬度的增長（圖5）。

圖5 10～17 歲男性/女性S1、S2通道長寬比例增齡變化Fig.5 Aging changes of the pathways of length-width ratio of S1 and S2 in male/female aged 10～17 years

3 討論

骶髂螺釘內(nèi)固定是治療骨盆骨折（尤其是骶骨骨折）的優(yōu)選術(shù)式，但由于骨盆結(jié)構(gòu)復(fù)雜、位置深在，對螺釘置入的位置和精度要求極高[4]。此外，由于骶骨形態(tài)的變異加劇了圖像的判讀錯誤[5,6]，不可避免會導(dǎo)致術(shù)中透視次數(shù)增加而加重了醫(yī)生和患者的輻射量[7,8]。多項研究表明：經(jīng)皮骶髂螺釘置釘能夠安全、有效地治療成人骨盆骨折治療[1,5,9]，因軟組織并發(fā)癥較少，從而降低了成人骨盆骨折的死亡率[10,11]。

Mendel 等[6]對85 例成人骨盆CT 數(shù)據(jù)進行三維重建，提取S1側(cè)位骶骨體緣與骶骨岬及骶管前緣的直角三角形投影來映射骶髂關(guān)節(jié)經(jīng)骶骨耳狀面的最大置釘安全通道，認為術(shù)前在側(cè)視圖觀察骶骨三角是一個簡單的、準(zhǔn)確的方法。Burn 等[12]通過174 例兒童（2～16 歲）骨盆研究分析證實兒童存在寬度和高度都大于7 mm 的可用于骶髂螺釘置入的影像學(xué)安全通道，同時發(fā)現(xiàn)影像學(xué)的寬度和高度隨年齡的增長呈線性增長，且高度的增長速度快于寬度的增長速度。這是S1處骶髂螺釘通道和S2處TSTI 螺釘通道的趨勢，表明S2的TSTI 的隨年齡變化的顯著差異。此外，影像學(xué)直徑大于7 mm 的通道隨著兒童年齡的增長而增加，這一結(jié)論與本研究的結(jié)果基本一致，但Burn 等[12]的研究年齡跨度較大，樣本為歐洲人種，本研究為亞洲人種。Smith 等[4]指出骨盆不對稱超過1 cm 會對患者相關(guān)的功能評分、慢性疼痛、步態(tài)異常和脊柱側(cè)彎產(chǎn)生影響。其他學(xué)者也指出兒童骨盆畸形的并發(fā)癥包括髖關(guān)節(jié)活動范圍受限、生長停滯、骶髂關(guān)節(jié)發(fā)育不全、骨盆傾斜、髂骨發(fā)育不良、姿勢不佳和四肢長度不等[13,14]。在解剖學(xué)上大多數(shù)國人有可能經(jīng)S1或S2骶椎實現(xiàn)貫穿螺釘固定，通過軟件輔助設(shè)計有助于確定置釘通道，可為骶髂貫穿螺釘固定技術(shù)的應(yīng)用提供參考[15]。

本研究基于CT 數(shù)據(jù)進行三維分析，不僅測量了軸面狹窄處的寬度，同時也測量了安全通道的投影，對S1、S2安全幾何釘?shù)肋M行了“最佳擬合”，在幾何釘?shù)郎蠝y量了S1、S2TSTI 釘?shù)篱L度和寬度，理論上更符合國人青少年解剖特性，結(jié)果表明青少年在S1、S2均存在影像學(xué)安全的骨性髂骶螺釘通道。但由于納入數(shù)據(jù)相對不足，沒有對骶骨畸形進行分析，有待于增加數(shù)據(jù)進一步研究。