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复杂双柱髋臼骨折四方区三维形态学分析

2021-06-21叶凯安智全

国际骨科学杂志 2021年3期
关键词:斜线髋臼入路

叶凯 安智全

复杂双柱髋臼骨折约占全部髋臼骨折的22%,其创伤严重程度高,治疗难度大[1]。研究表明,复杂双柱髋臼骨折是由暴力导致股骨头撞击髋臼窝关节面,使其分裂为前侧、内侧(四方区)和后上方(后壁)骨块[2-3]。AO/OTA分型将该类骨折定为C型,并进一步分为C1、C2、C3亚型[4]。近年,有学者对此类骨折中前侧和后壁骨块的形态学特征进行描述研究[5-6],有学者对前后柱受累的髋臼骨折中四方区骨块形态进行研究[7],还有学者根据骨折粉碎程度对四方区骨折进行分类研究[8-9],但迄今尚缺乏对复杂双柱髋臼骨折四方区骨块形态的相关研究。

基于三维CT骨折图技术可以对骨折的空间特征进行描述,我们使用该方法回顾性分析复杂双柱髋臼骨折患者的CT影像学资料,以探讨四方区骨折的形态学特征及其临床意义。

1 资料与方法

1.1 一般资料

于上海交通大学附属第六人民医院病历系统中搜索2016年8月至2019年8月一级创伤中心诊治的诊断为“髋臼骨折”的病例,回顾性分析其病史资料。同时,采用关键词“CT、髋臼、骨折”在图像存档和通信系统(PACS)数据库中搜索诊断为髋臼骨折的患者,并采用AO/OTA骨折分类系统定义复杂双柱髋臼骨折。

纳入标准:①年龄≥18岁;②符合AO/OTA分型标准;③CT图像资料完整。排除标准:①轴向CT图像厚度>3 mm;②开放性或病理性骨折。依据以上标准共纳入104例复杂双柱髋臼骨折患者作为研究对象。本研究通过上海交通大学附属第六人民医院伦理委员会批准,并免除了患者知情同意。

1.2 影像学测量

将从PACS数据库中采集的骨盆平扫CT图像数据以DICOM格式导入Mimics软件17.0,生成水平面、冠状面、矢状面图像,并重建出三维图像。为方便描述,我们参考文献[7]的方法,将自髋臼前下方进入四方区、沿骨盆边缘走行的骨折线定义为前斜线,而将与前斜线末端相连、向后柱延伸的骨折线定义为后斜线。基于该定义,我们观察并测量以下数据:①前斜线起点。前斜线的来源包括前壁或闭孔,若骨折线同时来源于前壁和闭孔,则观察其汇合点,汇合点位置以其与髂耻隆起的关系确定。②前斜线与骨盆边缘的距离。在水平面CT图像上以髋臼窝顶点水平为基准,测量前侧骨块断端与骨盆边缘之间的距离。③前斜线与骶髂关节的距离。在三维CT图像上测量前斜线和后斜线交点处骨折近侧断端与骶髂关节之间的距离。④后斜线的分类。将坐骨大切迹至坐骨小切迹之间的后柱三等分,在三维CT图像上观察后斜线跨过后柱的位置并进行分类。见图1。

图1 骨折线的定义和测量 四方区骨折线被定义为前斜线(a,黄色线所示)和后斜线(a,绿色线所示);在水平面CT图像中,于髋臼窝顶点水平测量前斜线与骨盆边缘间的距离(b,红色线所示);在三维图像上测量前斜线与骶髂关节间的距离(c,绿色线所示)

1.3 骨折图技术

我们根据文献[10]的方法描绘骨折图。首先,利用Mimics软件在三维图像上以骨块为单位对骨折进行分割。随后,将获得的图像导入3-matic软件12.0。若骨折发生于左侧髋臼,则将其三维图像镜像翻转,以获得相应右侧髋臼骨折图像。对以独立单元存在的各骨块进行调整,模拟手术复位,使之恢复原有解剖结构。将复位后模型旋转并作水平移动,以最好地匹配预先导入的标准男性右侧髋臼三维模型。通过不同角度的实时观察,在该标准男性右侧髋臼模型表面绘制平滑曲线以描绘出骨折线。通过此方法逐一在该标准右侧髋臼模型上绘制骨折线,将其重叠即得到骨折线总体分布图。见图2。

图2 骨折图技术的应用 a. 在三维图像上将髋臼以骨块为单位进行分割 b. 将模拟复位后的图像旋转并水平移动,以匹配标准男性右侧髋臼模型 c. 在髋臼模型上绘制平滑曲线以描绘骨折线

1.4 数据分析

采用SPSS 20.0统计软件对采集的数据进行统计学分析。

2 结果

2.1 一般情况

104例复杂双柱髋臼骨折患者中男性84例,女性20例,年龄为(52.4±14.7)岁(18~81岁)。其中,左侧骨折51例,右侧骨折53例。根据AO/OTA分型,C1型79例,C2型9例,C3型16例。除43例为单纯髋臼骨折外,61例伴其他损伤,包括肢体骨折41例、肋骨骨折28例、对侧骨盆骨折18例、腹腔脏器损伤13例和颅脑损伤5例。

2.2 影像学测量结果

在104例患者中,前斜线起源于前壁者6例(5.8%),起源于闭孔管者7例(6.7%),同时起源于前壁和闭孔管者91例(87.5%)。前斜线同时起源于前壁和闭孔管的91例中,前壁与闭孔管骨折线汇合点位于髂耻隆起处者31例(29.8%),位于髂耻隆起远端者23例(22.1%),位于髂耻隆起近端者37例(35.6%)。见图3。

图3 骨折图表示前斜线起点 前斜线仅起源于前壁(a)或闭孔管(b),前斜线同时起源于前壁和闭孔管,并交汇于髂耻隆起远端(c)、髂耻隆起处(d)或髂耻隆起近端(e)

在髋臼窝顶点水平,前斜线与骨盆边缘之间的距离为(9.6±8.7)mm(0~38 mm),其中距离<10 mm者58例(55.8%),10~15 mm者26例(25.0%),>15 mm者20例(19.2%)。前斜线与骶髂关节之间距离为(25.4±9.5)mm(0~60 mm),其中距离<20 mm者为25例(24.1%),距离≥20 mm者为79例(76.0%)。

根据后斜线在后柱的出口位置,将其分为:①后柱不全骨折,11例;②后斜线出口位于后柱近端1/3,31例;③后斜线出口位于后柱中段1/3,32例;④后斜线出口位于后柱远端1/3,20例;⑤后斜线出口同时位于后柱近端1/3和远端1/3,10例。见图4。

图4 骨折图表示后斜线的5种类型 a. 后柱不全骨折 b. 后斜线出口位于后柱近端1/3 c. 后斜线出口位于后柱中段1/3 d. 后斜线出口位于后柱远端1/3 e. 后斜线出口同时位于后柱近端1/3和远端1/3

3 讨论

四方区骨块是复杂双柱髋臼骨折的主要骨块之一,该类骨折手术治疗的关键是复位四方区骨块(后柱)和前侧骨块(前柱),从而恢复髋臼前后柱的解剖关系[2]。因此,如何显露、复位并固定四方区骨块是手术中的重要环节,也是困扰创伤骨科医生的难题之一。

本研究回顾性分析104例复杂双柱髋臼骨折患者的四方区骨折形态。我们发现,四方区骨块的骨折线较长,绝大多数起自闭孔管附近,少部分起自髋臼前壁。骨折线沿骨盆边缘向后上方走行,在骶髂关节附近折向后下方并出口于后柱后缘。我们将四方区骨块的骨折线描述为前斜线和后斜线,并根据影像学测量结果阐述其临床相关性。

由于四方区骨块的骨折线较长,手术中复位前后柱主要骨块的同时还应关注其下端,特别是闭孔管周围及前壁的解剖关系。我们的研究结果表明,多数情况下前斜线起自闭孔管周围,在向近端走行过程中有来自前侧骨块的骨折线汇入,汇合点位于髂耻隆起远端、髂耻隆起处、髂耻隆起近端的发生率分别为22%、30%和36%。我们认为,当汇合点位于髂耻隆起处及其远端时,可以通过前方入路如腹直肌旁入路[11]、Stoppa入路[12]和改良髂腹股沟入路[13]显露骨折并复位,此时只需要检查耻骨上支和闭孔管内侧即可确认骨折复位情况。当汇合点位于髂耻隆起近端时,四方区与前侧骨块之间往往会形成基底与耻骨上支相连或不相连的长三角形骨块,这可能增加前侧骨块和四方区骨块复位及固定的难度,需引起注意。

研究显示,可显露四方区骨块前斜线的入路包括改良髂腹股沟入路[13]、改良Stoppa入路[12]及腹直肌旁入路[11],对于复杂双柱髋臼骨折如何选择手术入路目前尚无统一标准。我们认为,四方区骨块的前斜线与骨盆边缘之间的距离可作为手术入路的选择指标。在髋臼窝顶点水平,前斜线与骨盆边缘之间的距离越小,表明至少在该部位四方区骨块的骨折线越浅,采用Stoppa入路或腹直肌旁入路可以较容易地显露骨折线,完成直视下前侧骨块与四方区骨块之间的复位。反之,该距离越大,表明四方区骨块的骨折线越深,尤其当此距离>15 mm时,采用上述入路虽也能显露骨折部位,但进行复位和固定的难度较高。本研究中测定的该距离值为(9.6±8.7)mm,其中该值<10 mm者约56%,10~15 mm者约25%,>15 mm者约19%。该结果表明,约81%的病例可能通过前方入路进行复位来固定四方区,而约19%的病例较难通过前方入路固定。

对于如何固定四方区骨折,文献报道的方法较多,包括使用盆腔内钢板[14-16]、盆腔内钢板联合盆腔外钢板[17-18]、盆腔内钢板和盆腔外钢板联合关节周围螺钉[19],但这些方法的应用指征鲜有文献提及。我们认为,四方区骨折线与骶髂关节之间往往存在完整的三角形骨性结构,当采用盆腔内钢板固定时,若骶髂关节前下方完整的骨盆边缘长度在20 mm以上,该方法可行。该长度值的设定是基于普通重建钢板螺钉孔之间的距离,长度达20 mm时可通过钢板在骨折线近端安全打入2枚螺钉。本研究中测定该距离值为(25.4±9.5)mm,其中76%的病例该值≥20 mm,这表明多数情况下采用盆腔内钢板固定四方区是可行的。

后斜线是四方区骨块与近端髂骨之间分离的界限。我们发现,研究对象中四方区骨块的上斜线恒定存在,而骨折线跨过后柱的位置则存在差别,其中不全骨折和累及后柱近端1/3的病例占全部病例的40%。Pierannunzii等[2]认为,只有当后柱骨折线位置较高时才可以尝试经前侧入路复位。我们的研究表明,四方区骨块与髂骨之间的复位,理论上约40%的病例可以不经后侧入路复位和后侧固定。本研究中60%的病例为后斜线累及后柱中下段,由于骨折线在后柱的位置较低,这些患者经前侧入路复位难度较高,推荐经后侧入路复位并行后侧固定。

综上所述,我们分析104例复杂双柱髋臼骨折患者的四方区骨折形态,发现骨折线主要由前斜线和后斜线构成。多数情况下,前斜线与骨盆边缘之间的距离小于10 mm,与骶髂关节之间的距离大于20 mm,采用腹直肌旁入路或Stoppa入路进行复位和盆腔内钢板固定的可能性大。当后斜线经过后柱的位置较高时,经前侧入路复位和固定的可能性大,但多数病例后斜线出口位于后柱中间或坐骨棘附近,需增加后侧入路复位并固定四方区后侧部分。

本研究尚存在一些局限性。首先,对四方区骨块形态学的研究基于“复杂双柱髋臼骨折始于髋臼前下方”的假设,然而复杂双柱髋臼骨折的损伤机制目前尚未阐明,诸如骨折首先发生于何处、前下方骨折线如何形成等问题均需进一步研究。其次,复杂双柱髋臼骨折可根据AO/OTA分型分为C1、C2、C3亚型,然而考虑到分型可能增加分析的复杂性,本研究未进一步划分骨折类型,这可能导致一些细节特征被忽略。

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