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自前向后植入骶髂关节螺钉解剖参数的CT测量*

2021-12-31芮永军顾三军马运宏

解剖学杂志 2021年6期
关键词:骶椎成角骶髂

王 健 蒋 燕 芮永军 顾三军 马运宏△

(无锡市第九人民医院,1 骨科,2 放射科,无锡 214062)

骶髂螺钉(sacroiliac screw,SIS)因其可靠固定效果和微创植入特点,逐渐成为骨盆后环损伤首选的内固定方法[1-3]。然而,经典方法植入骶髂螺钉是由髂骨的后方偏外侧植入,通过骶髂关节进入骶骨前方的椎体内。进钉点位置较浅,可以精确控制进钉点位置,但是出钉点位置较深,无法利用瞄准器或直视下控制出钉点位置,只能靠影像学间接判断其位置,因此,螺钉植入精确度与术者经验有关。螺钉通路的前方(出钉点附近)靠近髂血管、第5 腰椎和骶神经,植入螺钉偏差较多可损伤神经和血管,故经皮穿刺植入骶髂螺钉需要在骨盆出口、入口和侧位反复透视,以确定正确的插入位置[4-6],存在辐射暴露较多等缺陷。文献报道,现有方法植入骶髂关节螺钉的螺钉穿破率10%~20%、神经损伤发生率3%~18%[1,3-6]。尽管应用导航系统和机器人辅助植入螺钉技术可以提高螺钉植入精确度,但现阶段难以普及。其次,螺钉通道的髂骨侧较短、而且大部分为骨松质,骨质明显疏松患者采用经典骶髂螺钉方法固定稳定性不佳[7-8]。因此,在一些特殊临床病例中,需要采用与经典骶髂螺钉不同的固定方法。笔者发现了一条新的骶髂螺钉通道—经过骶椎后方的骶髂关节螺钉通道,该通道既可自后向前植入,也可自前向后植入,但利用瞄准器自前向后植入更安全可靠,可以避免血管和神经损伤,而且通道较长,几乎全是骨密质,即使骨质疏松患者螺钉也有较好稳定性(图1)。因此,可以作为经典方法植入骶髂螺钉的一种替代或补充。文献未见该通道螺钉报道[7-12]。本研究利用CT 扫描成像技术在正常骨盆模拟自前向后植入骶髂螺钉(sacroiliac screw implanted from anterior to posterior,SISIFATP)测量有关解剖参数,为可行性提供依据。

图1 标本上植入直径7.0 mm SISIFATP 固定的骨盆外面观和内面观.

1 材料和方法

1.1 材料

CT 扫描数据来源于无锡市第九人民医院医学影像中心2019年5月至2020年4月的数据库。在数据选择过程中,发现有骨盆和髋臼肿瘤、骨折、发育不良或变异者都被排除在研究之外。研究包括80 名成年骨盆CT 扫描数据。参数:140.0 kV,300.0 mA,0.6 Rot.time,1.0 mm 层厚,1.0 mm 层间距)数据(DICOM 格式);男、女各40 例;年龄为20~69 岁,平均48 岁。研究方案经机构审查委员会批准(编号:wxdjrmyy-LY202000127;注册日期:2020年6月,回顾性注册),该委员会放弃患者书面同意。

1.2 方法

将扫描图像以DICOM 格式存储于光盘,获得80 个(160 侧)患者完整的骨盆影像数据集。重建后的CT 容积数据传输到AW Server 4.7 图像三维工作站进行三维后处理。先将无关部分骨骼切割去除,保留第5 腰椎和骨盆。利用基于CT 的数字重建技术(digital reconstructed radiology)模拟SISIFATP固定方法,在骨盆三维重建图上测量各解剖参数。

出针点位于上关节突基底(A点)。从A点向前、向下、向外与骶髂关节的上表面平行作一直线,该直线与骨盆弓状线顶点的交点为B点。由于弓状线水平以上骨盆较薄,弓状线水平以下骨盆较厚;靠近弓状线的通道较长,远离弓状线的通道较短,所以理想的SISIFATP通道中心轴应经过B点的外下方约6 mm处(C点)附近,即AC连线作为通道中心轴经过的参考点位置。以AC连线行横断面扫描,在该横断面图像上,AC线的延长线与髂骨外侧骨密质的交点为进针点(D点),AD连线就是SISIFATP实际骨性通道中心轴。以AD连线行矢状面扫描。在该横断面图像上,测量通道长度(L),在横断面内进针点与髋臼边缘的距离(M)、通道最小横径(W)、通道中心轴与人体矢状面的成角(E)和最大允许偏离角(P);在矢状面图像上,测量通道最小纵径(H)、通道中心轴与第1骶椎上终板平行线的成角(F)和最大允许偏离角(Q)。

每个参数值为同一检查者对骨盆左、右两侧测得的平均值。各解剖参数示意图见图2~图8。

图2 通道中心轴的定义、通道长度(L)和横断面内进针点与髋臼边缘的距离(M)示意图.

图3 通道中心轴向内与矢状面成角(E)示意图.

图4 通道中心轴向上与第1 骶椎上软骨终板平行线的成角(F)示意图.

图5 通道最小横径(W)示意图.

图6 通道最小纵径(H)示意图.

图7 横断面内最大允许偏离角(P)示意图.

图8 矢状面内最大允许偏离角(Q)示意图.

1.3 统计学处理

用SPSS 18.0 统计软件对测量数据进行处理。数据以±s表示;男、女性数值进行独立样本t检验,P<0.05 表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 进针点与髋臼后上边缘的距离(M)

M 为5.13 mm±1.81 mm,范围0~10.00 mm,其中男性为5.22 mm±2.97 mm,女 性 为5.05 mm±2.42 mm,男、女性差异无统计学意义。

2.2 通道长度(L)

L为102.35 mm±7.45 mm,范围88.21~120.01 mm,其中,男性107.87 mm±7.48 mm,女性96.83 mm±7.41 mm,男、女性差异有统计学意义(P<0.05)。

2.3 在横断面最小横径(W)

W 为16.27 mm±1.99 mm,范围为13.13~19.51 mm,其中男性为16.82 mm±2.02 mm,女性为14.65 mm±1.97 mm,男、女性差异有统计学意义(P<0.05)。

2.4 在矢状面最小纵径(H)

H 为18.31 mm±2.22 mm,范围为15.24~22.45 mm,其中,男性为19.50 mm±2.23 mm,女性为18.10 mm±2.15 mm,男、女性差异有统计学意义(P<0.05)。

2.5 通道中心轴与矢状面的成角(E)

E 为43.79°±2.83°,范围40.50°~49.90°,其中,男性为43.15°±2.65°,女性为44.85°±3.00°,男、女性差异无统计学意义

2.6 通道中心轴与第1骶椎上软骨终板平行线的成角(F)

F 为43.85°±5.57°,范围为32.50°~50.35°,其中男性为41.92°±4.98°,女性为45.78°±6.01°,男、女性差异有统计学意义(P<0.05)。

2.7 在横断面的最大偏离角(P)

P 为11.74°±1.76°,范围为9.50°~14.00°,其中,男性为13.32°±1.90°,女性为10.17°±1.56°,男、女性差异有统计学意义(P<0.05)。

2.8 在矢状面的最大偏离角(Q)

Q 为11.04°±1.59°,范围为9.50°~15.00°,其中,男性为11.52°±1.68°,女性为10.57°±1.49°,男、女性差异有统计学意义(P<0.05)。

3 讨论

SISIFATP 进针点位于髋臼后上缘附近。若进钉点位置偏上、偏内,钉道长度较长,但容易穿破骶髂关节内侧和上方;若进钉点位置偏下、偏外,虽然不容易穿破骶髂关节内侧和上方,但钉道长度较短。螺钉过长会穿透骶椎后方。本研究钉道长度为102.35 mm±7.45 mm,建议选择长度90~100 mm 的螺钉。

钉道的横径16.27 mm±2.09 mm 小于纵径18.31 mm±2.19 mm,该钉道横径最小值为10.15 mm。因此,适合选择至少1 枚直径6.0~7.0 mm的螺钉。P 和Q 相对较小,分别为11.74°±1.76°和11.04°±1.59°,即螺钉植入的安全角度较小,因此不主张直视下植入螺钉,建议利用瞄准器植入螺钉。

进钉点与髋臼后上边缘的距离5.13 mm±1.81 mm,接近一枚螺钉直径的距离。出钉点位置为第1 骶椎上关节突中央基底。进钉方向是向后、向上、向内方向,经过骶髂关节到达髋臼后上方的髂骨内。在侧位像,笔者将第1 骶椎上终板的水平延长线作为向上的参考成角线;在正位像,将躯干纵轴线作为向内的参考成角,因为2 个参考线位置是恒定不变的,有利于作为植入螺钉的参考。其中,向上成角为43.85°±5.57°,向内成角为43.79°±2.83°。

各参数值在男、女性别之间差异均有统计学意义(P<0.05),反映了男、女性骨盆大小和形状的差异。鉴于存在一定的性别和个体差异,要求术前常规行骨盆CT 三维重建测量钉道有关参数,个体化植入螺钉。

肉眼观察该钉道有较大的植入螺钉范围(图1)。仅出针点附近靠近骶管、骶神经和腰神经根,但出针点位于第5 腰椎和第1 骶椎神经根的中央,而且可以利用瞄准器辅助植入螺钉,进针点和出针点位置均可以得到较好控制;再次是在侧位透视下注意螺钉的上界不能超过骶髂关节表面,即不超过髂骨致密线。按上述所述措施植入螺钉,就能避免损伤神经血管。理论上讲,SISFATP 固定的髂骨侧几乎都是骨密质,而且通道较长,螺钉的抗拔力强于现有方法植入的骶髂螺钉,所以适合严重骨质疏松患者。髂骨后外侧局部骨折和局部皮肤感染者,也可以选择本方法,因为螺钉不经过该区域。因此,本方法可视为经典方法植入骶髂螺钉固定在上述特殊情况下不宜使用的一种替代或补充。

本研究仅理论上探讨在正常骨盆模型上植入SISIFATP 的可行性和有关解剖参数,骶髂关节脱位复位不良和骨盆畸形等均不能使用本方法;临床应用前还需要在尸体标本植入螺钉和螺钉稳定性力学实验等进一步验证。

综上所述,本研究显示进钉点位于髋臼后上边缘附近,出针点位于第1 骶椎上软骨关节突基底,最佳进钉方向是向上与第1 骶椎上软骨终板成角49°、向外内与人体纵轴成角43°;SISIFATP 通道较长,可选择至少1 枚直径6.0~7.0 mm、长度90~100 mm 螺钉植入。

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