计算机辅助导航热塑膜系统定位固定股骨颈骨折的可行性研究

涂鹏发，包超恩，李永犇，翟福山，潘进社*

（1.河北医科大学第三医院创伤急救中心，河北省骨科研究所，河北石家庄 050051；2.河北医科大学第三医院放疗科，河北石家庄 050051）

·临床研究·

计算机辅助导航热塑膜系统定位固定股骨颈骨折的可行性研究

涂鹏发1，包超恩2，李永犇1，翟福山2，潘进社1*

（1.河北医科大学第三医院创伤急救中心，河北省骨科研究所，河北石家庄 050051；2.河北医科大学第三医院放疗科，河北石家庄 050051）

股骨颈骨折；治疗，计算机辅助；内固定器

股骨颈骨折是临床上常见的骨折类型，对于大部分临床患者而言，闭合复位空心螺钉内固定是治疗的最佳选择［1］。这一技术具有创伤小、操作简便、手术时间短、对股骨头残留血供破坏少、成功率较高等优点，近年来得到不断发展，已成为应用最为广泛的内固定方式。然而由于临床医师经验的差异和人徒手操作的不稳定性，难以保证空心钉均处于最佳位置。同时，医护人员较长时间暴露在X线下，对其损害也较大。本研究应用计算机辅助导航热塑膜定位系统（简称热塑膜系统）于尸体标本置入股骨颈空心螺钉，评估该系统的准确性和可行性，报告如下。

1 材料与方法

1.1 实验材料：正常成人防腐标本1具（无畸形、肿瘤、骨折），Somatom Sensation Pro SpeedⅢ型16排螺旋CT（德国），XIO-I型治疗计划系统工作站（美国），激光三维定位系统（德国LAP公司），热塑膜（美国METC公司），自制微创定位瞄准器，2.5mm克氏针，7.3mm空心螺钉，手术电钻等。

1.2 实验方法：将尸体标本自胸腰段截断，双下肢外固定架固定，其双侧股骨颈模拟股骨颈无移位骨折（假设股骨颈经头下型骨折而未制造真正骨折线），应用热塑膜系统置入股骨颈空心螺钉呈倒“品”字形，共6枚空心螺钉。将尸体标本仰卧位置于热塑膜系统的底板上，在62℃恒温水箱中加热热塑膜，待其变软后覆盖于标本表面，使之与标本完全贴敷，热塑膜两侧与底板连接（图1）。将标本置于CT检查台上，应用激光三维定位系统在髋关节处确定一个与CT扫描方向一致的任意平面，并在此平面上标记3个非同一直线上的铅点，作为影像学上的基准平面。以髋关节为中心行CT螺旋扫描，将CT影像数据传输到治疗计划系统工作站，利用治疗计划系统软件重建三维图像。选择股骨颈空心螺钉的理想置钉层面，精确规划置钉方向和置钉位置，同时计算出空心螺钉的长度，将计划钉道向两侧延长与标本表面热塑膜的交点确定为入钉点、虚拟出钉点（图2）。治疗计划系统参照原基准平面，计算出所有入钉点和虚拟出钉点的空间坐标，然后将数据反馈回激光三维定位系统，精确定位于标本热塑膜表面并标记。通过调节微创定位瞄准器，使之与计划钉道完全重合，沿瞄准器所确定的钉道钻入2.5mm克氏针，沿导针扩孔后拧入计划长度7.3mm空心螺钉。术后再次进行CT螺旋扫描以验证股骨颈置钉情况。

图1 热塑膜固定标本后置于CT检查床上

图2 计划治疗系统规划理想钉道

图3 术后CT重建影像 A.沿股骨颈长轴冠状面；B.沿股骨颈长轴矢状面

2 结 果

目测观察所有导针均位于股骨颈内部，无穿出骨皮质螺钉。术后CT扫描显示股骨颈空心螺钉均未穿出骨皮质，且空间位置较理想。三枚空心钉呈倒“品”字形分散排布，获得确定的内侧下方和后方皮质支持，距边缘骨皮质在3mm以内，其平行度也较好，测量偏差不超过3°（图3）。

3 讨 论

临床上股骨颈骨折空心螺钉内固定的应用已较为广泛，但其内固定技术要求也相当严格。股骨颈空心螺钉的精确置入对骨折固定的牢固性，提高治疗效果非常重要［2］。但目前主要依靠术中C型臂X线机反复透视监测、手术器械中定位导向器及医师的手术经验来达到空心螺钉的理想置入，很难保证其准确性和稳定性。

目前国内外应用较多的是红外光学导航［3］，尚无关于计算机辅助导航热塑膜系统定位固定股骨颈空心螺钉的报道。我院率先将热塑膜系统应用于创伤骨科，在骶髂关节骨折脱位、无明显移位髋臼前后柱及横断骨折领域已经进行了较长时间、大样本的实验研究，并已应用于临床，该技术已经较为成熟［4-5］。热塑膜系统应用于股骨颈骨折定位固定，可以术前精确规划理想置钉钉道，术中三维激光定位系统结合微创瞄准器确保置钉的准确性，避免术中反复持续的X线透视和导针的反复调整等缺陷。因此，本实验研究股骨颈空心螺钉置钉得到了较为理想的结果，这与国外应用计算机导航临床实际固定股骨颈空心螺钉结果相似［6］。

目前本实验研究尚处于初步阶段，并未模拟真正移位股骨颈骨折手术，现有规划方法也有待继续检验和完善，其准确性及可行性仍需进一步大样本实验研究及临床研究。

［1］ ASNIS SE，WANEK-SGAGLIONE L.Intracapsular fracture of the femoral neck.Resultsof cannulated screw fixation［J］.J Bone Joint Surg（Am），1994，76（12）：1793-1803.

［2］ SCHEP NWL，HEINTJES RJ，MARTENS EP，et al.Retrospective analysis of factors influencing the operative result after percutaneous osteosynthesis of intracapsular femoral neck fractures［J］.Injury，2004，35（10）：1003-1009.

［3］ WANG JQ，ZHAO CP，SU YG，et al.Computer-assisted navigation systems for insertion of cannulated screws in femoral neck fractures：a comparison of bi-planar robot navigation with optoelectronic navigation in a synbone hip model trial［J］.Chin Med J Engl，2011，124（33）：3906-3911.

［4］ 郝睿峥，潘进社，张英泽，等.计算机辅助热塑膜定位经皮拉力螺钉固定髋臼前柱可行性研究［J］.中华创伤杂志，2009，25（10）：909-911.

［5］ 鲁洋，潘进社，张英泽，等.计算机辅助导航热塑膜定位固定无移位髋臼后柱骨折的实验研究［J］.中华创伤骨科杂志，2008，10（12）：1145-1148.

［6］ LIEBERGALL M，BEN-DAVID D，WEIL Y，et al.Computerized navigation for the internal fixation of femoral neck fractures［J］.J Bone J Surg（Am），2006，88（8）：1748-1754.

（本文编辑：赵丽洁）

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·本刊编辑部·

R683.42

B

1007-3205（2012）09-1093-02

2012-02-21；

2012-07-20

涂鹏发（1985-），男，河北满城人，河北医科大学第三医院医学硕士研究生，从事创伤骨科疾病诊治研究。

*通讯作者

10.3969/j.issn.1007-3205.2012.09.042