可视化磁力导航在胫骨髓内钉远端锁钉中的应用

张浩 张立海 黄睿 毛智 张里程 孙永 唐佩福

可视化磁力导航在胫骨髓内钉远端锁钉中的应用

张浩 张立海 黄睿 毛智 张里程 孙永 唐佩福

目的回顾性评价可视化磁力导航系统在胫骨髓内钉远端锁钉过程中的作用，并与常规瞄准器方法进行比较，探讨应用磁力导航技术进行髓内钉远端锁钉的效果。方法选取 2010 年 2 月至 2011 年4 月，我科收治的应用可视化磁力导航系统进行髓内钉远端锁钉操作的 67 例胫骨干骨折患者作为研究组，同期应用瞄准器进行锁钉操作的 60 例作为对照组进行回顾性研究。其中研究组，男 40 例，女 27 例。左侧30 例，右侧 37 例，平均年龄 ( 37.4±3.8 ) 岁。AO 分型：A 型 33 例，B 型 19 例，C 型 15 例。对照组男 37 例，女 23 例，左侧 28 例，右侧 32 例，平均年龄 ( 39.2±4.1 ) 岁。AO 分型：A 型 29 例，B 型 14 例，C 型 17 例。两组分别应用可视化磁力导航系统和常规瞄准器对远端锁钉过程进行导航。记录并比较两组远端锁钉操作时间、锁钉次数、锁定过程透视次数，患者骨折愈合时间。结果研究组锁钉操作时间为 ( 6.1±1.4 ) min，透视次数为 0 次、锁钉次数为 69 次，骨折愈合时间为 ( 15.3±2.1 ) 周；对照组手术操作时间为 ( 8.3±2.4 ) min，平均透视次数为 ( 4.05±2.2 ) 次，锁钉次数为 71 次，愈合时间为 ( 15.9±2.8 ) 周。两组间锁钉操作时间、透视次数、锁钉次数差异有统计学意义 ( P＜0.05 )，骨折愈合时间差异无统计学意义 ( P＞0.05 )。结论可视化磁力导航系统应用于髓内钉的远端锁钉过程，可以有效提高锁钉成功率、缩短锁钉操作时间，显著降低医患双方的放射线暴露，与常规的瞄准器方法相比更具优势，是髓内钉导航技术发展的新的方向。

胫骨骨折；骨折固定术，髓内；磁力导航

近年来，髓内钉技术已逐步成为闭合性胫骨干骨折的首选治疗方法[1]。髓内钉以其中轴固定的生物力学优势，在降低内置物应力遮挡效应的同时，具有良好的抗扭转、抗弯曲的优点，显著提高了胫骨干骨折的治疗效果[2]。在髓内钉的手术过程中，远端锁钉操作通常是在C臂辅助下应用瞄准器引导完成的。由于瞄准器力臂长、主钉在置入髓腔过程中发生形变等原因，锁钉失败的现象时有发生，并且瞄准器需要在放射线引导下应用，无法解决锁钉过程中的放射线暴露等问题[3]。可视化磁力导航 ( sureshot 系统 ) 是一种将电磁信号转变为可视信号的新型远端锁钉导航技术，具有可视化操作，不需要放射线引导等优点。2010 年 2 月至 2011 年4 月，我们将该系统应用于我科收治的 67 例闭合性胫骨干骨折患者的髓内钉手术过程，并对其效果进行评价。

资料与方法

一、基本资料

1. 研究组：应用磁力导航系统进行远端锁钉操作的 67 例闭合性胫骨干骨折患者。其中男40 例，女 27 例。左侧 30 例，右侧 37 例，平均年龄 ( 37.4±3.8 ) 岁。AO 分型：A 型 33 例，B 型19 例，C 型 15 例。

2. 对照组：同期应用瞄准器进行远端锁钉的60 例患者，其中男 37 例，女 23 例，左侧 28 例，右侧 32 例，平均年龄 ( 39.2±4.1 ) 岁。AO 分型：A 型 29 例，B 型 14 例，C 型 17 例。

两组一般资料差异无统计学意义 ( P＞0.05 ) (表1 )。

表1 两组患者一般资料 (±s )Tab.1 Thegeneraldata of the patients in both groups (±s )

表1 两组患者一般资料 (±s )Tab.1 Thegeneraldata of the patients in both groups (±s )

伤侧 骨折类型男 女 左 右 A 型B 型C 型研究组 67 45 27 38.7±3.8 30 37 33 19 15对照组 60 37 23 39.2±4.1 28 32 29 14 17 P 值 0.9347 0.4771 0.9720 0.6848组别 例数 性别 平均年龄( 岁 )

二、可视化磁力导航系统组成及操作方法

可视化磁力导航系统由四部分组成：探测器、传感器、限位器、髓内钉打入器。操作步骤如下：( 1 ) 接通电源后，将探测器连至电脑主机；( 2 ) 在电脑上选择钻孔套筒长度及髓内钉种类和直径；( 3 ) 分别连接钻孔导向器和传感器、限位器与髓内钉打入器，经限位器将传感器插入髓内钉主钉，通过刻度确定准确的植入，然后使用探测器和钻孔导向器在屏幕上找到纯圆 (图1 中所示的红色圆圈 )，绿圈对准锁定孔，利用钻孔导向器上的锯齿锁定孔对应的皮肤位置，并在标记处作皮肤切口；( 4 ) 将钻孔导向器贴至骨面，插入钻头后，通过调整屏幕中绿色圆圈位置，使绿色圆圈与红色圆圈圆心重合后，开始钻孔，透过远端皮质后停止并读取钻头上的刻度以测量锁钉长度 (图1 )；( 5 ) 置入远端锁钉。

图1 绿色圆圈与红色圆圈圆心重合于远端锁孔中心时，提示锁钉与远端锁孔对位良好Fig.1 When the centers of both the green and red circles overlapped in the center of the distal locking hole, it meant that the locking screw and the hole were aligned

三、手术方法

1. 研究组：全麻或硬膜外麻醉下，患者平躺于手术床上，将患肢屈曲 80°～90°，用垫子维持患肢位置。在髌骨下级髌韧带内侧纵行作 3 cm 切口，于胫骨平台前缘下方 0.5 cm 开孔，置入 3.2 mm 螺纹导针，通过髓腔峡部及骨折断端，扩髓后牵引复位骨折断端。如复位困难，可于骨折断端处作2～3 cm 纵行切口开放复位。选取长短、粗细合适髓内钉 ( Smith & nephew )，导针引导下置入胫骨髓腔，注意钉帽完全位于胫骨皮质下方。远端锁钉按照上文介绍的方法操作，并记录从安装磁力探头到远端锁钉成功的操作时间，锁钉次数和透视次数。利用近端瞄准装置锁入近端锁钉并对骨折断端加压，手术完毕后逐层缝合包扎。

2. 对照组：手术一般操作同研究组，在瞄准器引导下进行远端锁钉操作，记录从安装远端瞄准器到成功锁入远端锁钉的手术时间、锁钉次数和透视次数。

四、术后康复及随访

术后常规预防感染及消肿对症处理。手术次日即开始活动患肢膝关节和踝关节，术后 1 周开始拄双拐部分负重。于术后 2 周、1、3、6 个月进行随访并拍摄 X 线，观察骨痂生长情况，指导进一步功能锻炼。

五、统计学分析

应用 SPSS13.0 进行数据分析，计量资料采用t 检验，计数资料采用 χ2检验，非正态分布治疗采用秩和检验，当 P＜0.05 为差异有统计学意义。

结 果

一、研究组的远端锁钉过程操作时间为 ( 6.1± 1.4 ) min，透视次数为 0 次；对照组的操作时间为( 8.3±2.4 ) min，平均透视次数为 ( 4.05±2.2 ) 次。两组手术时间、透视次数差异有统计学意义 ( P＝0.0000，P＝0.0000 )。研究组锁钉次数为 69 次，成功率为 97.1%，对照组组锁钉次数为 71 次，成功率为 84.5%。两组锁定成功率差异有统计学意义 ( P＝0.0229 )。

二、研究组中 1 例术后失访，其余患者均按计划完成随访。研究组骨折愈合时间为 ( 15.3±2.1 )周，对照组愈合时间为 ( 15.9±2.8 ) 周，两组骨折愈合时间无统计学意义 ( P＝0.1717 ) (表2 )。

表2 两组手术操作时间、锁定次数、透视次数、愈合时间比较(±s )Tab.2 The comparison of thedurationof locking process, the number of screw placements, the number- of fluoroscopy and the fracturehealing time between the 2 groups (±s )

表2 两组手术操作时间、锁定次数、透视次数、愈合时间比较(±s )Tab.2 The comparison of thedurationof locking process, the number of screw placements, the number- of fluoroscopy and the fracturehealing time between the 2 groups (±s )

平均透视次数( 次 )研究组 6.1±1.4 67 / 69 ( 97.1 ) 15.3±2.1 0对照组 8.3±2.4 60 / 71 ( 84.5 ) 15.9±2.8 4.05±2.2 t 或 χ2 -6.389 5.179 -1.375 -15.076 P 值 0.0000 0.0229 0.1717 0.0000组别 手术操作时间( min )锁定次数( 成功率 % )愈合时间( 周 )

讨 论

在过去的几十年中，随着骨折治疗理念的不断更新，髓内钉由于其特有的生物力学优势，已成为闭合性长骨干性骨折的主要治疗方法[1]。髓内钉近端和远端锁钉在骨折治疗过程中防旋转和防短缩的作用，显著扩大了髓内钉适应证，提高了临床治疗效果。目前，远端锁钉的置入过程主要是依靠瞄准器进行。而瞄准器在应用过程中存在着两个不容忽视的问题：( 1 ) 一次性锁钉成功率不高。既往文献报道应用瞄准器一次性远端锁钉成功率为 71.9%～92%，各研究差异可能与瞄准器使用时间，人员操作经验有关[4]。瞄准器精确性不高主要是由于以下三个原因造成：一是髓内钉力臂长，使瞄准器与远端锁孔的对合易发生偏差；二是髓内钉主钉在置入过程中发生形变，导致瞄准器误差增大；三是随着使用次数的增加，瞄准器与主钉连接关节处易发生松动，也会显著降低锁钉成功率。( 2 ) 无法解决放射线暴露的问题[5]。瞄准器应用时必须在放射线引导下，观察锁钉的位置和深度，反复的透视是不可避免的，而过多的放射线暴露对医患双方尤其是医生的生命健康造成了严重威胁。有学者在一项前瞻性调查中，对比了 65 种骨科操作，发现髓内钉相比于其它操作，要接受更多的放射线暴露，而远端锁钉过程是几个接受最高放射量的骨科手术操作之一[6]。

可视化磁力导航的工作原理是将磁力场信号转化为可视的电视信号，将髓内钉、远端锁孔、锁钉在屏幕上模拟显示，对锁钉过程进行导航。磁力导航系统一方面将空间操作转化为更加直观的平面操作，降低操作难度并缩短了操作时间。本研究中，研究组的操作时间为 ( 6.1±1.4 ) min；对照组操作时间为 ( 8.3±2.4 ) min，两组相比磁力导航系统耗时更少；另一方面解决了远端锁钉过程中反复放射线暴露的问题。磁力导航技术利用磁力场信号，无需放射线定位，避免了医患在锁钉过程中接受放射线。对照组透视次数为 ( 4.05±2.2 ) 次；研究组为0 次，磁力导航技术在降低医患尤其是医务人员放射线危害方面有重要意义 ( P＝0.0000 )[7]。既往文献报道了一些减少或消除远端锁钉操作放射线暴露的技术，但是这些技术的精确性都无法得到保证[8-13]。磁力导航技术不受力臂长短、主钉形变的影响，可以在可视条件下对远端锁定位置进行调整，有效提高了锁钉的成功率。研究组锁定成功率为 97.1%，对照组锁钉成功率为 84.5%，( P＝0.0229 )。与瞄准器相比，磁力导航技术具有更高的精确性。

可视化磁力导航技术的缺点是设备昂贵，成本高。不少基层医院无力承受其高昂的价格，限制了磁力导航技术的进一步推广应用。另外该方法操作过程相对复杂，需要对手术医师进行系统的培训，学习曲线较长。另外，需要指出的是磁力导航对磁力场信号敏感，易受干扰。因此，该系统在操作时应远离其它电器设备，防止其信号收到干扰后出现定位不准确的现象。尽管存在着这些不足，可视化磁力导航技术为髓内钉远端锁钉提供了一种更精确、更安全的手段，是髓内钉导航技术发展的新的趋势。

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( 本文编辑：王永刚 )

2014 Spinendos 国际经皮脊柱内镜学术研讨会通知

由中国康复医学会脊柱脊髓损伤专业委员会微创脊柱外科学组、《中国骨与关节杂志》编辑部、卫计委内镜与微创医师定期考核培训学校与中国人民解放军总医院第一附属医院全军骨科研究所联合主办的“2014 Spinendos国际经皮脊柱内镜学术研讨会”，定于 2014 年 5 月 9～11 日在北京举行。侯树勋教授作为本次研讨会的主席，诚挚地邀请各位同仁前来参加本次研讨会。

此次研讨会将邀请德国著名的经皮脊柱内镜专家Stefan Hellinger 教授出席会议，同时也邀请到众多国内著名的经皮脊柱内镜专家出席本次研讨会并作精彩的发言。本次研讨会将以尸体操作培训、手术演示和病例讨论的方式来介绍当前经皮脊柱内镜技术的手术方法、适应证和并发症。从临床实用角度，结合临床疑难病例，现场互动讨论，欢迎大家提供病例，进行讨论。

Application of visual magnetic navigation system in the distal locking process of tibial intramedullary nail

ZHANG Hao, ZHANG Li-hai, HUANG Rui, MAO Zhi, ZHANG Li-cheng, SUN Yong, TANG Pei-fu. Department of Orthopaedics, the General Hospital of CPLA, Beijing, 100853, PRC

ObjectiveTo retrospectively evaluate the effects of visual magnetic navigation system in the distal locking process of tibial intramedullary nail, to compare the effects with that of the conventional matched target device, and to investigate the effects of magnetic navigation system in the distal locking process of intramedullary nail.MethodsFrom February 2010 to April 2011, 67 patients with tibial shaft fractures who were adopted by our department andtreated with the visual magnetic navigation systemin the distal locking process of intramedullary nailwere selected as the research group, while in the same period 60 patients was treated with the matched target device in the locking process were taken as the control group. The research results were retrospectively analyzed. There were 40 males and 27 females in the research group, with a mean age of ( 37.4±3.8 ) years old. 30 fractures were on the left side, while 37 on the right side. According to the AO classifcation, there were 33 cases of type A, 19 cases of type B and 15 cases of type C. In the control group, there were 37 males and 23 females with an average age of ( 39.2±4.1 ) years old. 28 fractures were on the left side, while 32 on the right side. According to the AO classifcation, the type A, type B and type C fractures in the control group were in 29, 14 and 17 cases respectively. The visual magnetic navigation systemwas applied in the distal locking process in the research group, and the conventional matched target devicewas applied in the control group. The time for the distal locking process, the number of screw placements, the number of fuoroscopy and the fracture healing timein the 2 groups were recorded and compared.ResultsThetime for the locking process inthe research group was ( 6.1±1.4 ) min, the number of fuoroscopy was 0, the number of screw placements was 69, and the fracturehealing timewas ( 15.3±2.1 ) weeks. The time needed for the locking processin the control group was ( 8.3±2.4 ) min, the average number of fuoroscopy was ( 4.05±2.2 ), the number of screw placements was 71, and the fracture healing time was ( 15.9±2.8 ) weeks. The differences in the duration of locking processandthe number of fluoroscopy andscrew placements werestatistically significant between the 2 groups ( P＜0.05 ), and while the differencesin the fracturehealing time were not statisticallysignificant ( P＞0.05 ).ConclusionsThe visual magnetic navigation system appliedin the distal locking process of intramedullary nailcan effectively improve the success rate of thelocking process, and shorten the operationtime while obviously decreasingtheradiation exposure of both doctors and patients. It is superior to the conventional matched target device, and is the new development trend of intramedullary nail navigation technology.

Tibial fractures; Fracture fxation, intramedullary; Magnetic navigation system

10.3969/j.issn.2095-252X.2014.03.015

R683.42

100853 北京，中国人民解放军总医院骨科 ( 张浩，张立海，毛智，张里程，孙永，唐佩福 )；266071 青岛，中国人民解放军第 401 医院骨科 ( 黄睿 )

唐佩福，Email: peifutang@163.com

2013-07-11 )