个性化定制前环皮下内置外固定架在老年骨盆骨折中的应用

韩文兴 李小娅 王浩 张建政 何红英

随着社会人口老龄化进程的加快和人群预期寿命的延长，老年骨盆骨折发病率呈显著上升趋势[1]。研究显示，对于不稳定型老年骨盆骨折采用微创技术能获得更好的预后[2-3]。随着骨盆微创手术治疗理念及辅助设备的不断发展，老年骨盆骨折的微创手术日益成熟[3]。前环皮下内置外固定架 (anterior subcutaneous internal fixation，INFIX) 技术治疗骨盆前环损伤，有微创、出血少、手术时间短等优势，在临床应用广泛[2-6]。也有学者把该技术应用在老年骨盆骨折患者中，同样取得了良好的临床疗效[5-6]。但随着该技术的推广，与之相关的并发症也相继被报道[4-11]。尤其对于老年骨盆骨折患者而言，该人群存在不同程度的骨质疏松、软组织抗感染及抗激惹能力差等特点，应用该技术治疗老年骨盆前环损伤是否合理在学界尚无统一的认识[3]。本研究回顾分析 2019 年 1 月至 2021 年 12 月，我院应用个性化定制 INFIX 技术治疗的老年骨盆骨折的患者，探讨该技术是否适合老年骨盆骨折的治疗；个性化定制INFIX 技术能否减少并发症发生率，提高患者术后舒适度。

资料与方法

一、纳入标准与排除标准

1.纳入标准：(1) 年龄 ≥ 60 岁的老年脆性骨盆骨折 (fragility fracture of pelvis，FFP) 患者；(2)病历及影像学资料完整者；(3) 随访时间 ≥ 4 个月者；(4) 骨盆前环采用 INFIX 技术治疗者。

2.排除标准：(1) 既往有骨盆或髋臼疾患史者；(2) 病理性骨折者；(3) 合并下肢骨折，影响行走功能评定者；(4) 伴有精神神经系统疾患而不能配合治疗者；(5) 拒绝参加本研究者；(6) 骨盆前环骨折处采用除 INFIX 技术外，还应用其它内固定技术的患者。

二、一般资料

采用个性化定制骨盆内置架治疗老年骨盆骨折 27 例，年龄为 61～89 岁，平均 77.4 岁，其中男6 例，女 21 例。FFP 分型[2]：Ⅱc 型 8 例，Ⅲ 型17 例 (Ⅲa 4 例，Ⅲb 7 例，Ⅲc 6 例)，Ⅳc 型 2 例。受伤机制：交通事故伤 6 例，走平路摔伤 16 例，骶骨功能不全骨折 2 例，动物撞伤 1 例，骑自行车摔伤 2 例 (表1)。

表1 样本统计量表Tab.1 Sample statistical scale

本研究获得解放军总医院骨科医学部医学伦理委员会 (2019122006) 批准同意，所有患者及家属均知情同意并签署知情同意书。

三、方法

1.个性化定制 INFIX (图1)

图1 个性化定制 INFIX 流程图Fig.1 Personalized INFIX flow chart

(1) 所有病例均采集 CT 数据：患者取仰卧位，双下肢内旋 15°。扫描范围：脐下至耻骨联合下缘。应用西门子公司 64 排螺旋 CT 薄层扫描。扫描参数：管电压为 120 KV，电流 320 mA，矩阵为512×512，扫描层厚为 0.625 mm，所有 CT 薄层扫描数据均以 Dicom 格式导出，存储于 DVD 光盘。

(2) 采用 3D 打印技术重建骨盆和腹部皮肤：将 DVD 上的数据导入计算机，采用 Mimics17.0 软件 (比利时 materialise 公司) 进行骨盆、腹部皮肤和髂外血管的三维重建。Mimics17.0 软件进行图像分割的基础是三种不同组织具有不同的灰度值和相应的解剖结构。通过灰度值的差别将不同的组织分开，利用蒙版编辑功能分离出独立的骨盆、腹部皮肤和髂外血管，重建的三维模型在 Mimics17.0 软件三维模式窗口显示。3D 重建技术包括容积显示技术 (volume rendering technique，VR)、曲面重建(curved planar reformatting，CPR)、最大密度投影法(maximum intensity projection，MIP) 等，通过虚拟三维重建对患者骨折情况、周围关系进行评估。

2.通过镜像技术重建健全骨盆：采用 Mimics 17.0 软件，将重建后模型置于水平面，以模型中线垂直分割模型，使用 Mirror 命令重建镜像骨盆，获得健全骨盆。

3.将健全骨盆置于矢状面，经髂后上嵴至髂前下棘平行分割，同位置分割皮肤，使用 Cylinder 命令，经髂后上嵴至髂前下棘做髂骨钉模拟像，延长至皮肤表面，再使用 Cylinder 命令，于髂后上嵴绘制与空间位置 Z 轴平行的髂骨钉模拟像后使用 Angle 命令测得髂骨钉在矢状面置入的角度 (图2)，将模型置于水平面使用 Angle 命令可测得髂骨钉在冠状面置入角度 (图3)。使用 Distance 命令可测得髂骨钉与皮肤位置距离，2 枚髂骨钉钉尾根据腹部比基尼体表弧度，记录弧线的坐标数据，由此数据可在 PROE软件中绘制连接杆，将连接杆导 Mimics17.0，连接杆与髂后上嵴至髂前下棘髂骨钉模拟像，并且可测得连接杆与髂外血管、神经的垂直距离 (图4)。将连接杆数据导入 Auto CAD 软件中，可测得连接杆的长度、弧度 (图5)。

图2 采用 Mimics17.0 软件，将重建后模型置于水平面，以模型中线垂直分割模型，使用 Mirror 命令重建镜像骨盆，获得健全骨盆，使用 Angle 命令测得髂骨钉在矢状面置入的角度图3 将模型置于水平面使用 Angle 命令可测得髂骨钉在冠状面置入角度图4 采用 3D 技术重建出骨盆、腹部皮肤和髂外血管，对患者骨折情况、周围关系进行评估。可在 PROE 软件中绘制连接杆，并且可测得连接杆与髂外血管、神经的垂直距离Fig.2 Mimics17.0 software was used to place the reconstructed model on the horizontal plane,and the model was vertically segmented by the midline of the model.The Mirror pelvis was reconstructed using the Mirror command to obtain a sound pelvis,and the angle of iliac crest nail placement on the sagittal plane was measured using the Angle commandFig.3 The angle of iliac crest nail placement on coronal plane can be measured by Angle command when the model was placed on horizontal planeFig.4 3D reconstruction of the skin,pelvis,abdomen and external iliac vessels was used to evaluate the fracture condition and the relations with surrounding tissues.The connecting rod can be drawn in PROE software,and the vertical distance between the connecting rod and the external iliac vessels and nerves can be measured

图5 将连接杆数据导入 Auto CAD软件中，可测得连接杆的长度、弧度，应用 3D 技术制作连接杆模具，根据模具确定连接杆的弧度和长度，预弯制作连接杆，个性化定制出INFIX图6 术前精准测量出连接杆的长度及弧度，确保连接杆尾端距离髂骨钉不超过 5 mmFig.5 Import the data of the connecting rod into Auto CAD software to measure the length and radian of the connecting rod.Apply 3D technology to make the connecting rod mold,and determine the radian and length of the connecting rod according to the mold.Pre-bend the connecting rod,and customize the INFIXFig.6 The length and radian of the connecting rod were accurately measured before operation to ensure that the distance between the tail end of the connecting rod and the iliac crest nail was not more than 5 mm

4.根据术前设计，应用 3D 打印技术制作连接杆模具，根据模具确定连接杆的弧度和长度，预弯制作连接杆。

四、手术方法

所有患者均全麻，仰卧位，骨盆前环损伤选择定制的 INFIX 固定，手术切口以髂前下棘为中心做3 cm 左右的斜切口，在股直肌与缝匠肌间隙进行分离，显露髂前下棘作为骨性标志，并选择该点为髂骨钉进钉点，髂骨钉进钉方向根据术前髂骨钉植入外展的角度及尾倾角度置入髂骨钉 (术中应用量角器协助，髂骨钉均选择 8.0 mm×80.0 mm 的万向螺钉，螺钉钉尾距离入钉点距离根据术前设计预留，选择术前个性化定制的连接杆经皮下浅筋膜层，位于比基尼线位置，复位前环并与髂骨钉固定，术前设计连接杆尾端距离髂骨钉不超过 5 mm，骨盆后环损伤选择骶髂螺钉或钉板技术固定 (图6)。

五、术后处理及随访

所有患者围术期均给予抗凝及抗骨质疏松治疗，术后镇痛给予同术前一致的非甾体镇痛药物。由康复科医师负责术后康复指导，并于术后 1 周开始下地部分负重行走。患者出院后每 2 周门诊随访 1 次，由 1 位高级职称的专科医师负责随访，记录骨折愈合时间，疼痛评分，并发症等。所有患者INFIX 均给予取出，并把取出时 INFIX 的时间作为随访终点。

六、评价指标

记录应用个性化定制 INFIX 技术治疗 FFP 患者术前与术后第 2 天及随访结束时 3 个时间点的 VAS评分；术后根据 Matta 放射学评定标准对复位质量进行评价，详细记录骨折愈合时间及并发症的发生情况，INFIX 取出时作为随访终点，并应用 Majeed 功能评分和 Koval 行走能力指数评定术后功能。

七、统计学处理

研究数据整理和统计采用方差分析、t检验、χ2检验，部分临床采用秩和检验和相关分析等方法。

结果

26 例患者获得有效随访，其中男 6 例，女20 例，年龄为 61～89 岁，平均 (78.6±2.3) 岁，按照 FFP 分型，Ⅱc 型 8 例，Ⅲ 型 16 例 (Ⅲa 型 4 例，Ⅲb 型 6 例，Ⅲc 型 6 例)，Ⅳc 型 2 例；26 例患者骨盆后环采用经皮骶髂螺钉固定者 23 例 (辛迪斯公司提供)，4 例采用钢板螺钉 (辛迪斯公司提供) 技术治疗。骨盆前环损伤均采用个性化定制 INFIX 技术治疗；手术时机为伤后 7～30 天，平均 13.1 天；个性化定制 INFIX 手术出血量为 5～15 ml，平均 (10.3±2.1) ml；平均手术时间 (24.8±4.8) min，术后随访 4～12 个月，平均 (5.8±2.1) 个月。所有病例均顺利愈合，骨折愈合时间 12～18 周，平均 (14.2±1.8) 周；疼痛评估情况：VAS 评分：术前 5～9 分，平均 (6.8±0.8) 分；术后第 2 天 1～5 分，平均(3.1±0.6) 分；随访结束时 2～6 分，平均 (3.4±0.7) 分；根据 Matta 标椎，复位优良率 92.3%。共5 例发生并发症：股外侧皮神经刺激 2 例；异位骨化2 例；内固定松动 1 例，给予腹带固定内固定未失效，无股神经损伤及切口浅表感染病例。随访结束时按照 Majeed 功能评分，优良率为 80.8%。按 Koval行走能力指数评定，有 3 例患者出现行走能力衰减，衰减率为 11.5% (表2)。

表2 样本统计结果量表Tab.2 Sample statistical results

典型病例

患者，女，78 岁，走路摔伤，骨盆骨折 FFP 分型 Ⅲc 型；术前疼痛视觉模拟评分 (visual analogue scale，VAS) 8 分；伤后 3 天给予全麻下手术 (图7)。后环给予骶髂螺钉固定，前环给予个性化定制 INFIX固定；Matta 复位标椎为优；术后第 2 天 VAS 评分3 分，术后 4 个月给予 INFIX 取出，VAS 评分 4 分；按 Koval 指数评定：无行走衰减。图7a 为术前骨盆正位 X 线片；图7b 为术前骨盆 CT 三维重建；图7c 箭头所指为骨盆后环骨折部位 (左侧骶骨 Ⅱ 区骨折)；图7d～f 分别为术后骨盆正位，出口位，入口位 X 线片；图7g～j 为术后 CT；图7k 为术后手术切口大体像，图7l 为术后患者仰卧位时腹部大体像；图7m～o为术后 4 个月取完 INFIX 的 X 线片，分别为正位、入口位、出口位。

图7 典型病例Fig.7 Typical case

讨论

一、个性化定制 INFIX 可有效稳定老年骨盆前环损伤

近年来，随着骨盆骨折微创手术治疗理念及手术辅助设备的不断发展，老年 FFP 的微创手术治疗成为可能，手术技术也更加成熟[3-6]。目前治疗老年FFP 手术方式繁多，但各有优缺点[6]。骨盆前环骨折微创手术包括外固定架、INFIX、耻骨支螺钉和桥接钢板等，对于老年骨质疏松性骨盆骨折患者，外固定架技术易并发螺钉松动、钉道感染和卧床相关并发症，因此该技术不适合作为该人群的确定性治疗方式[1]。Vaidya 等[12]首次提出了 INFIX 技术，该技术克服了前环外固定支架针道感染、限制髋关节活动及护理困难等缺点，并且生物力学研究显示INFIX 前环稳定性与双钢板力学优势相当，优于单钢板和外固定架，而且患者术后舒适程度优于外固定架。随着该技术的广泛应用，INFIX 相关的并发症也随之被报道。Vaidya 等[12]的研究指出，INFIX技术治疗骨盆前环损伤主要并发症包括股外侧皮神经刺激 (26.3%)；异位骨化 (36%)；感染 (3%)；股神经麻痹 (1%)。Hesse 等[13]报道了 INFIX 治疗后发生医源性股神经麻痹的风险，并提出该并发症可能影响骨盆骨折患者远期疗效。韩巍等[11]在 2016 年的研究中也提示该技术可致股神经麻痹，最终导致股四头肌力量弱以及步态改变等并发症。在笔者早期的研究中[14]，应用常规 INFIX 技术治疗老年骨盆骨折早期并发症的发生率为 23%，包括内固定松动，股外侧皮神经损伤，伤口感染等。本研究所有病例骨折均顺利愈合，骨折愈合时间 12～18 周，平均 (14.2±1.8) 周；VAS 评分：术前 5～9 分，平均 (6.8±0.8) 分；术后第 2 天 1～5 分，平均 (3.1±0.6) 分；随访结束时 2～6 分，平均 (3.4±0.7) 分。术后及随访时疼痛较术前有明显的缓解。根据 Matta标椎，复位优良率 92.3%。按 Koval 行走能力指数评定，衰减率为 11.5% (3/ 26)。可见，个性化定制INFIX 可以有效稳定老年骨盆前环损伤，对骨折复位、缓解疼痛，均有较好的临床疗效。

二、个性化定制 INFIX 可以有效降低内固定相关并发症的发生率

异位骨化是 INFIX 技术的常见并发症[7,13]，其高发原因可能与手术操作不规范以及置入髂骨钉损伤股直肌和缝匠肌有关，也有文献报道是内固定对软组织激惹造成的慢性炎症所致[15-17]，可高达 36%[7]。本研究中，异位骨化发生率 7.7%，明显低于既往文献报道。可能与本研究个性化定制 INFIX 内固定减少了内固定物对软组织的激惹有关。

INFIX 医源性股神经损伤最早由 Hesse 等[13]描述，有研究指出 INFIX 的连接杆位置过低压迫髂腰肌和股神经是造成股神经损伤的原因[18-20]，因此连接杆的位置以及髂骨钉的插入深度是避免股神经损伤的关键。对于腹部脂肪较少的患者，髂骨钉置入需要更深，以避免皮肤并发症，但是同时会增加连接杆压迫髂腰肌及神经血管的风险[21-23]。2016 年的尸体研究结果显示，传统的 INFIX 技术中股神经与棒之间的平均距离为 (12.43±3.42) mm，95%CI(11.151～13.709)，由于股神经损伤与髂骨钉插入的深度和连接杆的位置直接相关[15]。2017 年，Osterhoff 等[16]的研究指出，连接杆距离髂前下棘的距离为 2 cm，无论患者是在坐位还是仰卧位时内固定对股神经、血管及股外侧皮神经干扰最小，但该研究属于尸体研究，患者体型差异较大，标准化的术式显然不合理，INFIX 应该根据患者的体型设计连接杆的长度、弧度及距离髂前下棘的距离，因此笔者建议连接杆应位于腹部比基尼线浅筋膜层内，位于髂腰肌筋膜上方，并且应该给予髂腰肌及骨神经足够的空间，以避免患者在变换体位时出现压迫症状。本研究中无股神经损伤表现。

INFIX 医源性股外侧皮神经损伤是最常见的并发症之一[7,13]。有学者报道了股外侧皮神经 (lateral femoral cutanous nerve，LFCN) 损伤的发生率 27%[15]。Vaidya 等[12]在一项多中心研究中报道 LFCN 损伤的发生率为 30%。LFCN 支配大腿外侧的感觉。LFCN的解剖研究发现 90% 以上有一个或两个分支，男性 LFCN 与股动脉之间的平均距离为 6 cm，女性为5 cm。Vaidya 等[12]提出，在植入或移除内固定时，可能会损伤 LFCN。2016 年的尸体研究表明，连接杆的末端与 LFCN 之间的距离为平均值 (13.49±1.65) mm 95%CI(12.871～14.103)，这一发现意味着内固定的激惹是 LFCN 损伤的另一主要因素，因此髂骨螺钉安放位置，外侧连接杆末端的长度以及手术切口选择均是减少 LFCN 损伤的关键。个性化定制 INFIX 的连接杆末端和髂骨钉的距离均 <5 mm，在本研究中尽管2 例出现了股外侧皮神经损伤，但发生率仅有 7.7%，明显低于既往文献报道。

本组 1 例出现了 INFIX 松动，该患者由于疫情没有及时行内固定取出，该患者术后 4 个月时骨折已经愈合，术后 6 个月随访时发现内固定有松动迹象，给予腹带保护，内固定无失效，在术后 12 个月时内固定取出，该患者出现了异位骨化及股外侧皮神经损伤的症状，内固定取出后股外侧皮神经损伤的症状消失。

三、结论

个性化定制 INFIX 可以更精准的治疗老年骨盆前环损伤，降低并发症发生率，患者术后舒适度高。该技术有 3 个优势，(1) 可以通过虚拟三维重建对患者骨折情况、周围神经、血管位置的关系进行评估。术前可以准确地测量 LC2 螺钉在矢状面和冠状面置入的角度，术前可以更好地规划 LC2 螺钉的置入方向，减少术中透视次数，准确置钉；(2) 根据两侧髂前下棘水平面重建患者腹部皮肤，根据患者腹部弧度设计连接棒的弧度和长度，提高患者术后的舒适度及美观程度；(3) 测量连接棒与髂外血管的垂直距离，确定髂骨钉钉尾到进钉点的距离，为避免距离过大导致髂骨钉钉尾突出激惹皮肤；距离过低，导致皮下连杆相应过深，其下方筋膜和肌肉间室受压 (包括股神经、血管等)。然而该组研究病例较少，随访时间短，仍需要进一步大量样本确定该技术在 FFP 中的疗效。