張浩 張立海 黃睿 毛智 張里程 孫永 唐佩福

可視化磁力導航在脛骨髓內釘遠端鎖釘中的應用

張浩 張立海 黃睿 毛智 張里程 孫永 唐佩福

目的回顧性評價可視化磁力導航系統在脛骨髓內釘遠端鎖釘過程中的作用，并與常規(guī)瞄準器方法進行比較，探討應用磁力導航技術進行髓內釘遠端鎖釘的效果。方法選取 2010 年 2 月至 2011 年4 月，我科收治的應用可視化磁力導航系統進行髓內釘遠端鎖釘操作的 67 例脛骨干骨折患者作為研究組，同期應用瞄準器進行鎖釘操作的 60 例作為對照組進行回顧性研究。其中研究組，男 40 例，女 27 例。左側30 例，右側 37 例，平均年齡 ( 37.4±3.8 ) 歲。AO 分型：A 型 33 例，B 型 19 例，C 型 15 例。對照組男 37 例，女 23 例，左側 28 例，右側 32 例，平均年齡 ( 39.2±4.1 ) 歲。AO 分型：A 型 29 例，B 型 14 例，C 型 17 例。兩組分別應用可視化磁力導航系統和常規(guī)瞄準器對遠端鎖釘過程進行導航。記錄并比較兩組遠端鎖釘操作時間、鎖釘次數、鎖定過程透視次數，患者骨折愈合時間。結果研究組鎖釘操作時間為 ( 6.1±1.4 ) min，透視次數為 0 次、鎖釘次數為 69 次，骨折愈合時間為 ( 15.3±2.1 ) 周；對照組手術操作時間為 ( 8.3±2.4 ) min，平均透視次數為 ( 4.05±2.2 ) 次，鎖釘次數為 71 次，愈合時間為 ( 15.9±2.8 ) 周。兩組間鎖釘操作時間、透視次數、鎖釘次數差異有統計學意義 ( P＜0.05 )，骨折愈合時間差異無統計學意義 ( P＞0.05 )。結論可視化磁力導航系統應用于髓內釘的遠端鎖釘過程，可以有效提高鎖釘成功率、縮短鎖釘操作時間，顯著降低醫(yī)患雙方的放射線暴露，與常規(guī)的瞄準器方法相比更具優(yōu)勢，是髓內釘導航技術發(fā)展的新的方向。

脛骨骨折；骨折固定術，髓內；磁力導航

近年來，髓內釘技術已逐步成為閉合性脛骨干骨折的首選治療方法[1]。髓內釘以其中軸固定的生物力學優(yōu)勢，在降低內置物應力遮擋效應的同時，具有良好的抗扭轉、抗彎曲的優(yōu)點，顯著提高了脛骨干骨折的治療效果[2]。在髓內釘的手術過程中，遠端鎖釘操作通常是在C臂輔助下應用瞄準器引導完成的。由于瞄準器力臂長、主釘在置入髓腔過程中發(fā)生形變等原因，鎖釘失敗的現象時有發(fā)生，并且瞄準器需要在放射線引導下應用，無法解決鎖釘過程中的放射線暴露等問題[3]?？梢暬帕Ш?( sureshot 系統 ) 是一種將電磁信號轉變?yōu)榭梢曅盘柕男滦瓦h端鎖釘導航技術，具有可視化操作，不需要放射線引導等優(yōu)點。2010 年 2 月至 2011 年4 月，我們將該系統應用于我科收治的 67 例閉合性脛骨干骨折患者的髓內釘手術過程，并對其效果進行評價。

資料與方法

一、基本資料

1. 研究組：應用磁力導航系統進行遠端鎖釘操作的 67 例閉合性脛骨干骨折患者。其中男40 例，女 27 例。左側 30 例，右側 37 例，平均年齡 ( 37.4±3.8 ) 歲。AO 分型：A 型 33 例，B 型19 例，C 型 15 例。

2. 對照組：同期應用瞄準器進行遠端鎖釘的60 例患者，其中男 37 例，女 23 例，左側 28 例，右側 32 例，平均年齡 ( 39.2±4.1 ) 歲。AO 分型：A 型 29 例，B 型 14 例，C 型 17 例。

兩組一般資料差異無統計學意義 ( P＞0.05 ) (表1 )。

表1 兩組患者一般資料 (±s )Tab.1 Thegeneraldata of the patients in both groups (±s )

表1 兩組患者一般資料 (±s )Tab.1 Thegeneraldata of the patients in both groups (±s )

傷側 骨折類型男 女 左 右 A 型B 型C 型研究組 67 45 27 38.7±3.8 30 37 33 19 15對照組 60 37 23 39.2±4.1 28 32 29 14 17 P 值 0.9347 0.4771 0.9720 0.6848組別 例數 性別 平均年齡( 歲 )

二、可視化磁力導航系統組成及操作方法

可視化磁力導航系統由四部分組成：探測器、傳感器、限位器、髓內釘打入器。操作步驟如下：( 1 ) 接通電源后，將探測器連至電腦主機；( 2 ) 在電腦上選擇鉆孔套筒長度及髓內釘種類和直徑；( 3 ) 分別連接鉆孔導向器和傳感器、限位器與髓內釘打入器，經限位器將傳感器插入髓內釘主釘，通過刻度確定準確的植入，然后使用探測器和鉆孔導向器在屏幕上找到純圓 (圖1 中所示的紅色圓圈 )，綠圈對準鎖定孔，利用鉆孔導向器上的鋸齒鎖定孔對應的皮膚位置，并在標記處作皮膚切口；( 4 ) 將鉆孔導向器貼至骨面，插入鉆頭后，通過調整屏幕中綠色圓圈位置，使綠色圓圈與紅色圓圈圓心重合后，開始鉆孔，透過遠端皮質后停止并讀取鉆頭上的刻度以測量鎖釘長度 (圖1 )；( 5 ) 置入遠端鎖釘。

圖1 綠色圓圈與紅色圓圈圓心重合于遠端鎖孔中心時，提示鎖釘與遠端鎖孔對位良好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、手術方法

1. 研究組：全麻或硬膜外麻醉下，患者平躺于手術床上，將患肢屈曲 80°～90°，用墊子維持患肢位置。在髕骨下級髕韌帶內側縱行作 3 cm 切口，于脛骨平臺前緣下方 0.5 cm 開孔，置入 3.2 mm 螺紋導針，通過髓腔峽部及骨折斷端，擴髓后牽引復位骨折斷端。如復位困難，可于骨折斷端處作2～3 cm 縱行切口開放復位。選取長短、粗細合適髓內釘 ( Smith & nephew )，導針引導下置入脛骨髓腔，注意釘帽完全位于脛骨皮質下方。遠端鎖釘按照上文介紹的方法操作，并記錄從安裝磁力探頭到遠端鎖釘成功的操作時間，鎖釘次數和透視次數。利用近端瞄準裝置鎖入近端鎖釘并對骨折斷端加壓，手術完畢后逐層縫合包扎。

2. 對照組：手術一般操作同研究組，在瞄準器引導下進行遠端鎖釘操作，記錄從安裝遠端瞄準器到成功鎖入遠端鎖釘的手術時間、鎖釘次數和透視次數。

四、術后康復及隨訪

術后常規(guī)預防感染及消腫對癥處理。手術次日即開始活動患肢膝關節(jié)和踝關節(jié)，術后 1 周開始拄雙拐部分負重。于術后 2 周、1、3、6 個月進行隨訪并拍攝 X 線，觀察骨痂生長情況，指導進一步功能鍛煉。

五、統計學分析

應用 SPSS13.0 進行數據分析，計量資料采用t 檢驗，計數資料采用 χ2檢驗，非正態(tài)分布治療采用秩和檢驗，當 P＜0.05 為差異有統計學意義。

結 果

一、研究組的遠端鎖釘過程操作時間為 ( 6.1± 1.4 ) min，透視次數為 0 次；對照組的操作時間為( 8.3±2.4 ) min，平均透視次數為 ( 4.05±2.2 ) 次。兩組手術時間、透視次數差異有統計學意義 ( P＝0.0000，P＝0.0000 )。研究組鎖釘次數為 69 次，成功率為 97.1%，對照組組鎖釘次數為 71 次，成功率為 84.5%。兩組鎖定成功率差異有統計學意義 ( P＝0.0229 )。

二、研究組中 1 例術后失訪，其余患者均按計劃完成隨訪。研究組骨折愈合時間為 ( 15.3±2.1 )周，對照組愈合時間為 ( 15.9±2.8 ) 周，兩組骨折愈合時間無統計學意義 ( P＝0.1717 ) (表2 )。

表2 兩組手術操作時間、鎖定次數、透視次數、愈合時間比較(±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 兩組手術操作時間、鎖定次數、透視次數、愈合時間比較(±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 )

平均透視次數( 次 )研究組 6.1±1.4 67 / 69 ( 97.1 ) 15.3±2.1 0對照組 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組別 手術操作時間( min )鎖定次數( 成功率 % )愈合時間( 周 )

討 論

在過去的幾十年中，隨著骨折治療理念的不斷更新，髓內釘由于其特有的生物力學優(yōu)勢，已成為閉合性長骨干性骨折的主要治療方法[1]。髓內釘近端和遠端鎖釘在骨折治療過程中防旋轉和防短縮的作用，顯著擴大了髓內釘適應證，提高了臨床治療效果。目前，遠端鎖釘的置入過程主要是依靠瞄準器進行。而瞄準器在應用過程中存在著兩個不容忽視的問題：( 1 ) 一次性鎖釘成功率不高。既往文獻報道應用瞄準器一次性遠端鎖釘成功率為 71.9%～92%，各研究差異可能與瞄準器使用時間，人員操作經驗有關[4]。瞄準器精確性不高主要是由于以下三個原因造成：一是髓內釘力臂長，使瞄準器與遠端鎖孔的對合易發(fā)生偏差；二是髓內釘主釘在置入過程中發(fā)生形變，導致瞄準器誤差增大；三是隨著使用次數的增加，瞄準器與主釘連接關節(jié)處易發(fā)生松動，也會顯著降低鎖釘成功率。( 2 ) 無法解決放射線暴露的問題[5]。瞄準器應用時必須在放射線引導下，觀察鎖釘的位置和深度，反復的透視是不可避免的，而過多的放射線暴露對醫(yī)患雙方尤其是醫(yī)生的生命健康造成了嚴重威脅。有學者在一項前瞻性調查中，對比了 65 種骨科操作，發(fā)現髓內釘相比于其它操作，要接受更多的放射線暴露，而遠端鎖釘過程是幾個接受最高放射量的骨科手術操作之一[6]。

可視化磁力導航的工作原理是將磁力場信號轉化為可視的電視信號，將髓內釘、遠端鎖孔、鎖釘在屏幕上模擬顯示，對鎖釘過程進行導航。磁力導航系統一方面將空間操作轉化為更加直觀的平面操作，降低操作難度并縮短了操作時間。本研究中，研究組的操作時間為 ( 6.1±1.4 ) min；對照組操作時間為 ( 8.3±2.4 ) min，兩組相比磁力導航系統耗時更少；另一方面解決了遠端鎖釘過程中反復放射線暴露的問題。磁力導航技術利用磁力場信號，無需放射線定位，避免了醫(yī)患在鎖釘過程中接受放射線。對照組透視次數為 ( 4.05±2.2 ) 次；研究組為0 次，磁力導航技術在降低醫(yī)患尤其是醫(yī)務人員放射線危害方面有重要意義 ( P＝0.0000 )[7]。既往文獻報道了一些減少或消除遠端鎖釘操作放射線暴露的技術，但是這些技術的精確性都無法得到保證[8-13]。磁力導航技術不受力臂長短、主釘形變的影響，可以在可視條件下對遠端鎖定位置進行調整，有效提高了鎖釘的成功率。研究組鎖定成功率為 97.1%，對照組鎖釘成功率為 84.5%，( P＝0.0229 )。與瞄準器相比，磁力導航技術具有更高的精確性。

可視化磁力導航技術的缺點是設備昂貴，成本高。不少基層醫(yī)院無力承受其高昂的價格，限制了磁力導航技術的進一步推廣應用。另外該方法操作過程相對復雜，需要對手術醫(yī)師進行系統的培訓，學習曲線較長。另外，需要指出的是磁力導航對磁力場信號敏感，易受干擾。因此，該系統在操作時應遠離其它電器設備，防止其信號收到干擾后出現定位不準確的現象。盡管存在著這些不足，可視化磁力導航技術為髓內釘遠端鎖釘提供了一種更精確、更安全的手段，是髓內釘導航技術發(fā)展的新的趨勢。

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( 本文編輯：王永剛 )

2014 Spinendos 國際經皮脊柱內鏡學術研討會通知

由中國康復醫(yī)學會脊柱脊髓損傷專業(yè)委員會微創(chuàng)脊柱外科學組、《中國骨與關節(jié)雜志》編輯部、衛(wèi)計委內鏡與微創(chuàng)醫(yī)師定期考核培訓學校與中國人民解放軍總醫(yī)院第一附屬醫(yī)院全軍骨科研究所聯合主辦的“2014 Spinendos國際經皮脊柱內鏡學術研討會”，定于 2014 年 5 月 9～11 日在北京舉行。侯樹勛教授作為本次研討會的主席，誠摯地邀請各位同仁前來參加本次研討會。

此次研討會將邀請德國著名的經皮脊柱內鏡專家Stefan Hellinger 教授出席會議，同時也邀請到眾多國內著名的經皮脊柱內鏡專家出席本次研討會并作精彩的發(fā)言。本次研討會將以尸體操作培訓、手術演示和病例討論的方式來介紹當前經皮脊柱內鏡技術的手術方法、適應證和并發(fā)癥。從臨床實用角度，結合臨床疑難病例，現場互動討論，歡迎大家提供病例，進行討論。

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，中國人民解放軍總醫(yī)院骨科 ( 張浩，張立海，毛智，張里程，孫永，唐佩福 )；266071 青島，中國人民解放軍第 401 醫(yī)院骨科 ( 黃睿 )

唐佩福，Email: peifutang@163.com

2013-07-11 )