骶髂关节损伤的微创诊疗

河南省洛阳正骨医院(河南省骨科医院)

骨盆髋臼损伤微创诊疗研究组

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骶髂关节损伤的微创诊疗

蔡鸿敏  河南省洛阳正骨医院(河南省骨科医院)

骶髂关节(sacroiliac joint,SIJ)属于人体的中轴关节,有着中轴关节的最根本的特征,也就是稳定性强而活动度小,实际上就是微动关节,其最本质的生理功能就是将脊柱所承受的生理负荷转导至双侧无名骨,再经双侧髋关节传导至双下肢,换句话说,也就是双下肢通过髋关节、无名骨及SIJ来支持躯干。为了实现这种支持作用,SIJ的稳定性高于一切。为了保障这种人体正常功能所需的稳定性,SIJ的解剖尤为特别。

在骨性解剖方面,双侧SIJ整体,与骶骨形态相适应,在站立位时呈尖端朝向足端的楔形,仰卧位时呈尖端朝向背侧的楔形,均是以一种极简的形态学来防止包括骶骨在内的脊柱的重力所产生的(下沉及后沉)移位倾向;另外,SIJ骶骨侧及髂骨侧关节软骨下骨的形态也极为特别,凸凹不平,当二者对应在一起时则“犬牙交错”“interdigitation”,外加SIJ关节囊和周围韧带的束缚而最大限度地增强稳定性并减小活动度。然而,骨性解剖形态只是稳定的基础,SIJ的关节囊,尤其是周围韧带结构才是稳定的保障。

SIJ周围韧带有三组,骶髂前韧带、间韧带和后韧带。骶髂前韧带位于SIJ的前方,与关节囊相交织,三组中最为薄弱,在致伤暴力的作用下通常最先撕裂。骶髂后韧带张于包括髂后上棘(poterior superior iliac spine,PSIS)、髂后下棘(poteriorinferior iliac spine,PIIS)在内的髂嵴后部与骶后正中棘之间,分成包括Zagals韧带和Bichat韧带在内的多束,较为强壮。骶髂后韧带的深部,紧邻SIJ后方,张于髂骶骨质之间的是骶髂间韧带,是人体中最为强壮的韧带。SIJ后部的两组韧带的强壮性的解剖学原因,除了在于紧张SIJ防止楔形的骶骨下沉及后沉,还在于对骶骨的悬吊。在整个骨盆环因为软组织连接并紧张后,骶骨及双侧SIJ的楔形形态即可通过简单的机械结构使得其免于下沉和后沉,但由于这种楔形结构有向其尖部相反方向移位的倾向,特别是站立位(骨盆的生理性前倾)或俯卧位时,骶骨有向前(盆腔内)移位的趋势,骶髂前韧带为了给盆腔脏器“腾出”更多空间又薄弱了自身,那么SIJ后部的韧带就必须起到悬吊的作用而消除这种移位的趋势,因而也就变得强壮。Marvin Tile将骶髂复合体比作吊桥既生动形象又符合事实,骶髂复合体包括SIJ及其两侧的骨性结构以及其周围的韧带结构,双侧的髂骨就像吊桥的支柱,骶骨就像吊桥的桥面,SIJ后方的两组韧带就像吊桥结构的吊索,其自身的强韧是物种进化和自然选择的结果(图1)。

图1. 骶髂复合体的吊桥样结构(引自Marvin Tile. Pelvic ring fractures: Should they befixed? J Bone Joint Surg Br, 1988; 7-B:1-12.)

盆底韧带,主要是骶结节韧带和骶棘韧带,虽然不直接参与SIJ的构成,但对其稳定性的加强也具有举足轻重的作用,原因仍旧在于解剖。骶结节韧带起自PSIS、PIIS和骶骨后部的外侧,由头端内侧背部行向尾端外侧前部,止于坐骨结节。骶棘韧带则起自骶骨翼及尾骨的侧缘,位于骶结节韧带的盆面,仍由头端内侧背部行向尾端外侧前部,止于坐骨棘。它们的解剖走形特征决定了防止SIJ张开(半骨盆外旋)的功能,从而补足了薄弱的骶髂前韧带的短板,间接加强了SIJ前方的稳定性。因此,在严重的“开书样”(open-book)骨盆损伤中,除了在影像资料上探寻提示SIJ前韧带撕裂这一损伤病理的SIJ前间隙增宽或SIJ前部两侧的撕脱骨折等的影像学表现外,还需要探究提示骶结节韧带和骶棘韧带撕裂这一损伤病理的骶骨侧翼边缘或坐骨棘撕脱骨折的影像学表现(图2)。

图2. 严重的“开书样”骨盆损伤可能合并盆底韧带特别是骶结节韧带、骶棘韧带的损伤。骶骨侧翼的撕脱骨折(白色箭头)提示骶棘韧带的损伤。

创伤暴力所致的SIJ损伤是整个骨盆环损伤的病理表现之一,根据骨与软组织受累情况可分为单纯脱位(单纯关节囊、韧带损害)和骨折脱位(骨折合并关节囊、韧带损伤),关节软骨下骨的“犬牙交错”的解剖形态往往导致SIJ损伤脱位过程中出现不同程度的软骨剥脱。SIJ损伤通常影响躯干与下肢间的负荷传导进而损害功能、影响工作、生活甚至心理。急性损伤期,因伤部的剧烈疼痛和不稳定而影响坐立、体位变动和下肢活动,如未加复位和稳定,转入慢性期,则SIJ周围瘢痕强度不足而无法稳定关节,SIJ不稳定程度决定了症状及体征的轻重,轻者伤部慢性轻度酸困、跛行,重者伤部慢性严重疼痛而根本无法坐立行走。SIJ损伤是骨盆环损伤中有明确手术适应症的情形之一。就本书的微创主旨来讲,SIJ损伤的微创手术包括经皮骶髂螺钉内固定、经皮LC-II螺钉内固定以及两者相结合。

一、       损伤机制

导致SIJ损伤的机制较多,除了风湿免疫因素、育龄期妇女的孕娩损伤和病理性损伤之外,最常见的还是创伤暴力。前三者因与本书主旨无关而不加讨论,暴力所致SIJ损伤的作用机制是我们研究和讨论的重点。

(一)侧方挤压暴力(lateral compressionLCLC暴力是最常见的致伤暴力,其作用部位往往是髂嵴或髂骨翼,从而通过直接作用导致骨盆损伤,或者作用在股骨近端,通过股骨头的传导而间接导致骨盆环的损伤或者髋臼的骨折。

当一定能量的暴力导致所作用侧骨盆后环损伤,并且受伤的骨盆有足够的侧方移动的外部空间来不阻断暴力完全释放的话,则对侧的骨盆后环往往不被累及,而仅仅导致作用侧的“合书样”(closed-book)损伤。当然,如果暴力足够大,由于骨盆的环形结构中前环的传导,能量继续施加于对侧骨盆后环而导致其“开书样”(open-book)损伤,作用侧的“合书样”损伤合并对侧的“开书样”损伤,就是所谓的“风吹骨盆”(wind-swept pelvis)(属于Young-Burgess分型系统中的LC-III型,这种损伤机制完全不同于目前主流书籍中的车轮先自侧方撞击一侧半骨盆使其内旋,然后碾压过对侧半骨盆使其张开的机制,需斟酌其合理性)(图3)。

图3. 单侧LC暴力导致两侧骨盆后环损伤(“风吹骨盆”)的骨盆前环传导机制,骨盆前环损伤往往表现为重叠移位。

当LC暴力作用过程中,骨盆顺暴力作用方向的移动受阻(如骨盆侧方被机动车推挤至对侧半骨盆接触墙体后并继续推挤的情形),或者LC暴力作用结束后,骨盆顺暴力作用方向的惯性移动突然中止(如骨盆侧方被机动车撞击后,机动车停驻,病人侧方倒地的情形),往往导致骨盆后环的双侧“合书样”损伤(双侧LC-I/II,属于AO-OTA分型系统中的61B3.3型)(图4)。

图4. 单侧LC暴力导致两侧骨盆后环(均“合书样”)损伤的对侧半骨盆移动受阻机制,骨盆前环损伤往往表现为重叠移位。

LC暴力所导致的骨盆后环损伤的病理表现为暴力作用侧的SIJ骨折脱位、髂骨翼骨折或骶骨侧翼压缩骨折合并或不合并暴力作用后经骨盆前环传导的能量所致的对侧半骨盆的“开书样”损伤或暴力作用后骨盆移动受阻所致的对侧半骨盆的“合书样”损伤。

(二)前后挤压暴力(anteroposterior compressionAPCAPC暴力也是较为常见的致伤暴力,作用部位可在耻骨(联合)、髂前上棘(anterior superior iliac spine,ASIS)、髂前下棘(anteriorinferior iliac spine,AIIS)(前向后)或骶尾部(后向前),甚至是经股骨头传导的位于特殊空间状态(如髋关节极度外旋)的下肢的暴力,比较典型的情形有骑跨伤,仰卧位倒地后骨盆前部遭重物砸伤,或者弯腰劳作过程中重物砸至骶尾部的作用力结合双下肢及髋关节的反作用力。损伤病理表现是典型的“开书样”损伤,APC暴力的病理表现分为三级,即APC-I/II/III,后述。

(三)垂直剪切(vertical shearVS)暴力  VS暴力多见于高处坠落,躯干的重力和惯性力在下肢或骨盆部触地后所产生的反作用力导致骨盆的骨与软组织的轴向剪切损伤,包括SIJ在内的骨盆环的损伤病理往往比较复杂,病情也往往比较严重,处理起来也比较棘手。由VS暴力导致的骨盆损伤的病理表现绝大多数情况下为骨折及其垂直分离移位,其导致SIJ完全性脱位(SIJ前、间及后韧带的完全撕裂)的可能性存在,但可能的几率或许应该很小,因为一旦由APC暴力导致SIJ周围韧带(稳定性的根本)完全撕裂而失去对骨的束缚,由于重力和肌力的作用,损伤近端结构出现前下沉,远端出现后上移,从而表现出垂直移位(不稳定)的征象,然则其致伤原因不是VS,自然也不能分型成垂直不稳定型。由此可见,骨盆损伤的分型是基于致伤暴力及其所导致的损伤病理的,而不是建立在静态的损伤移位之上的!

(四)混合(combined mechanismCM)暴力  CM暴力所致的骨盆损伤是上述两种或三种暴力的共同作用的结果,诸如骨盆部遭受机动车撞击后,伤者被抛至空中而后坠落地面继而翻滚一定距离的情形,机制较为复杂,损伤病理往往也不简单。不像站立位摔倒或者蹲坐于地面这样简单的暴力,高能量的暴力作用于伤者的机制往往不单纯,我们创伤骨科医师切不可养成机械地单因素地理解高能量损伤病理的思维定式,这样往往会造成我们对一些不甚明显的损伤病理征象的遗漏,甚至影响诊疗实践。

二、       损伤病理

创伤暴力的作用部位、方向及能量大小的不同,外加受体骨关节及周围软组织的强壮程度不同,导致SIJ损伤病理不尽相同。

(一)单纯SIJ脱位  完全是由SIJ周围软组织结构损伤所导致的一种损伤病理表现,SIJ周围韧带的损伤程度不同而表现各异。当然,韧带的撕裂可能合并起始点的极小的撕脱骨折,后者的本质是前者损伤的一种表现形式而已,故而仍归纳于单纯SIJ脱位而非骨折脱位名下,以免与后述的SIJ骨折脱位相混淆。

1. SIJ半脱位  损伤的SIJ与正常或健侧SIJ相比仅表现为间隙的轻度增宽,合并有前环的损伤,最具特征性的病理表现是耻骨联合分离(程度多<2.5cm)。SIJ增宽的根本解剖原因是SIJ前韧带的牵伸、部分撕裂或者完全撕裂,然而SIJ后方两组韧带完整,在骨盆入口位像上的影像学表现为SIJ前间隙增宽或者说由后向前的喇叭样增宽,提示患侧半骨盆的外旋(图5)。大范围的患侧半骨盆的外旋可能合并盆底软组织尤其是骶结节韧带、骶棘韧带的撕裂,在骨盆正位、出入口位片和CT片(髂腰肌体积的变化也可作为间接征象)上,我们创伤骨科医师不应疏于在骶骨侧翼边缘、坐骨棘、坐骨结节寻找骶结节韧带和骶棘韧带撕脱骨折的征象,用以判断如尿道断裂、直肠/产道撕裂等合并损伤(图2)。

图5. SIJ半脱位(SIJ前韧带牵张、部分或完全撕裂,SIJ间及后韧带完整)合并耻骨联合分离。

2. 完全脱位 损伤的SIJ间隙完全张开,SIJ后缘两侧的骨质结构的对应关系明显失常,表现为明显分离甚至髂骨跃至骶骨前方,合并有骨盆前环的损伤,最具特征性的病理表现是耻骨联合分离(程度多>2.5cm)。SIJ完全脱位的本质解剖原因是SIJ前、间及后韧带的广泛撕裂,从而失去了对SIJ两侧骨的束缚,其致伤暴力较大,患侧半骨盆的移位程度较半脱位明显增大,因而合并盆底软组织尤其是骶结节韧带、骶棘韧带的撕裂的几率明显增加,合并泌尿生殖系统和消化系统(直肠)损伤(潜隐的开放性骨折)的几率明显升高(图6)。

图6. SIJ完全脱位(SIJ周围韧带完全撕裂)(引自Gardner MJ, Routt ML. The antishockiliosacral screw. J Orthop Trauma, 2010; 24: e86-e89.)。

3. 导致SIJ脱位的损伤病理分级  最常见的导致单纯SIJ脱位的暴力是APC暴力,暴力能量的大小所导致的损伤病理的分级不同,目前得到公认的有三级,分别是APC-I/II/III。如前述,LC暴力导致的Young-Burgess LC-III型骨盆损伤,暴力作用侧的对侧的骨盆后环可能会因骨盆前环的传导而导致SIJ半脱位或脱位表现,但不应归于APC损伤(图3)。

1APC-I  影像学表现为SIJ间隙轻微增宽,属半脱位,耻骨联合分离多<2.5cm。损伤病理表现为骶髂前韧带牵伸或部分撕裂,骶髂前韧带完整的部分可以束缚SIJ而免于其继续张开,进而免于盆底软组织的大范围撕裂,耻骨联合周围韧带完全撕裂而失去对双侧耻骨体的束缚,撕裂的骶髂前韧带和耻骨联合周围韧带可能会合并起止点的小撕脱骨折,骶髂间韧带、骶髂后韧带以及髂腰韧带等结构的完整将患侧半骨盆的不稳定性限制在一个平面而免于垂直(严格来讲,应该是沿躯体长轴方向上的)不稳定。骶结节韧带、骶棘韧带常常完整或者仅仅牵伸或部分撕裂,提示盆底软组织损伤程度相对较轻,但这并不能成为我们轻视筛查有关可能的合并损伤的原因。

2APC-II  影像学表现为SIJ前间隙的明显增宽,后间隙两侧骨的对应关系并无显著失常,在骨盆入口位像上的影像学表现为喇叭样的增宽,仍属半脱位。伤病理表现为骶髂前韧带完全撕裂,失去对两侧骨的束缚而导致SIJ前间隙的明显增宽,耻骨联合周围韧带完全撕裂而失去对双侧耻骨体的束缚,骶髂间韧带、骶髂后韧带以及髂腰韧带等结构的完整将患侧半骨盆的不稳定性限制在一个平面而免于垂直不稳定。骶结节韧带、骶棘韧带因为遭受到更多的暴力而使其撕裂的几率及程度明显增加,盆底软组织的严重撕裂导致合并泌尿生殖系统和消化系统(直肠)损伤的几率明显升高,需细致筛查(图5)。

3APC-III 影像学表现为SIJ的完全脱位,SIJ两侧的骨完全失去正常的对应关系,耻骨联合明显分离,提示SIJ、耻骨联合周围韧带和盆底韧带的广泛撕裂,除了水平方向的不稳定,因为重力和躯干、髋关节周围肌力的作用而表现出垂直方向不稳定,合并损伤的几率及严重程度明显增加,需严密筛查(图6)。

4静态的观察和动态的思维 APC-I/II/III各级之间的本质区分因素在于SIJ周围韧带的损伤程度,除了这个核心问题之外,我们不应忽视APC外力作用所可能导致的盆底韧带结构的撕裂及其伴随的泌尿生殖系统和消化系统损伤。APC暴力是一个牵张分离性质的力,除了直接作用部位的骨与软组织有遭受直接打击的征象外,其余部位的损伤病理表现往往是分离移位,骨盆后环的SIJ损伤是分离移位,前环常见的耻骨联合损伤是分离移位,相对少见的耻骨上下支骨折基本上也完全是分离移位,极少数情况下主要骨折端的小骨折块可能有压缩骨折的征象(骨皮质隆起或重叠移位、松质骨局灶性骨密度增高),那么这就应该考虑到弹性回缩力的作用。反之,LC暴力作用后除主要损伤病理外,如出现不可解释的损伤部位的分离移位,那么也应该考虑到“弹性回缩力”的作用。

“弹性回缩力”与物体或组织的弹性密不可分。理论上讲,凡是现实存在的有形物体,都有自身特定的弹性模量,也就是说都有或高或低的弹性,在受到外力作用后都会发生弹性形变,当外力作用去除后,弹性回缩力会让它重返原始形态。如果在其发生最大弹性形变时,外力继续增加,那么就会出现塑性形变而导致结构性损害,此后,即使是解除外力,即便是弹性回缩力仍会跟进,也不可能完全恢复原始形态。骨与软组织也不例外。当相对较弱的暴力作用在骨盆(包括骨性和软性解剖)后,骨盆发生弹性形变,外力解除后,骨盆完全恢复原来的形态,而不至于发生骨折。当高能量暴力作用在骨盆后,骨盆的发挥到极致的弹性形变仍不足以中和暴力,那么暴力的余量就会导致骨盆的塑性形变,也就是骨折和/或脱位。暴力余量消耗完毕后,骨及周围软组织自身的弹性所蓄积的弹力会跟进,而将暴力所致的骨折和/或脱位向反移位方向一定程度地复位,这是初级弹性回缩力,当其作用结束后,与之反方向的次级弹性回缩力会相继发挥作用,使得初级弹性回缩力一定程度上复位的骨折和/或脱位再次增加移位,当次级弹性回缩力作用结束后,与之方向相反与初级弹性回缩力方向相同的次次级弹性回缩力会相继发挥作用而对骨折和/或脱位再次做一定程度上的复原,如此反复,直至弹性回缩力消散,而使得骨折和/或脱位处于影像检查所显示的静止状态。这种跟进的弹性回缩力会为我们静止的单暴力因素受伤机制的分析及骨盆骨折的分型诊断的确立陷入僵局时提供完美的破解方案。

我们还应该有所思考的是,创伤后的影像检查所表现出来的损伤病理,只是致伤暴力作用和弹性回缩力施展后的静态表象,对于暴力作用过程中的实时损伤病理和作用后的潜在损伤病理这些病人所遭受创伤的本真,仅仅提供了一些可靠但却粗糙甚至具有欺骗性的证据,还需要我们创伤骨科医师,结合详尽的病史追问、细致的体格检查,运用扎实的理论知识和临床实践经验加以逻辑分析、甄别判断、真实地还原这种本真,这有些类似刑事侦探还原作案现实,只有这样才能知悉真实的损伤病理,进而制定出切合实际、可靠有效的诊疗方案。为了真实地呈现损伤病理,在APC各型之间进行鉴别,或者鉴定某一型的真伪,有学者倡议在麻醉状态下对病人的骨盆损伤进行应力作用下的动态评估(图7)。如果仅以此为目的,而不是鉴定后紧接着进行相应的手术治疗,那么这种做法就难免于实践和伦理方面的争议,但是,它确实警醒作为创伤骨科医师的我们,切不可简单机械或形而上学地对待高能量暴力所致的骨盆环损伤。不可不提的是,VS暴力亦有可能导致SIJ的单纯脱位,相比于APC暴力,尽管其几率极低,但合并损伤及治疗等方面存在着差别,需要加以鉴别。鉴别方法就在于病史、查体、影像、逻辑分析和还原受伤机制等综合评估方面。

图7. 静态影像检查所示的APC-I型骨盆损伤(A、B)在麻醉后的应力作用下显出APC-II型骨盆损伤(C、D)真实面目(引自Sagi HC, Coniglione FM, Stanford JH. Examinationunder anesthetic for occult pelvic ring instability. J Orthop Trauma, 2011; 25(9):529-537.)。

(二)骶髂关节骨折脱位  SIJ骨折脱位是一个十分笼统的而且缺乏科学性的说法。我在此极力推荐使用我们接下来所描述的这种科学的具象的命名法。SIJ骨折脱位实际上有三种损伤病理表现,各自的影像学表现和治疗方法均有所区别,这也是我们所极力推荐的意义所在。其一是经髂骨新月形骨折的SIJ脱位,其二是经骶骨侧翼压缩骨折的SIJ脱位,其三是混合型SIJ脱位,也就是经髂骨新月形骨折且经骶骨侧翼压缩骨折的SIJ脱位。

1. 经髂骨后方新月形骨折的SIJ脱位 顾名思义,这种损伤类型的病理和影像学表现是髂骨新月形骨折和SIJ脱位的叠加(图8)。然而,深层次的损伤病理表现则不尽相同。我们知道,在Young-Burgess分型系统中,髂骨翼的新月形骨折由LC暴力所致,属LC-II型,具体发生机制是,当骨盆遭受侧方应力时,受力的髂骨翼以SIJ骶骨侧的骨质为支点,支点所对应的SIJ髂骨侧骨质所遭受的应力较为集中且通过杠杆作用而被放大,在强韧的骶髂间韧带及骶髂后韧带出现断裂之前发生SIJ髂骨侧骨折,因骨折块的影像学表观类似新月而得名。骶髂前韧带为什么会撕裂而导致SIJ前间隙增宽并脱位呢?原因可能是LC暴力导致患侧半骨盆内旋移位的过程中撕裂了骶髂前韧带,但是,由于骶骨侧翼的直接机械阻挡、骨盆前环骨折和骨盆软组织对暴力能量的吸收,这种可能性不排除,但更多方面的合理解释仍需要借助上文所述的“弹性回缩力”,在LC暴力作用(当然有可能直接牵伸或撕裂骶髂前韧带)结束后,骨折移位向相反方向弹回并一定程度复位的过程中,骶髂前韧带被彻底绷裂。

图8. 经髂骨新月形骨折的SIJ脱位。

根据SIJ髂骨侧新月形骨折块的大小、骨折线与SIJ的关系以及其对骶髂螺钉进针点的影响而治疗方案有所区别。新月形骨折块较小,位于SIJ的背侧,骶髂螺钉进针点区域骨质完整,微创手术方面往往只需要应用经皮骶髂螺钉固定SIJ和远折端即可,小的新月形骨折块可不予处理。髂骨骨折块较大,折线位于SIJ前方,或仅部分SIJ受累,SIJ整体稳定而无脱位这种情况临床上屡见不鲜,微创手术方面仅需要应用LC-II型螺钉固定髂骨骨折即可。如果新月形骨折块不大不小,骨折线恰巧与SIJ长轴基本重叠,导致骶髂螺钉进针点周围骨质不完整,那么微创手术方面,除了先应用LC-II螺钉固定髂骨骨折之外,还需要应用骶髂螺钉固定SIJ脱位。

2. 经骶骨侧翼压缩骨折的SIJ脱位  顾名思义,这种损伤类型的病理和影像学表现是骶骨侧翼的压缩骨折和SIJ脱位的叠加(图9)。骶骨侧翼的压缩骨折的影像学表现的本质特征是骶骨侧翼骨皮质的重叠和松质骨的压缩所致的密度增高,骨折部位多是Denis 1区和2区,鲜有3区。骶骨侧翼的压缩骨折可能合并腰5和骶神经根的损伤而需要细致的体格检查予以筛查。微创手术方面,因为骶骨侧翼的骨折合并SIJ脱位而往往需要骶髂螺钉固定,压缩骨折最好应用全螺纹螺钉固定起到位置螺钉的作用而免除部分螺纹加压螺钉固定所可能导致的移位或脱位加重、神经损伤加重等风险。

图9. 经骶骨侧翼压缩骨折的SIJ脱位。

3. 经髂骨新月形骨折且经骶骨侧翼压缩骨折的SIJ脱位  顾名思义,这种损伤类型的病理和影像学表现是髂骨新月形骨折、骶骨侧翼的压缩骨折和SIJ脱位的叠加(图10)。因具有上述两种损伤特征的叠加,损伤病理往往较为严重,治疗起来往往也比较棘手。微创手术方面,骶髂螺钉往往成为必须,根据髂骨新月形骨折块的病理形态而可能需要附加LC-II螺钉(见上述)。

图10. 经髂骨新月形骨折且经骶骨侧翼压缩骨折的SIJ脱位。

4. 分型的质疑  毫无疑问地讲,在骨盆环损伤的亚病理方面,目前世界范围内尚无权威的分型系统来指导临床实践。在上述SIJ骨折脱位的解剖分类中,Day等尝试对其中之一,也就是经髂骨新月形骨折的SIJ脱位进行分型。Day分型的着眼点,除了SIJ脱位之外,在于髂骨新月形骨折相对于SIJ的解剖位置,详细来讲,它在骨盆轴向CT断层图像上,把经髂骨新月形骨折的SIJ脱位分为三型,I型:骨折线累及SIJ的前1/3,II型:骨折线位于SIJ的前1/3及中1/3之间,III型:骨折线位于SIJ的中1/3之后。似乎简便易行,然而,果真是这样吗?

Day分型是在总共14例,严格来讲是118例各类型骨盆骨折中的37例LC暴力导致的骨盆骨折中的14例经髂骨新月形骨折的SIJ脱位(LC-II型)病例的基础上建立起来的。基于14例病例的分型如何做到系统和全面?

先不提DAY等把SIJ的解剖(骶骨耳状面和髂骨耳状面借连接结构连接成的整体)等同于骶骨和髂骨间并行的全部空间这种认识上的疏漏,自然也不必提这14例病例量对涵盖所有真实类型的能力不足,单说新月形骨折线的走形怎么可能与SIJ耳状面的长轴完全平行以至于在连续的轴向CT断层的每一张图像上“让”骨折线都在它所划分的亚型所应该在的1/3区间内?在某一层图像上,骨折线累及SIJ的前1/3,在其他层面上,骨折线累及SIJ的后1/3,甚至有些层面上SIJ却保持完整,这样的情况并不少见(图11)。这种分型的可靠性极其令人生疑。不假思索地应用的做法,至少是一种机械主义的认知表现。

图11. DAY分型不足取。骶1、3节段的SIJ未受累,骶2节段的骨折线累及SIJ的前1/3。

5. 合并前环损伤的病理  由APC暴力所致单纯性SIJ半脱位或脱位所合并的骨盆前环的损伤病理,大多数情况下是典型的耻骨联合分离,也就是单纯的软组织结构的撕裂(图5),或者会合并耻骨联合周围韧带止点的撕脱骨折(图12),偶可见耻骨体或耻骨上下支骨折,这种骨折有明显的分离移位,或与直接暴力的打击相关。LC暴力所致的SIJ骨折脱位所合并的骨盆前环的损伤病理,绝大多数情况下是典型的耻骨上下支、耻骨体骨折,骨折的病理特征表现在折端的重叠、短缩、骨皮质的折叠隆起、松质骨的压缩而密度增高等(图3、4、8-10),当然还有较低的可能性,出现耻骨联合交锁(locked symphysis)和耻骨上支倾斜骨折(tilt fracture)。

图12. 可能合并的骨盆前环的损伤病理。

6. 可能合并的临近的其他系统的损伤  骨盆髋臼骨折多由高能量暴力导致。这种损伤机制除了导致运动系统的损伤之外,还往往会导致其他系统的损伤,需要我们创伤骨科医师通过细致的病史追问、全面的体格检查、针对性的辅助检查和审慎的逻辑分析加以评判,一定不可忽视颅脑、胸腹部损伤的排查。除此之外,我们还应该在熟稔损伤类型和损伤病例的基础上,筛查、分析和判断损伤本身所可能导致的运动系统之外的局部损伤。

1神经损伤 除了创伤性半骨盆离断(traumatic hemipelvectomy)这种极端损伤所致腰骶干广泛且严重撕裂和髂血管断裂的情形之外,腰骶干的损伤多发生在LC暴力所致的骶骨侧翼的压缩骨折或VS暴力所致的经骶骨的垂直不稳定性骨盆骨折或脊柱骨盆分离(spinopelvic dissociation),前者的神经损伤的性质往往是骶骨翼斜坡和骶神经根管骨折移位的直接压迫而范围较小且程度较轻,后者的神经损伤则多是冲击、牵拉、压迫甚至撕裂等混合作用的结果而范围较大且程度较重(图13)。当然骨盆前环临近髋臼部的骨折移位也有可能伤及股神经和闭孔神经,只是几率相对更小。

图13. 骨盆损伤合并神经损伤的病理解剖因素。

2血管损伤  SIJ脱位或骨折脱位有可能伤及临近的髂外、髂内血管系统,经骶骨侧翼压缩骨折的SIJ脱位有可能损伤骶前静脉丛。值得一提的是,经髂骨新月形骨折的SIJ脱位,因临近臀上动脉而有可能导致难以控制的大出血,而可能需要介入栓塞治疗,尽管这种情况在临床实践中极少见。尽管鲜有报道,骨盆前环的损伤也有可能损伤股血管、闭孔血管或者死亡冠血管(corona mortis)。

3膀胱、尿道、生殖道和直肠损伤  APC暴力所导致的SIJ脱位,可能因盆底韧带和筋膜的撕裂而导致尿道、生殖道甚至直肠的损伤。而LC暴力所导致的骨盆前环的骨折可能因为尖锐的骨折端的内旋移位而直接刺破膀胱或泌尿生殖道。比较鲜见但却特殊的倾斜骨折的骨折端可能直接压迫生殖道,未加复位则可能会导致分娩和交媾障碍。肛门及阴道指诊体格检查的特殊性往往被临床医生轻视甚至摒弃,可能会漏诊经直肠或阴道的隐匿性的开放性骨盆骨折,可能导致严重的感染而贻误病情。

四、临床表现

SIJ损伤的临床表现为腰骶部臀后部的剧烈疼痛合并骨盆前环(耻骨联合部、腹股沟区)损伤部的剧烈疼痛。病人因损伤部骨与关节解剖和稳定性的破坏以及疼痛而被动平卧位且伴有体位变动困难和患侧髋膝关节的主动活动障碍。合并神经损伤者会出现鞍区及下肢的感觉、运动障碍、括约肌功能障碍,需要进行细致的体格检查进行排查。除了创伤性半骨盆离断,较大的知名血管的损伤较为鲜见,经髂骨骨折的SIJ脱位的解剖学因素使得臀上血管损伤的发生成为可能,偶见报道或遭遇,臀部的明显的张力性肿胀且伴有疼痛和生命体征的不稳定的情形需引起足够的重视。膀胱和尿道的损伤则会出现排尿障碍,高能量暴力所致骨盆骨折,特别是骨盆前环损伤移位较为严重的情况下,留置导尿管是常规操作,尿道口是否有血、尿潜血和影像检查可以帮助判断泌尿系损伤病情。特殊的是,生殖道和直肠的损伤多不易呈现或缺乏主诉,尽早且准确的诊断多依赖医生细致的体格检查,其中最为重要的就是阴道和直肠指诊。

五、影像学评估

SIJ损伤的影像学评估等同于骨盆损伤,因其属于骨盆损伤中后环损伤的一部分。初次评估确认病人生命体征平稳且可维持的情况下,方可进行骨盆损伤的系列影像学检查,包括骨盆正位、出口位、入口位X线片以及骨盆的CT检查,CT检查最有价值的是连续的全骨盆轴向平扫,结合冠状面和矢状面的二维重建图像,可完全评估骨盆损伤的病理特征,确立分型诊断,进而进行针对性的治疗。三维CT重建图像可直观显示骨盆损伤的病理形态,但越过前面所述的基本影像资料而直接依靠三维图像的临床实践是无益的,除了不利于锻炼和养成大脑对骨盆解剖的空间构建外,还有可能遗失一些重要的内在骨性病理损伤特征和相邻软组织损伤的病理表现,对全面的伤情判断、综合的诊疗规划和准确的预后评估均是一种伤害。

对于SIJ损伤,骨盆正位片对前环的呈现较为清晰和直观,但因为肠内容物的遮蔽,骨盆后环尤其是骶骨的显示常欠清晰,骨盆出口位像亦如是,所以SIJ损伤需要仔细阅片并且结合其他影像检查后进行全面评估。SIJ间隙不对等,髂骨翼骨质连续但髂嵴高度和髂骨翼面积不对等,毗邻SIJ的髂骨和骶骨骨折等均提示SIJ损伤。

骨盆入口位像可较为清晰地显示包括髂骨翼后部、SIJ以及骶骨在内的骶髂复合体,在显示SIJ上比其他X线片尤具优势,可以自前后方向上清晰地显示SIJ全程,对于区分APC-I/II/III,也就是SIJ间隙增宽的范围和程度较为直观,对于SIJ骨折脱位的前后方向上的移位程度的评判也较直观,还可判断骶骨翼是否存在骨折。值得提醒大家的是,骨盆入口位像其对包括耻骨联合、耻骨体、耻骨上支在内的骨盆前环的成像也尤为清晰;在此图像上,可轻易被我们识别出来的SIJ往往是骶2、3节段的关节,原因在于此2节段的SIJ相对于骨盆长轴来讲更为纵直(与骨盆长轴近于平行),而不像骶1节段的SIJ那样有较大(由头端外侧向尾端内侧)的倾角,骶1节段的SIJ位于骶2/3节段SIJ的外侧而需要仔细辨识。

骨盆出口位像除显示SIJ脱位(间隙增宽)的程度外,还可显示SIJ损伤的头尾方向上的移位程度,并且可以判断骶骨骨折的Denis分区而进一步分析可能合并的神经损伤而与临床症状、体征相印证,但因为肠内容物的遮蔽而可能影响显像的清晰及可辨识程度。

CT扫描的最大优势在于其对骨盆后环损伤的清晰成像方面,还在于近髋臼部的耻骨上支骨折及髋臼低位前柱骨折的鉴别方面,尤其在于经皮微创螺钉置入手术相关的骨性通道的评估方面。除了骶髂复合体损伤的病理表现外,对于骶管、骶神经根管及骶孔的成像尤为直观,从而更利于分析和判断可能合并的神经损伤并进一步结合临床症状、体征确立诊断。另外,其对SIJ周围软组织的肿胀程度的显像可用于判断临近的关节囊、韧带的损伤程度,如髂腰肌的肿胀可以提示SIJ关节囊和前韧带的广泛撕裂。膀胱充盈缺失、形态失常,可能提示膀胱挫裂伤,膀胱充盈形态正常但排尿困难,则可能提示尿道断裂。

六、治疗

(一)治疗原则

微创是本书的主旨,所以,我们就针对SIJ的不同损伤类型来讲述其所对应的合理而有效的微创手术方案。对于经皮骶髂螺钉、LC-II螺钉内固定治疗骨盆后环损伤来讲,经皮置入髂髂张力带钢板不具有任何优势,应予以摒弃。

1. SIJ脱位  SIJ前韧带的损伤程度轻,只是牵伸或部分撕裂,SIJ的整体稳定性尚可,而使得SIJ半脱位有了不进行手术处理的解剖基础,如果需要的话,仅复位和固定骨盆前环损伤即可获得可靠的治疗效果。SIJ前韧带完全撕裂,不论是否合并骶结节韧带和骶棘韧带的撕裂,或是骶髂间韧带和骶髂后韧带的损伤程度如何,SIJ的解剖及稳定性遭受明显损害,单纯的骨盆前环损伤的复位固定虽可帮助恢复SIJ的解剖,但对其稳定性的重建能力不足,SIJ的微动特性遭到破坏,异常的SIJ活动度在不经骶髂螺钉稳定的情况下,会导致骨盆前环的复位固定所承受的剪切力增高,进而导致失效率的增高。因此,在骨盆前环复位固定的基础上,多需要经皮骶髂螺钉内固定来保证疗效。前环损伤的不同病理形态决定其微创手术方式各异,耻骨联合分离可经皮复位后应用经皮耻骨联合螺钉固定,耻骨体和/或耻骨上支骨折,在复位后可应用经皮逆行耻骨上支螺钉固定,此章节不做详述。

2. SJI骨折脱位 因此类损伤又细分为3种不同类型,而使得针对性的微创治疗方案有所不同。

1经髂骨新月形骨折的SIJ脱位  如前所述,新月形骨折块的病理解剖形态决定了手术方案:新月形骨折块体积较小,骨折线位于耳状关节面的后方,远折端有足够的空间建立骶髂螺钉进钉点,那么可单纯应用经皮骶髂螺钉内固定SIJ脱位,新月形骨折块可不予处理;新月形骨折块体积较大,骨折线完全或绝大多数位于SIJ前方,SIJ整体稳定性尚可(实际上属于单纯经髂骨翼的骨盆后环骨折而SIJ无脱位的情况),那么可单纯应用经皮LC-II型螺钉内固定髂骨骨折部;新月形骨折块体积适中,骨折线恰好以近似耳状关节面长轴的方向累及SIJ,SIJ不稳定,骶髂螺钉进针点区域骨质不完整,那么就需要先应用经皮LC-II型螺钉内固定髂骨骨折部,然后应用经皮骶髂螺钉内固定SIJ脱位。固定SIJ脱位的骶髂螺钉的固定方式应该是加压,推荐使用螺纹长度为32mm的部分螺纹空心螺钉,加压固定完成后,推荐使用另外一枚螺钉而且最好是全螺纹空心钉,作为位置螺钉,维持加压固定状态并中和加压螺钉所承受的其他剪切应力,从而增加固定的可靠性。同理,LC-II螺钉也推荐加压和位置螺钉的组合方式。骨折复位技术相当重要,但其对骨折分型和移位程度有十分密切的针对性,故而,在不面对具体病例的情况下,难以表述清晰和具有针对性。另外,维持复位的技术也相当重要,是个大课题。有意在后面的章节予以探讨。

2经骶骨侧翼压缩骨折的SIJ脱位  如前所述,髂骨翼完整,骶骨侧翼压缩骨折合并SIJ脱位,骶骨侧翼的压缩骨折在骨盆环的对位和容积复位后多难以复位(绝大多数情况下,无需复位,甚至无益),原因在于撕裂的骶髂前韧带失去了牵拉复位作用。经皮骶髂螺钉内固定术是合理的微创手术方案。推荐使用全螺纹空心钉作为位置螺钉进行固定,免除部分螺纹空心钉置入并收紧后所产生的加压力加重骶骨侧翼压缩骨折的移位进而免除或不加重神经损伤。

3经髂骨新月形骨折且经骶骨侧翼压缩骨折的SIJ脱位  此种损伤类型尤为复杂,需要综合前述两种损伤类型的治疗方案进行综合考量,从而制定合理而有效的微创术式,主要的考量因素在于新月形骨折块的体积及其与耳状关节面的相互关系、骶骨侧翼压缩骨折。经皮骶髂螺钉内固定术是必选的微创术式,部分螺纹空心钉因其加压能力而有加重骨性及软组织(神经)损伤的风险,全螺纹空心钉的置入亦需谨慎,一枚骶髂螺钉承受的应力较大,推荐置入两枚螺钉以保证疗效,降低失效率。根据情况,可能需要结合经皮LC-II型螺钉内固定。

(二)复位技术 

微创的手术方案除包括微创经皮螺钉内固定外,首当其冲的是微创经皮复位技术,其是整个微创手术的核心和关键。骨盆损伤的闭合复位技术的成功实施,与包括骨盆的骨性及软性解剖、骨盆损伤的病理解剖类型、损伤范围、移位程度、手术时机、术前针对性的处理措施(如骨牵引等)等密切相关。

手术时机,单就微创手术而言,没必要非得等到通常所建议的伤后一周内,如果病人生命体征平稳,越早手术,闭合复位所遭受的软组织方面的阻碍就越小,成功率就越高。在尽早手术的前提下,闭合复位技术不可一概而论,是与骨盆损伤的病理解剖类型密不可分的。

SIJ半脱位,关节后方的软组织铰链完整,前方软组织损伤较轻,属APC-I/II型损伤,患侧半骨盆的移位主要表现在横断面上的外旋,合并或不合并矢状面上(类似髋或膝关节)的屈伸。闭合复位技术相对较为简单,主要是反移位方向的操作,也就是患侧半骨盆的内旋合并伸或屈的复位动作,可通过经皮由髂嵴和/或ASIS、AIIS置入髂骨翼板障的作为Joy Sticks起作用的Schanz钉的内旋、屈伸并结合患肢的轴向牵引或推挤来实现。骨盆前环的解剖复位和固定,往往会使得骨盆后环损伤得到继发性的解剖复位,后环的损伤病理使得其可不进行内固定而获得较好的疗效,但建议对APC-II型损伤的SIJ进行经皮骶髂螺钉内固定以保证疗效。

SIJ脱位,即APC-III型骨盆损伤,骶髂间韧带和骶髂后韧带彻底撕裂,多合并骶结节韧带、骶棘韧带撕裂,闭合复位技术则有别于APC-I/II型损伤,多需先复位骨盆后环再复位骨盆前环。如果仅是SIJ间隙张开而无明显前后和/或头尾移位,那么可直接经皮置入部分螺纹空心螺钉加压复位并固定;如果SIJ间隙张开合并明显前后和/或头尾移位,那么可能需要通过经皮由髂嵴或ASIS、AIIS置入髂骨翼板障甚至经臀部软组织垂直置入髂骨翼并钻透髂骨翼内板的作为Joy Sticks起作用的Schanz钉的提拉、牵伸、推挤等结合患肢的轴向牵引来实现。复位后必须对骨盆后环的损伤进行有效的内固定,首推经皮骶髂螺钉内固定。

SIJ骨折脱位的复位技术则更加复杂化。经骶骨侧翼压缩骨折的SIJ脱位,因其髂骨翼完整而复位操作相对容易,患侧半骨盆的在横断面上的旋转(可外旋或内旋)移位合并或不合并矢状面上的屈伸移位,复位操作类似于APC-I/II,先复位和固定骨盆前环往往会有助于骨盆后环损伤的复位,但骶骨侧翼的压缩骨折的塑性形变所造成SIJ前间隙的永久性的异常增宽使得骶髂螺钉的剪切应力明显增加,建议使用两枚骶髂螺钉固定以保证疗效。经髂骨翼新月形骨折的或混合型的SIJ脱位,因为髂骨翼的不完整性,SIJ前方和后方的软组织铰链均丧失作用,所以复位难度极大,可综合尝试上述复位技术进行复位,复位不成功的话,保留切开复位内固定的可能性,切开复位过程中,需要明白的是,如果不显露骶髂关节的真骨盆内的部分,就失去了相对容易而不费周折的经直视和触诊而得到解剖复位的机会。

闭合复位成功后,复位的维持,也就是临时固定,有着较高的挑战性。可以在确保安全的情况下在靠近髂后上下棘附近的区域,经皮由髂骨翼后部向骶骨侧翼置入数枚克氏针来维持SIJ损伤的复位,此操作需要在C臂透视监视下进行,置入的克氏针需避免对骶髂螺钉导针进针和指向调整带来阻碍,置入深度最好限定在骶神经根管外侧的骶骨翼内,不超过骶髂关节15mm。

(三)微创手术技术

适用于各种SIJ损伤的严格意义上的微创手术技术包括经皮骶髂螺钉置入技术和经皮LC-II型螺钉置入技术,二者可单独或结合起来发挥良好的固定效果,是本章的重点。

1. 经皮骶髂螺钉置入技术  传统的治疗SIJ脱位的金标准术式是经皮骶髂螺钉置入技术,螺钉经SIJ间隙的后侧跨过而非直接穿过SIJ的关节面,进入骶骨翼及椎体,通过加压的方式实现可靠的固定效果,因而,我们只需在此讲解骶1骶髂螺钉置入技术即可。然而,加压虽然是获得绝对稳定的途径,但是,只通过一枚骶髂螺钉加压SIJ损伤部,而缺乏其他中和该螺钉所承受的剪切应力的固定方式的话,AO原则告诉我们,这样的固定方式的失效率会增加。比如,长管状骨的AO-OTA的A型(特别是斜形)骨折,如果选择切开复位内固定,折端解剖复位后,应用拉力螺钉和中和钢板是合理且有效的固定组合方式。鉴于此,除了拉力螺钉加压固定SIJ损伤外,置入另一枚全螺纹螺钉作为位置螺钉和中和螺钉来维持加压后的复位及固定状态这种做法逐渐成为一种趋势,而位置螺钉的最佳部位在骶2骶段,如其空间不足,可选择在骶1骶段,但因两枚骶髂螺钉的空间分散度不足而对抗剪应力的能力弱于骶1、2节段内各一枚骶髂螺钉的组合。所以,我们有必要为大家讲解骶2骶髂螺钉精准置入技术。

11骶髂螺钉的经皮置入技术传统的置钉技术的总的原则是在标准骶骨侧位像上建立骶髂螺钉导针的进针点,在骨盆出入口位像上调整导针的指向。

建立进针点的操作相对较为容易,在在标准骶骨侧位像上,根据髂骨皮质密度影(iliac cortical density,ICD)、骶骨翼斜坡、骶神经根管前缘线(密度较低,中段常中断,需要仔细辨识,其于骶椎体前缘线的止端即骶前孔上缘)、骶椎体前后缘线等影像解剖学标志综合起来所围成的平向安全骨性通道内,如无平向安全骨性通道,则推荐将进针点确立在经骶1骶前孔上缘或下缘的上终板的平行线与骶椎体后缘线的交点(图14)。

图14. 骶髂螺钉导针进针点的建立(红圈):有平向安全骨性通道时,建立在通道内,无则建立在经骶前孔上缘的上终板的平行线与骶椎体后缘线的交点。

导针指向调整操作实属不易,具体来讲就是,在骨盆出口位像上,导针须指向进针点对侧骶骨侧翼与椎体的移行部,越过骶椎体中线,就位于入针侧骶骨侧翼上缘与骶前孔上缘之间的区域;在骨盆入口位像上,导针须指向进针点对侧的骶骨侧翼与椎体的移行部,越过骶椎体中线,就位于入针侧骶骨侧翼、椎体前缘与骶骨侧翼后缘、椎管之间的区域(图15)。然而,因为骨盆出入口位像之间绝非如股骨正侧位像般呈90°关系,导致导针指向调整操作极为困难,常常出现两像上均指向不良或者一像上的良好指向在调整另一像上不良指向的过程中出现丢失,而反反复复透视调整的情形,放射线暴露量增加,手术风险增高。

图15. 骶髂螺钉导针指向调整。

最近,蔡鸿敏等发表了一种高效的骶1骶髂螺钉导针指向调整技术,将置钉的原则简化为标准骶骨侧位像建立进针点并高效地调整导针指向,骨盆出入口位像仅引导导针就位,而后沿导针置入螺钉。我们在后面分别讲述,广大创伤骨科同道可以分辨一下他们之间有什么本质区别,哪一种更具有可操作性。

1. 传统的经典的骶1骶髂螺钉经皮置入技术  最初的骶髂螺钉置入技术是在病人俯卧位情况下,经SIJ后入路,切开显露髂骨翼外板的后部,根据PSIS、PIIS及坐骨大切迹等大体解剖标志来辅助建立进针点,结合骨盆正位、出入口位像透视来置入骶1骶髂螺钉,螺钉的置入深度往往不足,多不超过椎体中线,甚至只是打入骶骨侧翼的松质骨内而已。除了较大的手术创伤,置钉精准性低是其硬伤。将这项技术做了根本性的变革的集大成者是美国的Milton Lee (Chip) Routt Jr. 医生。他将俯卧位开放置钉技术改变成仰卧位经皮微创置钉技术,而且引入了标准骶骨侧位像,特别是发现了ICD这一影像解剖学标志,在标准骶骨侧位像上,以ICD为参照,将导针进针点建立在其尾端后侧的骶椎体投影区域内,置钉的准确率有了质的提升。他还研究了骶神经根管的影像解剖,总结了第1骶段变异的影像学特征,发现了变异性第1骶段虽无骶髂螺钉的平向安全骨性通道,但其第2骶段内往往有较大平向安全骨性通道的现象,当然还有其他许多相关研究,感兴趣的同道可自行求索。毫无疑问地讲,是他将骶1骶髂螺钉置入技术发展到今天这般成熟而可靠的地步的。置钉技术如下(图16):

图16. Routt的经典骶1骶髂螺钉经皮置入技术(引自Farrell ED, Gardner MJ, Krieg JC,Routt ML. The upper sacral nerve root tunnel: an anatomic and clinical study. JOrthop Trauma, 2009; 23(5): 333-339.)。

1)病人仰卧于骨科手术床。全身麻醉。骶尾部垫高,这一点极为重要,因其可以尽可能多地为骶1骶髂螺钉,特别是上骶段变异或SIJ脱位而必须斜向置钉的情形提供充足的操作空间;骨盆部及患侧下肢常规消毒铺巾;

2)预透视出标准的骶骨侧位像及骨盆出入口位像,标记透视角度、主机位置,以利于术中的重复透视操作,节省手术时间,免除无效透视,降低放射线暴露量;

3)在标准骶骨侧位像的监视下,经臀部外侧皮肤穿刺插入导针,使其尖端抵在髂骨翼后部的外板上,调整针尖位置,使其位于ICD尾端背侧的骶椎体骨质投影内之后将导针轻浅打入髂骨外板以锚定之(图16A);

4)转为透视骨盆出入口位像以调整导针的指向并引导导针就位(见前述),(图16B、C)。斜向和平向置钉的区别在于前者在骨盆出入口位两者或其中之一上有斜度,而后者在两像上均骨盆长轴垂直;

5)Routt还建议,当导针在骨盆出入口位像上行进至骶1骶神经根管外缘时(图17A、B),需停止行进,再次透视标准骶骨侧位像确认导针尖端必须位于骶骨翼斜坡和骶神经根管之间(图17C)才安全,尤其适用于变异性上骶段置钉的情形(图17D)。确认后转透骨盆出入口位像引导导针就位;

图17. 标准骶骨侧位像上,骶骨翼斜坡对螺钉置入的作用(引自Miller AN, Routt ML. Variations insacral morphology and implications for iliosacral screw fixation. J Am AcadOrthop Surg, 2012; 20(1): 8-16.)。

6)沿导针做穿刺切口,测深,钻孔,攻丝后拧入相应型号的空心螺钉。自攻自钻型螺钉常无需钻孔和攻丝而可直接置入(图16D - F);

7)最终透视确认复位及固定良好后,撤出导针,核对器械、敷料等无误后,穿刺切口全层缝合一针,无菌包扎。

2. 简明且高效的骶1骶髂螺钉置入技术  蔡鸿敏等在标准骶骨侧位像上应用现代影像和软件技术,直观地展现并详细地描述了骶神经根管前缘线的走形特征,阐明了其对于置入骶髂螺钉的意义。在骨盆出入口位像及标准骶骨侧位像上,骶神经根管总体走形方向是自头端后方内侧向尾端前方外侧。骶神经根管前缘线在标准骶骨侧位像上意义重大,虽不及ICD、骶椎体前缘线等那样密度较高而清晰可辨,如稍加细致地观察,我们还是能够辨识到一条淡淡的或许会有些中断的起自椎体上终板后端,弧向背侧,行向尾端,止于椎体前缘线上(止点即骶前孔上缘)的皮质密度线,这条线就是骶1骶神经根管前缘线(图14、18)。

图18. 骶神经根管及其前缘线(引自蔡鸿敏, 成传德, 吴学建, 等. 标准骶骨侧位像上骶神经根管前缘线对置入骶髂螺钉的作用. 中国骨伤, 2014;27(4): 326-330.)。

在标准骶骨侧位像上,如果存在骶髂螺钉平向安全骨性通道,那么此通道由骶椎体前缘线、骶神经根管前缘线及ICD(还需注意其与骶骨翼斜坡间的相互关系)等几个影像解剖学标志所围成。平向或斜向置入骶髂螺钉的进针点均可建立在此区域内,如无平向安全骨性通道,则可将进针点建立在经骶1骶前孔上缘或下缘的上终板的平行线与骶椎体后缘线的交点(图14)。

进针点建立好后,我们可以按照蔡鸿敏等所发表的技术,进行高效且精准的导针指向调整操作。首先,我们需要在术前的骨盆轴向CT断层图像上进行规划和测量。在经骶1节段的骶髂螺钉骨性通道相对较宽大的层面上,我们可以规划虚拟的骶髂螺钉及其导针,那么,它们完全位于骨内,更自然而然地位于骨盆的横断面内(这是我们极易忽略的然而却相当重要的事实),进一步地,我们会发现,骶髂螺钉及其导针的指向的决定因素就是它们与双侧PSIS的连线(骨盆冠状面)的夹角(图19)。换个角度讲,我们在标准骶骨侧位像上建立好导针进针点后,只要我们将导针调整到骨盆的横断面内,进一步地复制出导针与骨盆冠状面(平卧位时可参考手术床面或地面)的夹角,那么,术前计划所虚拟置入的骶髂螺钉的指向就被复制到术中,自然而然地在骨盆出入口位像上,导针的指向必然良好,仅引导导针就位即可,从而免除了繁复的指向调整操作(图20)。

图19. 骨盆轴向断层CT图像上骶1骶髂螺钉置入术前规划:规划进钉点(绿色)、骶髂螺钉(红色)及其导针(蓝色),测量螺钉、导针与双侧髂后上棘(骨盆冠状面)的夹角。

图20. 骶1骶髂螺钉导针指向的高效调整方法(引自蔡鸿敏, 成传德, 刘又文, 等. S1骶髂关节螺钉导针指向调整方法的CT研究. 中华创伤骨科杂志, 2019; 3(21): 207-212.)。

简明且高效的骶1骶髂螺钉置入技术操作如下(图21):

图21. 简明且高效的骶1骶髂螺钉置入技术操作(A-C引自蔡鸿敏, 成传德, 刘又文, 等. S1骶髂关节螺钉导针指向调整方法的CT研究. 中华创伤骨科杂志, 2019; 3(21): 207-212.)。

1)在术前经骶1节段的骶髂螺钉骨性通道相对较宽大的骨盆轴向CT断层图像上,规划虚拟的骶髂螺钉及其导针,测量出它们与骨盆冠状面的夹角,便于术中调整导针指向;

2)病人仰卧于骨科手术床。全身麻醉。骶尾部垫高,这一点极为重要,因其可以尽可能多地为骶1骶髂螺钉,特别是上骶段变异或SIJ脱位而必须斜向置入的情形提供充足的操作空间;骨盆部及患侧下肢常规消毒铺巾;

3)预透视除标准的骶骨侧位像及骨盆出入口位像,标记透视角度、主机位置,以利于术中的重复透视操作,节省手术时间,免除无效透视,降低放射线暴露量;

4)保持导针整体位于骨盆横断面并与冠状面呈术前所测量夹角状态,在标准骶骨侧位像监视下,经臀部外侧皮肤穿刺插入导针(这样做可以最大程度上减轻臀部软组织对导针指向调整的阻碍),使其尖端抵在髂骨翼后部的外板上,调整针尖位置,使其平向安全骨性通道内(如无则可将进针点建立在经骶1骶前孔上缘或下缘的上终板的平行线与骶椎体后缘线的交点),然后将导针轻浅打入髂骨外板以锚定之(图21A);

5)调整导针整体位于骨盆横断面内,脐与耻骨联合之间的皮肤色素沉着线可作为骨盆长轴的参考,导针与之垂直即位于横断面内(图21B);

6)保持上述状态,进一步调整导针由后外侧至前内侧的整体指向并与骨盆冠状面的夹角等于术前的测量值,手术床面或地面可以作为骨盆冠状面的参考(图21C);

7)上述导针指向调整操作完成后,转为透视骨盆出入口位像,我们会发现,在此两图像上,导针的指向已然良好而无需调整,仅引导导针就位即可(图21D - G);

8)沿导针做穿刺切口,测深,钻孔,攻丝后拧入相应型号的空心螺钉(图21H- K)。自攻自钻型螺钉常无需钻孔和攻丝而可直接置入;

9)最终透视确认复位及固定良好后,撤出导针,核对器械、敷料等无误后,穿刺切口全层缝合一针,无菌包扎。

3. 其他值得掌握的骶1骶髂螺钉置入技术  侯志勇等在国际上首创骶1椎弓根轴位像,此图像可以清晰地显示骶1节段内呈椭圆形的骶髂螺钉安全骨性通道,尤其适用于无平向安全骨性通道的情形,但因其所显示的骨性通道的开口(髂骨外板的进钉点选择区域)更靠近PSIS、PIIS而需要俯卧位进行手术操作。经皮插入导针,将进针点建立在椭圆形的安全骨性通道内,将导针的投影调整成点状,此操作岁不易实现且有较多的射线暴露量,但可保证骨盆出入口位像上指向良好,引导导针就位即可,因为影像解剖方面的因素,这样的操作很难将导针打过椎体中线而获得更好的固定效果;如将导针进针点建立在安全骨性通道内,转透骨盆出入口位,借传统的导针指向调整方法也可将导针打过骶椎体中线(图22)。

图22. 骶1椎体侧块轴位像指导骶1骶髂螺钉置入(引自Hou Z, Chen W,Zhang P, et al. The applicationof the axial view projection of the S1 pedicel for sacroiliac screw. J Trauma. 2010; 69(1): 122–127.)。

另一种置钉方法来自Mendel等,他们先在术前骨盆轴向断层CT图像上测量出骶1节段骶髂螺钉斜向安全骨性通道的长轴与双侧PSIS连线的夹角,病人可仰卧,术中将手术床向患侧旋转相应的角度后,以骶1节段为中心,水平方向进行C臂投照即可显示出呈椭圆形的骶1斜向安全通道,经皮插入导针,将导针进针点建立在斜向安全通道内,水平置入导针,调整其投影呈点状,骨盆出入口位像上引导导针就位即可(图23)。这两种方法值得尝试。

图23. Mendel法置入骶1骶髂螺钉(引自Mendel T,Wohlrab D, Radetzki F, et al.The smart screw: A fancy skill for sacroiliac screw insertion. J Trauma. 2012; 72(4): 1089–1092.)。

22骶髂螺钉的经皮置入技术  首先在术前通过影像检查来评估骶2节段内螺钉骨性通道的有无及大小,连续轴向CT扫描最具指导价值。如果存在充足的平向安全骨性通道,则可根据需要而置入骶2骶髂螺钉。

蔡鸿敏等对骶神经根管前缘线的研究表明,在标准骶骨侧位像上,骶2节段的平向安全骨性通道由经骶1骶前孔下缘的骶1椎体上终板的平行线、骶2骶神经根管前缘线和骶椎体前缘线三者围成,大致呈扇形(图24)。在此基础上,蔡鸿敏等发表了专门的骶2骶髂螺钉置入技术,大致类似骶1骶髂螺钉置入技术,多结合骶1骶髂螺钉共同起到固定作用。总的原则是,在标准骶骨侧位像上建立进针点使其位于上述平向安全骨性通道内(图24),在骨盆出入口位像上调整导针指向,使其在骨盆出口位像上位于骶1双侧骶前孔下缘连线和骶2双侧骶前孔上缘连线之间,在骨盆入口位像上使其位于骶2骶椎体及其侧块前缘线与椎管之间,整体呈平向置入(位于骨盆横断面和冠状面内)并越过椎体中线(图25),具体置钉技术如下(图26):

图24. 骶2骶髂螺钉导针进针点(红圈)建立在平向安全骨性通道内。

图25. 骶2骶髂螺钉导针指向调整。

图26. 骶2骶髂螺钉置入示例(引自蔡鸿敏, 刘又文, 李红军, 等. S2骶髂螺钉的置入技术. 中国骨伤, 2015; 28(10): 910-914.)。

1)病人仰卧于骨科手术床。全身麻醉。骶尾部垫高,因多合并骶1骶髂螺钉置入而尽可能多地为骶1骶髂螺钉,特别是上骶段变异或SIJ脱位而必须斜向置入的情形提供充足的操作空间;骨盆部及患侧下肢常规消毒铺巾;

2)预透视除标准的骶骨侧位像及骨盆出入口位像,标记透视角度、主机位置,以利于术中的重复透视操作,节省手术时间,免除无效透视,降低放射线暴露量;

3)保持导针整体呈水平并垂直于骨盆长轴的状态,经皮插入,使其尖端抵在髂骨外板上;

4)在标准骶骨侧位像上,调整导针尖位于上述呈扇形的平向安全骨性通道内,并使得导针整体位于骨盆横断面和冠状面内,然后将之轻浅打入髂骨外板以锚定(图26A);

5)转为透视骨盆出入口位像,调整导针指向并使之就位,见上述(图26B、C);

6)沿导针做穿刺切口,测深,钻孔,攻丝后拧入相应型号的空心螺钉(图26D)。自攻自钻型螺钉常无需钻孔和攻丝而可直接置入;

7)最终透视确认复位及固定良好后,撤出导针,核对器械、敷料等无误后,穿刺切口全层缝合一针,无菌包扎。

需要明确的是,因为骶1和骶2椎体前皮质之间存在3种关系(共面、骶1位于骶2背侧、骶1位于骶2腹侧,术前骨盆CT的正中矢状面断层图像可确切显示),而导致骶1和骶2的入口位像存在分别,在置入骶髂螺钉过程中,必须透视出针对性的入口位,才能确保手术的精准和安全(图27)。

图27. 骨盆正中矢状面CT断层图像显示骶1和骶2椎体前皮质三种关系及其对骨盆入口位像的影响(引自蔡鸿敏, 高数图, 成传德, 等. 正中矢状面上S2和S1椎体前缘夹角对骨盆入口位的影响. 中国骨伤,2014,27(8):645-649.)

3经皮LC-II型螺钉置入技术  蔡鸿敏等发表文章详细阐述了LC-II型螺钉的经皮置入技术和相关注意事项。精准的置钉技术依赖Teepee像、髂骨斜位像、髂骨入口位像甚至骨盆侧位像的指导。Teepee像是以髋关节为投照中心,在闭孔斜位出口位像的基础上,调整X线投照方向,直至髋臼顶出现规则的“水滴样”皮质密度影(即安全骨性通道)后得到的透视像,此像实属安全骨性通道的轴位像。蔡鸿敏等通过影像解剖学研究发现该安全骨性通道是SIJ髂骨侧、坐骨支撑柱(sciatic buttress)及髋臼顶相对厚实的骨质,其由AIIS指向PSIS、PIIS,位于髂窝的单层骨板及坐骨大切迹、髋臼之间,是躯干与下肢之间的负荷传导路线,因此LC-II型螺钉固定具有生物力学优势。髂骨斜位像是以髋关节为投照中心,在骨盆正位像的基础上,调整X线使其呈45°斜向髂骨翼投射所得到的影像,其可以显示安全骨性通道的全长,限定LC-II螺钉安全骨性通道的头尾界限,确切地指导螺钉的置入最大深度,实属安全骨性通道的侧位像。髂骨入口位像是以髋关节的稍偏头端内侧(即坐骨大切迹)为投照中心,在骨盆正位像的基础上,首先向骨盆入口位方向上调整X线,进一步地顺向目标髂骨翼旋转15~20°投射,直至出现规则的髂骨内外板和后部髂嵴的皮质密度影,限定LC-II螺钉安全骨性通道的内外界限,实属安全骨性通道的俯视像。普通手术床,由于侧边框金属的遮蔽,髂骨斜位往往难以获得,可用骨盆侧位像替代。

LC-II型螺钉的置钉技术总的原理是在Teepee像上建立导针的进针点,在髂骨斜位和髂骨入口位像上调整导针指向、引导导针就位后置入螺钉。详述如下(图28):

图28. LC-II型螺钉的经皮置入示例(引自蔡鸿敏, 刘又文, 李红军, 等. LC-II型螺钉的经皮置入操作技术. 中医正骨, 2016; 28(3): 34-37.)。

1)病人仰卧于骨科手术床(根据具体情况而可俯卧位进行置钉操作,除进针点和置钉方向不同外,置钉过程基本相同)。全身麻醉。骨盆部及患侧下肢常规消毒铺巾;

2)透视出标准的Teepee像,在其监视下,经AIIS部皮肤穿刺插入导针,使导针尖位于此图像上的“水滴样”皮质密度影内,尽量调整导针使其投影呈点状而可保证导针沿安全骨性通道的长轴行进;根据情况,可平行分散置入两枚导针;调整完成后,锤击导针,使其轻浅置入髂骨而锚定(图27A);

3)转透髂骨斜位像,确保导针指向髋臼顶及坐骨大切迹的头端和髂窝的尾端的区域(图27B);转透髂骨入口位像,确保导针指向髂骨内外板之间的区域(图27C);如指向不良,则需在上述两像的监视下予以调整;指向良好后,使用锤击、钻入或两者结合的方式使导针就位,髂骨斜位像上髂骨翼的后缘皮质密度线可精确限定导针的最大置入深度,然而髂骨入口位像上的髂嵴皮质密度影极不可靠;

4)沿导针做穿刺切口,测深,钻孔,攻丝后拧入相应型号的空心螺钉(图27D)。自攻自钻型螺钉常无需钻孔和攻丝而可直接置入;

5)最终透视确认复位及固定良好后,撤出导针,核对器械、敷料等无误后,穿刺切口全层缝合一针,无菌包扎。

七、研究进展

高能量暴力所致骨盆髋臼损伤的治疗极具挑战性,是创伤骨科医师所面临的难题。骨盆髋臼的骨性及软组织解剖的复杂性及特殊性、致伤暴力的异质性、损伤病理的差异性、合并损伤的严重性等等因素使得问题更加复杂化,也限制着骨盆髋臼损伤外科的进展。

自上世纪90年代末有关骨盆生物力学及分型诊断成熟至今,骨盆外科领域的进展主要集中在微创手术方面,尽管这些微创手术技术日臻成熟和完善,但基本是在徒手操作方面。近年来,有关于计算机辅助和机器人导航微创手术的研究和临床应用逐渐增多,也激发着广大创伤骨科医师的兴趣和热情,但是,我们需要认清实质,这些计算机或机器人相关的小范围临床应用还不可归于人工智能的范畴,只是在医生对移位的骨盆损伤进行复位后或对无移位或轻微移位的骨盆损伤的病例,借助影像设备所显示的安全骨性通道,通过工程师的规划,经计算机发出指令,由所谓的机器人的机械臂于体外把螺钉的安全骨性通道或所设计好的行进路线标示出来而已,医生必须参与包括复位、规划、固定等在内的手术的方方面面,甚至不可完全相信非医的工程师的“纸上谈兵”而必须熟稔骨性通道的解剖和徒手操作等微创手术的全方面才能够保证这种辅助手术的精准性和安全性。

尽管医学工程师和创伤骨科医师正在致力于包括计算机和机器人主导的闭合复位和经皮手术在内的骨盆髋臼外科领域的人工智能的研发,但其真正应用于临床的道路还很漫长,另外,高昂的购置、使用和维护等方面的资金更是其广泛推广和应用的障碍。由此看来,医生本身在骨盆髋臼微创外科领域内的主观能动性要优于对所谓计算机、机器人辅助手术的依赖,后者加入可以让理论实践两手都硬的医者在手术过程中更加“如虎添翼”、“游刃有余”,绝不会让没有足够理论和实践基础的医生“妙笔生花”、“画龙点睛”。

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