智能监视系统辅助闭合复位治疗复杂骨盆骨折一例

2020-08-07 陈华,蒋斌,张群,常祖豪 中国修复重建外科杂志

骨盆、髋臼骨折有很高的死亡率和致残率。目前临床治疗多采用手术切开复位完成骨盆环固定,但切口暴露大、出血多、复位固定难度较大。闭合复位、通道螺钉固定对严重移位的骨盆骨折有明确优势,但过程中需要多次透视(

骨盆、髋臼骨折有很高的死亡率和致残率。目前临床治疗多采用手术切开复位完成骨盆环固定,但切口暴露大、出血多、复位固定难度较大。闭合复位、通道螺钉固定对严重移位的骨盆骨折有明确优势,但过程中需要多次透视(平均需透视150余次),对患者和医务人员有较大辐射伤害。国内外学者目前多聚焦螺钉的精准植入,尚未见有关骨盆骨折精准复位的报道。基于此,中国人民解放军总医院第一医学中心骨科研发了一种骨盆骨折闭合复位智能监视系统(专利号:201910116464.1;北京诺亦腾科技发展有限公司)(图1),配合课题组前期研发的闭合复位系统使用。2019年12月我们收治1例严重移位骨盆骨折患者,采用该智能监视系统辅助骨折复位,获得理想效果。报告如下。



病例资料

患者 男,30岁。因从6楼坠落致骨盆骨折6h入院。检查:骶骨区肿胀、压痛、畸形,耻骨联合区压痛、畸形突出、有骨擦感,骨盆挤压分离试验阳性。X线片及CT三维重建诊断为骨盆骨折,国际内固定研究协会/美国骨创伤协会(AO/OTA)分型为61-C3.3型(骶骨H型骨折合并耻骨联合分离),双侧第5横突断裂移位(图2a、b)。入院后急诊予以输血、补液对症处理,留置尿管、骨盆兜约束骨盆,双侧股骨髁上牵引。伤后48h患者生命体征平稳后手术。



术前将患者带至CT检查室,局麻下于双侧髂前上棘部位置入定位螺钉、连接标记刚体,扫描骨盆(层厚1.2mm,间距0.6mm)。将CT扫描图像以Dicom格式导入Mimics19.0软件,生成骨盆骨折模型和标记刚体模型,导入计算机系统。然后转运患者至手术室,全麻下平卧于全透视手术床,腰骶部垫3cm厚中单,双侧股骨髁上牵引,胸部用胸带固定。将两半环随意架连接固定于手术床上,连杆夹头连接、保持复位系统结构稳定。安装标记刚体,完成真骨盆和虚拟骨盆的注册匹配,设定相机角度,从多个维度观察骨折断端的移位情况。于耻骨联合部位纵行切开显露分离耻骨联合,钳夹夹持复位,虚拟骨盆出口位和入口位影像下、带导向刚体套筒引导置入螺钉导针,临时稳定耻骨联合。虚拟骨盆正位图像引导下,在双侧髋臼臼顶部位、由外向内植入1枚Schanz螺钉(长40cm、直径6mm),并与连接在外架复位系统上的骨盆推拉复位器相连;旋转推拉复位器向外侧牵拉双侧髂骨,完成H型骶骨骨折部位骨折断端的嵌顿。旋转粗隆间牵引床的牵引系统,完成双侧股骨髁上牵引;通过胸带完成躯干的稳定,对抗股骨髁上牵引,纠正垂直剪切应力造成的H型骶骨骨折垂直向移位(图2c~e)。正位、入口位和出口位透视确定骨盆骨折复位。在虚拟骨盆入口、出口位和侧位像引导下植入穿S1的全长骶髂关节螺钉。虚拟骶髂关节入口位、髂骨斜位引导下,于髂前下棘向髂后上棘方向植入LC-2通道螺钉,完成In-Fix连接的前环固定(图2e)。

本例患者术中出血量50mL,手术时间180min,透视时间45s。术后切口愈合良好。术后次日摄骨盆X线片,根据Matta标准评价骨折复位为解剖复位;CT三维重建示固定螺钉均位于骨皮质内,未穿出骨皮质。见图2f~j。

讨论

骨盆骨折闭合复位智能监视系统可以同时从多个维度(出口位、入口位、正位、侧位,骶髂关节入口位、出口位,髂骨斜位、闭孔斜位)直接观察骨折块移位和复位情况,而不是反复调整X线机透视角度,术者可根据骨折块位移方向调整复位用力,实现严重移位骨盆骨折闭合复位,减少了术中透视对患者和医务人员的损伤。严重移位骨盆骨折微创治疗首先是复位,再行各种通道螺钉固定,其中股骨髁上牵引是目前公认治疗骨盆后环骨折移位的有效方法,但复位过程及螺钉植入需要反复透视验证。2019年最新数据(2015年—2018年)显示骨盆骨折微创和固定治疗,每台手术平均透视时间需要3min48s(48s~9min4s)。2010年Gras等报道每枚骶髂关节拉力螺钉或耻骨支螺钉植入需要(123±12)s。而本例患者通过使用骨折闭合复位智能监视系统辅助复位和螺钉植入,大大减少了术中透视时间,术中植入2枚髋臼上横形螺钉、1枚耻骨联合螺钉、2枚髂骨螺钉、1枚穿S1椎体全长骶髂关节螺钉,仅需透视45s(根据既往经验同类手术需要透视150s)。

此外,该智能监视系统分辨精度为0.2mm/500mm,角度精度为0.2°,体外测试骨盆骨折移位监视精度为0.43mm。另外,其临床使用并未增加手术操作难度。患者术前需到CT检查室于局麻下置入定位螺钉并安装标记刚体,完成CT扫描;在监视系统内的真实骨盆、虚拟骨盆以及带导向刚体套筒的注册匹配为一键匹配,匹配过程只需要1min;CT影像基础上的虚拟骨盆和骨盆标记刚体模型的图像分割约需20min,可以在患者转运和麻醉、消毒铺单等术前准备期间完成,不增加额外的术前准备时间。

该骨盆闭合复位智能监视系统辅助复位主要创新点在于:①骨盆结构通过定位螺钉与体外定位刚体硬性连接,实现虚拟骨盆与真实骨盆在计算机系统内的耦合匹配,通过光学伺服系统和惯性监视系统对刚体位置进行监视,实现了其与骨盆结构的耦合。②计算机系统模拟透视照相原理,从多个角度完成骨盆多个维度、骨盆结构位置的实时监测,术中不需要调整X线机位置和透视角度。③空心螺钉导针可以在带导向刚体套筒的辅助下,在垂直90°两个平面上的虚拟影像监视下完成植入。骨盆复位与螺钉植入过程不需要术中透视实时监测,只在螺钉植入最后验证时进行透视。

综上述,骨盆闭合复位智能监视系统与闭合复位系统、手术床牵引系统和螺钉固定引导系统成功配合应用,为下一步开展前瞻性随机照应用研究奠定了基础。

原始出处:

陈华,蒋斌,张群,常祖豪,杨子峰,张俭,刘昊扬,唐佩福.智能监视系统辅助闭合复位治疗复杂骨盆骨折一例[J].中国修复重建外科杂志,2020,34(07):874-877.

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