陈华1，蒋斌2，张群1，常祖豪1，杨子峰3，张俭3，刘昊扬2，唐佩福1
1 中国人民解放军总医院第一医学中心骨科（北京 100853）
2 北京诺亦腾科技发展有限公司（北京 100088）
3 牡丹江林业中心医院骨科（黑龙江牡丹江 157011）
基金项目：科技部国家重点研发项目（2016YFE0126200、2017YFC0114002）
文章导读
骨盆、髋臼骨折是高能量骨折，有很高的死亡率和致残率。既往多采用切开复位骨盆环固定处理，切口暴露大、出血多，而且复位过程的监测和复位后固定难度均较大。闭合复位、通道螺钉固定对严重移位的骨盆骨折有明确优势，但手术复位过程中需要多次透视（平均需透视150余次）。如何不切开或小切口下就能完成骨盆髋臼复杂骨折的复位和固定，成为研究焦点。
中国人民解放军总医院第一医学中心骨科唐佩福教授团队提出了系列解决方案，其中研发的骨盆骨折闭合复位智能监视系统（专利号：201910116464.1）实现了骨折三维动态实时精准监测复位，系统分辨精度达0.2mm/500mm，角度精度为0.2°，体外测试骨盆骨折位移监视精度达0.43mm，也减少了手术过程中透视次数。
关键词
骨盆骨折；智能监视系统；微创治疗
正文
骨盆、髋臼骨折有很高的死亡率和致残率。目前临床治疗多采用手术切开复位完成骨盆环固定，但切口暴露大、出血多、复位固定难度较大。闭合复位、通道螺钉固定对严重移位的骨盆骨折有明确优势，但过程中需要多次透视（平均需透视150余次），对患者和医务人员有较大辐射伤害。国内外学者目前多聚焦螺钉的精准植入，尚未见有关骨盆骨折精准复位的 道。
基于此，中国人民解放军总医院第一医学中心骨科研发了一种骨盆骨折闭合复位智能监视系统（专利号：201910116464.1；北京诺亦腾科技发展有限公司）（图1），配合课题组前期研发的闭合复位系统使用。2019年12月我们收治1例严重移位骨盆骨折患者，采用该智能监视系统辅助骨折复位，获得理想效果。 告如下：
图1
图1骨盆骨折闭合复位智能监视系统1：CT扫描2：计算机系统3：骨盆骨折块标记刚体4：导向刚体5：手术床标记刚体6：视觉伺服和惯性监视系统7：手术监示器
1.病例资料
患者男，30岁。因从6楼坠落致骨盆骨折6h入院。检查：骶骨区肿胀、压痛、畸形，耻骨联合区压痛、畸形突出、有骨擦感，骨盆挤压分离试验阳性。X线片及CT三维重建诊断为骨盆骨折，国际内固定研究 /美国骨创伤 （AO/OTA）分型为61-C3.3型（骶骨H型骨折合并耻骨联合分离），双侧第5横突断裂移位（图2a、b）。入院后急诊予以输血、补液对症处理，留置尿管、骨盆兜约束骨盆，双侧股骨髁上牵引。伤后48h患者生命体征平稳后手术。
术前将患者带至CT检查室，局麻下于双侧髂前上棘部位置入定位螺钉、连接标记刚体，扫描骨盆（层厚1.2mm，间距0.6mm）。将CT扫描图像以Dicom格式导入Mimics19.0软件，生成骨盆骨折模型和标记刚体模型，导入计算机系统。然后转运患者至手术室，全麻下平卧于全透视手术床，腰骶部垫3cm厚中单，双侧股骨髁上牵引，胸部用胸带固定。将两半环随意架连接固定于手术床上，连杆夹头连接、保持复位系统结构稳定。安装标记刚体，完成真骨盆和虚拟骨盆的注册匹配，设定相机角度，从多个维度观察骨折断端的移位情况。于耻骨联合部位纵行切开显露分离耻骨联合，钳夹夹持复位，虚拟骨盆出口位和入口位影像下、带导向刚体套筒引导置入螺钉导针，临时稳定耻骨联合。
虚拟骨盆正位图像引导下，在双侧髋臼臼顶部位、由外向内植入1枚Schanz螺钉（长40cm、直径6mm），并与连接在外架复位系统上的骨盆推拉复位器相连；旋转推拉复位器向外侧牵拉双侧髂骨，完成H型骶骨骨折部位骨折断端的嵌顿。旋转粗隆间牵引床的牵引系统，完成双侧股骨髁上牵引；通过胸带完成躯干的稳定，对抗股骨髁上牵引，纠正垂直剪切应力造成的H型骶骨骨折垂直向移位（图2c～e）。正位、入口位和出口位透视确定骨盆骨折复位。在虚拟骨盆入口、出口位和侧位像引导下植入穿S1的全长骶髂关节螺钉。虚拟骶髂关节入口位、髂骨斜位引导下，于髂前下棘向髂后上棘方向植入LC-2通道螺钉，完成In-Fix连接的前环固定（图2e）。
本例患者术中出血量50mL，手术时间180min，透视时间45s。术后切口愈合良好。术后次日摄骨盆X线片，根据Matta标准评价骨折复位为解剖复位；CT三维重建示固定螺钉均位于骨皮质内，未穿出骨皮质。见图2f～j。
图2
图2患者手术前后图片a.术前骨盆正位X线片；b.术前骨盆CT三维重建；c.术中虚拟骨盆和真实骨盆注册成功后显示双侧骶骨H型骨折、垂直向移位；d.术中虚拟骨盆正位图像显示骨折复位；e.术中透视显示骨盆环固定稳定；f～i.术后次日骨盆正位、出口位、入口位、侧位X线片；j.术后次日骨盆CT三维重建
2.讨论
骨盆骨折闭合复位智能监视系统可以同时从多个维度（出口位、入口位、正位、侧位，骶髂关节入口位、出口位，髂骨斜位、闭孔斜位）直接观察骨折块移位和复位情况，而不是反复调整X线机透视角度，术者可根据骨折块位移方向调整复位用力，实现严重移位骨盆骨折闭合复位，减少了术中透视对患者和医务人员的损伤。
严重移位骨盆骨折微创治疗首先是复位，再行各种通道螺钉固定，其中股骨髁上牵引是目前公认的治疗骨盆后环骨折移位的有效方法，但复位过程及螺钉植入需要反复透视验证。2019年最新数据（2015年—2018年）显示骨盆骨折微创和固定治疗，每台手术平均透视时间需要3min48s（48s～9min4s）。2010年Gras等 道每枚骶髂关节拉力螺钉或耻骨支螺钉植入需要（123±12）s。而本例患者通过使用骨折闭合复位智能监视系统辅助复位和螺钉植入，大大减少了术中透视时间，术中植入2枚髋臼上横行螺钉、1枚耻骨联合螺钉、2枚髂骨螺钉、1枚穿S1椎体全长骶髂关节螺钉，仅需透视45s（根据既往经验同类手术需要透视150s）。此外，该智能监视系统的分辨精度为0.2mm/500mm，角度精度为0.2°，体外测试骨盆骨折移位监视精度为0.43mm。另外，其临床使用并未增加手术操作难度。患者术前需到CT检查室于局麻下置入定位螺钉并安装标记刚体，完成CT扫描；在监视系统内的真实骨盆、虚拟骨盆以及带导向刚体套筒的注册匹配为一键匹配，匹配过程只需要1min；CT影像基础上的虚拟骨盆和骨盆标记刚体模型的图像分割约需20min，可以在患者转运和麻醉、消毒铺单等术前准备期间完成，不增加额外的术前准备时间。
该骨盆闭合复位智能监视系统辅助复位主要创新点在于：①骨盆结构通过定位螺钉与体外定位刚体硬性连接，实现虚拟骨盆与真实骨盆在计算机系统内的耦合匹配，通过光学伺服系统和惯性监视系统对刚体位置进行监视，实现了其与骨盆结构的耦合。②计算机系统模拟透视照相原理，从多个角度完成骨盆多个维度、骨盆结构位置的实时监测，术中不需要调整X线机位置和透视角度。③空心螺钉导针可以在带导向刚体套筒的辅助下，在垂直90°两个平面上的虚拟影像监视下完成植入。骨盆复位与螺钉植入过程不需要术中透视实时监测，只在螺钉植入最后验证时进行透视。
综上述，骨盆闭合复位智能监视系统与闭合复位系统、手术床牵引系统和螺钉固定引导系统成功配合应用，为下一步开展前瞻性随机照应用研究奠定了基础。
陈华，解放军总医院第一医学中心，副主任医师，副教授，硕士研究生导师。
美国Indiana university-Purdue university at indianapolis大学创伤中心临床fellow（国家公派留学1年）。从事创伤骨科专业，在关节畸形矫正、陈旧骨折及骨不连、骨折微创手术、血管肌腱功能重建、跟腱断裂的微创治疗、微创截骨治疗关节骨质增生，以及车祸复合伤/多发伤救治方面有丰富经验。
现任中华医学会骨科学分会创伤学组委员、北京医学会骨科学分会创伤学组委员、中国医师 骨科医师分会青年委员会委员。主持科技部国家重点研发项目、国家自然科学基金面上项目和青年基金、首都特色专项基金、解放军总医院苗圃基金及转化基金等课题。
唐佩福，解放军总医院第一医学中心骨科主任，技术三级专家，主任医师，教授，博士生导师，总后科技银星，国家百千万人才工程国家级人选，军队领军人才，国务院学科评议小组成员，享受国务院特殊津贴，中央保健委员会、中央军委保健委员会会诊专家，第七届世界军人运动会保障专家组组长，军事训练伤防控组组长。
先后荣立个人一等功1次，二等功1次、三等功1次，评为总后优秀共产党员，全军干部保健先进个人。
担任第四批国家临床医学研究中心-国家骨科与运动康复临床医学研究中心主任；国家卫生健康委能力建设和继续教育中心骨外科学专家委员会主任委员；中华医学会创伤学分会主任委员。
中国修复重建外科杂志简介
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