新型三维蜂窝导向器在股骨颈骨折经皮空心钉内固定中的临床应用

高峰，吴晓峰，徐锋，钱平康，尹自飞，高雪琴

南京中医药大学附属昆山市中医医院骨科（江苏昆山  215300）

通信作者：吴晓峰，Email：loveyouwxf@126.com

关键词：股骨颈骨折；新型三维蜂窝导向器；内固定；空心钉

引用本文： 高峰, 吴晓峰, 徐锋, 等. 新型三维蜂窝导向器在股骨颈骨折经皮空心钉内固定中的临床应用. 中国修复重建外科杂志, 2022, 36(1): 65-70. doi: 10.7507/1002-1892.202107106

 摘　要

目的     

设计一种新型三维蜂窝导向器应用于股骨颈骨折经皮空心钉辅助植钉并评价其临床疗效。

方法     

回顾分析2019年6月—2020年12月收治且符合选择标准的40例股骨颈骨折患者临床资料，根据术中定位方式分为对照组（20例，徒手定位植钉）和研究组（20例，新型三维蜂窝导向器辅助定位植钉）。两组患者性别、年龄、侧别、致伤原因、Garden分型及受伤至手术时间等一般资料比较差异均无统计学意义（P>0.05）。记录两组患者手术时间、透视次数、导针穿刺次数、骨折愈合时间，末次随访时采用Harris评分评价髋关节功能；术后即刻采用以下影像学指标评价螺钉植入分布精确性：螺钉间距、螺钉覆盖面积、螺钉至颈皮质距离、螺钉间平行度和螺钉与颈轴向偏离。

结果     

两组患者均顺利完成手术，导针均未穿出股骨颈皮质。两组患者手术时间、透视次数比较差异均无统计学意义（P>0.05）；研究组导针穿刺次数显著少于对照组（t=8.209，P=0.000）。术后即刻影像学检测示，研究组螺钉间距、螺钉覆盖面积显著大于对照组，螺钉至颈皮质距离、螺钉间平行度、螺钉与颈轴向偏离均小于对照组，差异均有统计学意义（P<0.05）。所有患者均获随访，随访时间 7～25个月，平均19.3个月；两组患者随访时间差异无统计学意义（t=−0.349，P=0.729）。对照组和研究组分别有2例和1例发生骨不连，余37例患者骨折完全愈合；对照组发生1例股骨头坏死。随访期间均未发生血管神经损伤、静脉血栓形成，螺钉穿出、退钉、断钉及再骨折等并发症。两组患者骨折愈合时间及末次随访时Harris 评分差异均无统计学意义（P>0.05）。

结论     

新型三维蜂窝导向器结构简单、使用方便，可减少导针穿刺次数并有效提高空心钉植入后的精确性分布。

正　文

股骨颈骨折在骨科创伤领域常见，对于年轻患者和骨折无移位老年患者，闭合复位空心钉内固定是较理想治疗方法[1]。其治疗目标是实现骨折解剖愈合及保留股骨头的生物功能。然而，保留股骨头会产生一系列并发症，如骨折不愈合、股骨头坏死、螺钉松动断裂及切割穿出等[2-5]。目前临床多数骨科医生仅依靠经验徒手定位完成空心钉植入，往往导致穿刺次数多、手术时间长、辐射暴露久、螺钉分布不精确等问题。虽然计算机导航技术辅助植钉可显著减少手术时间和辐射暴露并提高准确度，但专用仪器成本较高，无法得到广泛应用[6]。鉴于此，我们设计了一种新型三维蜂窝导向器，以协助骨科医生在股骨颈骨折手术中更精确地植入空心钉。现回顾分析2019 年6月—2020年12月我们采用该新型导向器辅助植钉治疗的股骨颈骨折患者临床资料，并与同期采用徒手定位植钉的患者进行比较，评估该新型导向器的应用价值。报告如下。

1

临 床 资 料

1.1    患者选择标准

纳入标准：① 年龄<65岁；② 单侧股骨颈骨折，未合并同侧下肢其他部位骨折及下肢神经血管损伤；③ Garden分型Ⅱ～Ⅳ型骨折；④ 采用闭合复位3枚空心钉内固定治疗。排除标准：① 陈旧性股骨颈骨折；② 病理性股骨颈骨折；③ 开放性骨折；④ 合并严重心肺疾病无法耐受麻醉者。2019 年6月—2020 年12 月共40 例患者符合选择标准纳入研究，根据术中定位方式分为对照组（20 例，徒手定位植钉）和研究组（20 例，新型三维蜂窝导向器辅助定位植钉）。

1.2    一般资料

对照组：男12例，女8例；年龄27～61岁，中位年龄45 岁。左侧7例，右侧13 例。致伤原因：交通事故伤13 例，高处坠落伤4例，运动损伤3例。Garden分型：Ⅱ型4 例，Ⅲ型10例， Ⅳ型6例。受伤至手术时间18～65 h，平均28 h。

研究组：男14例，女6 例；年龄31～64 岁，中位年龄48 岁。左侧9例，右侧11例。致伤原因：交通事故伤16 例，高处坠落伤3例，运动损伤1例。Garden分型：Ⅱ型5 例，Ⅲ型12例， Ⅳ型3例。受伤至手术时间13～71 h，平均30 h。

所有患者术前常规摄骨盆正位X线片、患髋侧位X线片及CT扫描、三维重建。两组患者性别、年龄、侧别、致伤原因、Garden分型及受伤至手术时间等一般资料比较差异均无统计学意义（P> 0.05），具有可比性。

1.3    新型三维蜂窝导向器构造

股骨颈常用角度参数为颈干角及前倾角；此外，股骨颈还存在扭转角，股骨颈截面呈前方平坦、后方圆弧状的类椭圆形，扭转角为椭圆长轴与人体冠状面形成的夹角，约为旋前20°[7]。这3 个角决定了股骨颈部沿其轴线相对于股骨干纵轴线的位置是一个具有特定角度范围的三维结构。新型三维蜂窝导向器（申请专利号：202022595981.2）可实现三维方向的植钉，由定位部和连接装置构成。定位部为蜂窝导向块，连接装置由远端2根可伸缩调节长度的粗细直杆和近端1个C形支架杆构成。粗直杆上有2枚固定位置的克氏针套筒，直杆放置于大腿外侧并平行于股骨干纵轴，通过套筒垂直股骨干打入2枚克氏针以固定导向装置，直杆上另2枚螺栓可同时调节杆长及导向器前倾角。C形支架杆上螺栓可调节导向器前后位置及颈干角，扭转角则需通过选择合适的蜂窝孔来完成。见图1。

图 1     新型三维蜂窝导向器正侧位结构图     

1：蜂窝导向块

2：粗直杆　

3：细直杆　

4：连接导向块的C形支架杆　

5：克氏针套筒及螺栓　

6：固定粗细直杆的螺栓　

7：固定细直杆与C形支架杆的螺栓　

8：装配C形支架杆的螺栓　

9：连接并调节导向块的螺栓

1.4    手术方法

所有手术均由同一团队医师完成。患者于全麻或持续硬膜外麻醉后取平卧位，先对患肢牵引并同时外展外旋患髋，持续牵引后内收内旋患髋，固定于牵引床支架上。C臂X线机正侧位透视患肢股骨颈，明确骨折复位满意后常规消毒铺单；必要时可使用克氏针顶压、摇杆辅助骨折复位，确保置入导针前骨折解剖复位。

对照组：复位满意后，于大转子下方5～8 cm处经皮徒手平行于股骨颈轴线置入3枚导针，使导针呈倒三角形排列。对于角度和方向不满意的导针，术者根据经验徒手调整其颈干角和前倾角。C臂X线机正侧位透视，直至导针位置及长度均满意后测深并植入空心钉。

研究组：复位满意后，经连接直杆的克氏针孔打入2枚克氏针于股骨干固定导向装置，前后上下调节蜂窝导向器位置，使其中心位于大转子下5～8 cm处；拧紧连接杆上的螺栓，首先置入倒三角形下方的1枚导针，导针经皮刺入紧贴股骨外侧皮质但不钻入。C臂X线机正侧位透视，正位片上可予以1枚克氏针覆盖导针影像并作虚拟延长线，根据此线评估颈干角及进针点；侧位片上可观察导针进针点是否居中，并可经蜂窝孔前后上下调整进针位置；再次透视满意后置入第1枚导针。再根据扭转角旋前20° 的要求作股骨颈椭圆形截面长轴线，选择此线前上方合适的蜂窝孔插入第2枚导针但不钻入；C臂X线机正侧位透视调整蜂窝孔位置，确保导针进入股骨颈截面的前上象限。最后，选择股骨颈截面后方9点钟方向穿刺第3 枚导针但不钻入，透视定位满意后置入导针，测深并依次植入空心钉。再次透视确认螺钉位置、长度良好，冲洗缝合包扎切口。

1.5    术后处理

术后24 h 内予以二代头孢预防细菌感染；低分子肝素抗凝12 h、气压泵预防下肢深静脉血栓形成。术后即刻行股四头肌功能锻炼及踝泵活动，术后第1天行直腿抬高训练，可适当屈伸膝关节及髋关节。切口定期换药，术后2周拆线。术后3 个月内患肢可拄拐无负重活动，3个月后复查X线片，视骨折愈合情况开始部分负重，待X线片示骨折完全愈合后逐步完全负重活动。

1.6    疗效评价指标

记录两组患者手术时间、透视次数、导针穿刺次数、骨折愈合时间，末次随访时采用Harris评分评价髋关节功能。其中，手术时间对照组为第1枚导针穿刺开始至所有螺钉植入完成后透视确认为止；研究组为克氏针固定连接杆开始至所有螺钉植入完成后透视确认为止。导针穿刺次数为3枚导针穿刺的总次数，包括每次调整位置，导针退出后再进入均被记录为1次。

术后即刻采用以下影像学指标评价螺钉植入分布准确性[8]：① 螺钉间距：3 枚螺钉中心连线的总长度；② 螺钉覆盖面积：3枚螺钉中心连线构成三角形的面积；③ 螺钉至颈皮质距离：3枚螺钉中心距颈皮质的总长度；④ 螺钉间平行度：分别为正、侧位X线片上3 枚螺钉两两间角度差之和；⑤ 螺钉与颈轴向偏离：分别为3枚螺钉颈干角偏差之和、前倾角偏差之和。

1.7    统计学方法

采用SPSS17.0 统计软件进行分析。计量资料均符合正态分布，以均数±标准差表示，组间比较采用独立样本t检验；检验水准α=0.05。

2

结　果

两组患者均顺利完成手术，导针均未穿出股骨颈皮质。两组患者手术时间、透视次数比较差异均无统计学意义（P>0.05）；研究组导针穿刺次数显著少于对照组，差异有统计学意义（t=8.209， P=0.000）。术后即刻影像学检测示，研究组螺钉间距、螺钉覆盖面积显著大于对照组，螺钉至颈皮质距离、螺钉间平行度、螺钉与颈轴向偏离均小于对照组，差异均有统计学意义（P<0.05）。所有患者均获随访，随访时间7～25 个月，平均19.3个月；两组患者随访时间差异无统计学意义（t=−0.349， P=0.729）。对照组和研究组分别有2 例和1例发生骨不连，余37例患者骨折完全愈合；对照组发生1例股骨头坏死。随访期间均未发生血管神经损伤、静脉血栓形成，螺钉穿出、退钉、断钉及再骨折等并发症。两组患者骨折愈合时间及末次随访时Harris评分差异均无统计学意义（P>0.05）。见表1、2，图2。

图 2     研究组患者，男，41岁，右股骨颈骨折（Garden Ⅲ型）     a. 术前X线片及CT三维重建；b. 术中复位后正侧位透视；c. 安装固定导向器；d. 穿刺第1枚导针但不钻孔，透视示进针点及方向满意；e. 透视下置入第1枚导针后在其前上方置入第2 枚导针；f. 透视下在第1枚导针的后上方置入第3枚导针；g. 完整植入3 枚空心钉后正侧位透视示螺钉位置理想；h. 术后3 个月右髋正位X线片示骨折线模糊；i. 术后12 个月右髋蛙式位X线片示骨折完全愈合；j. 术后24个月右髋正位X 线片示股骨颈无短缩，无股骨头坏死，螺钉稳定未退出

3

讨　论

空心钉内固定治疗股骨颈骨折需达到解剖复位和坚强稳定固定，固定成功的关键取决于骨质量、螺钉数量和螺钉在股骨颈内的分布位置[5]。3枚空心钉呈“平行、贴边、倒三角”是目前主流植钉方法[9-10]。螺钉平行植入时允许滑动加压，可为骨折端愈合提供良好力学环境。螺钉越贴近股骨颈内侧皮质、螺钉间相互距离越长、螺钉合围的三角形面积越大，其牢固性和抗旋转能力越好。3 枚螺钉相较2枚螺钉固定具有更大的抗负荷、抗旋转能力和更小的骨折移位[11]，倒三角结构已被多项生物力学试验证实优于正三角结构，且能缩短手术时间、减少出血量[12-13]。目前多数器械厂商不提供或仅提供简易手持式套筒，无法满足精准辅助植钉要求，医师多凭经验徒手定位操作，手术过程中往往需要反复调整进钉点和方向，对股骨颈骨质损伤较大，影响空心钉固定稳定性，同时破坏股骨头颈血供，增加骨不连和股骨头坏死发生风险[14]。

为克服徒手操作不足，增加植钉精确度，我们设计了一种新型三维蜂窝导向器，并与徒手定位方式比较。研究结果显示，与对照组比较，研究组术中导针穿刺次数明显减少，有效降低了术中骨量丢失和出血；术后螺钉间平行度更高、分散性更好，螺钉与股骨颈颈干角、前倾角偏差更小，说明螺钉分布位置更理想、精确度更高；预先定位不钻孔的导针可以让术者对进针点、颈干角和前倾角进行初步判断，再结合透视下的调整，从而提高导针钻孔的一次成功率。以上结果提示该新型导向器装置有助于减少术中损伤和提高手术质量。

我们在实际应用中有以下体会：① 倒三角植钉法中首先精确打入下方的第1枚导针是关键，以提供颈部最坚强的支撑力来对抗骨折端压应力，并为第2、3 枚导针置入奠定良好基础。因3枚导针均通过平行的蜂窝孔置入，故第1枚导针的方向即确定了所有导针的前倾角及颈干角。若第1枚导针进针点定位不满意必须立即纠正，可通过伸缩细直杆来调整进针点在股骨干纵轴上的高度，确定导针进针点位置后可旋转细直杆来调整前倾角，旋转蜂窝导向块来调整颈干角，确保第1枚导针进针点位置和角度均满意。② 后2枚导针需掌握合适的扭转角及进针点，因扭转角的存在，当倒三角植钉时，位于股骨颈截面后上方的螺钉易发生医源性螺钉穿出[15]，术中需注意避免。③ 我们建议第2 枚导针先固定股骨颈的前上方，因股骨颈骨折尤其是青壮年骨折的股骨颈部后上方往往存在粉碎骨块或缺损，而股骨颈前部的骨折端骨质情况一般良好。根据扭转角的解剖结构，以第1 枚导针进钉点为起点，作1 条纵向旋前20° 的线为股骨颈椭圆形截面长轴线，选择此线前上方合适的蜂窝孔插入导针但不钻入，C臂X线机正侧位透视，确保导针方向进入股骨颈截面的前上象限，并调整蜂窝孔位置使导针尽量贴近颈内侧皮质后打入第2枚导针。④ 第3枚导针置入需重点关注股骨头颈部血运，因主要滋养血管走行于股骨颈截面后上方10～12 点钟范围，故避开颈后上方植钉可减少损伤血供的风险。我们选择股骨颈截面后方9点钟方向作为导针进钉点，并经C臂X线机透视使导针方向尽量贴近颈后方皮质以增强固定效果。

但本装置仍存在以下不足：首先，为了减少穿刺损伤，术中需对3 枚导针的进针点和方向准确定位，尤其是第1 枚导针定位透视次数较多，故研究组的手术时间和透视次数与对照组比较差异无统计学意义。其次，股骨颈椭圆截面的形态及扭转角存在个体差异，且只能在三维CT的矢状位上观察测量，C臂X线机透视下的二维影像图无法完成精确定位。我们的方法是在以第1枚导针为基点旋前20° 的扭转角方向上，第2、3枚导针分别在前上方及后方9点钟区域定位，虽然有C臂X线机透视辅助，但仍存在一定主观性。

综上述，该新型三维蜂窝导向器构造简单、使用方便，在不增加手术时间和放射性暴露的前提下，减少了医源性穿刺损伤并提高了空心钉植入准确性，在临床应用中优势明显。但本研究样本量少、随访时间短，两组患者术后远期股骨头坏死发生率仍不明确，需进一步扩大样本量及延长随访观察时间。

通信作者

吴晓峰，副主任医师，医学硕士，安徽中医药大学副教授，山东中医药大学副教授。昆山市学科带头人培养对象，中国中医药研究促进会骨伤科分会保膝专业委员会委员、吴阶平基金会骨科学专委会委员、江苏省中医学会骨伤科青年委员、苏州市中西医结合学会骨科委员、苏州市医学会骨科专业委员会骨肿瘤学组委员。扬州大学医学院优秀教师。南京中医药大学床边教材《中医骨伤科学》编委。苏州市住院医师规范化培训优秀带教老师。拥有实用新型专利3项。

第一作者

高峰，主治医师，医学硕士，昆山市中医医院关节骨科教学秘书。中国残疾人康复协会肢残委员会委员、昆山市医学会骨科专业委员会委员。擅长髋膝关节炎、四肢关节周围骨折、人工关节置换加速康复治疗。以第一负责人完成昆山市科技计划项目1项，发表核心期刊论文5篇，国家实用新型专利2项。

参考文献：略

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