引用本文： 左康康, 覃巍, 郭青, 帕拉提·阿巴拜克力, 乔培柳, 沈明荃, 银乐乐, 潘奇林, 徐小雄. 电磁导航交锁髓内钉远端锁钉技术治疗股骨干骨折的初步应用. 中国修复重建外科杂志, 2014, 28(10): 1204-1207. doi: 10.7507/1002-1892.20140261 复制
目前，带锁髓内钉已成为治疗股骨干骨折的金标准，国内多采用机械瞄准器或徒手远端锁钉植入，存在锁钉易出现偏差、C臂X线机透视下锁钉使医患双方接受大量辐射等缺点[1]，远端锁钉手术对于骨科医生仍是一个挑战[2-3]。2012年5月有文献[4-5]报道，将一种新型电磁三维立体导航下交锁髓内钉装置开始应用于下肢长骨干骨折，相关临床效果满意；目前国内刚开始应用此项技术。2012年7月－2013年10月，我院采用电磁导航交锁髓内钉远端锁钉技术治疗股骨干骨折53例，取得了满意的初步疗效。报告如下。
1 临床资料
1.1 一般资料
排除良性肿瘤病理性骨折、恶性转移性肿瘤病理性骨折、老年严重骨质疏松者、随访资料不全者。本组男40例，女13例；年龄16～52岁，平均38.3岁。左侧24例，右侧29例。致伤原因：交通事故伤28例，高处坠落伤11例，摔伤7例，挤压伤4例，其他伤3例。开放骨折3例，均为GustiloⅠ度损伤；闭合骨折50例。骨折位于股骨上段17例，中段29例，下段7例。骨折按Winquist分型：Ⅰ型7例，Ⅱ型8例，Ⅲ型22例，Ⅳ型16例；按AO分型：32-A型18例，32-B型28例，32-C型7例。合并颅脑损伤3例，血气胸及胸腔积液5例，脾挫伤1例，骨盆骨折2例。受伤至手术时间3～11 d，平均5 d。
1.2 手术方法
1.2.1 设备和器械
导航系统采用TRIGEN神枪手系统（Smith & Nephew公司，美国）。主要由3部分组成：①显示器：三维动画显示髓内钉和瞄准器的位置；②双圆准心：双圆准心重合标志最佳锁钉位置；③瞄准器：无X线辐射的圆盘状瞄准器，可根据显示器动画调整钻孔位置和角度。见图 1。
图1
TRIGEN神枪手系统1：显示器2：双圆准心3：瞄准器 图 2 电磁导航技术辅助手术流程 ⓐ探针插入髓内钉至主钉对应长度并固定 ⓑ根据显示器动画，将瞄准器尖端刺入骨面 ⓒ微调瞄准器方向至双圆准心重合时钻孔打入螺钉 #160; 图 3 患者，男，32岁，右股骨干骨折行电磁导航下髓内钉固定正侧位X线片 ⓐ术前骨折端成角、分离移位、骨硬化 ⓑ术后2个月骨折线模糊，有骨痂形成 ⓒ术后8个月骨折愈合
Figure1.
TRIGEN sureshot system 1: Screen 2: Double circle quasi heart 3: Sighting device Fig.2 Electromagnetic navigation operation process ⓐA probe was inserted into the intramedullary nail until the same length to scales and was fixed ⓑAccording to the screen animation, a tip will pierce the surface ⓒSight direction was adjusted to double circle coincidence when drilling into the screw Fig.3 Anteroposterior and lateral X-ray films of a 32-year-old male patient with right femoral shaft fracture undergoing intramedullary nail fixation under electromagnetic navigation ⓐPreoperative views, showing fracture angular deformity, displacement, and bone sclerosis ⓑAt 2 months after operation, showing unclear fracture lines and bone callus formation ⓒAt 8 months after operation, showing fracture healing
1.2.2 手术方法
患者于持续硬膜外麻醉下取健侧卧位，常规大粗隆手术入路，打开髓腔。根据术前X线片和术中测深选择长度、直径合适的髓内钉。体外测试导航系统，检验远端锁钉瞄准器的精度：将探针通过主钉末端的阻挡装置插入髓内钉至深度与选定的主钉长度一致，将盘状瞄准器对准髓内钉远端第1孔，可见显示器上红绿双圆准心重合，从而确定设备精度。将髓内钉打入髓腔，骨折复位。使用导航系统进行远端锁钉，将探针插入髓内钉至主钉同样长度并固定（图 2a）；观察显示器上双圆准心落在主钉孔内后，先在远端锁钉处行股外侧皮肤小切口，将瞄准器尖端刺入骨面（图 2b），再微调瞄准器方向至显示器上红绿双圆准心重合，此时钻孔打入螺钉（图 2c）；同样方法打通远端第2孔，分别锁钉。近端锁钉采用近端机械瞄准器锁紧螺钉，韧带修复。伤口缝合，术毕。
1.3 术后处理及疗效评价
术后常规“三抗”治疗，第2天开始股四头肌等长、等张收缩锻炼，3～7 d开始被动关节功能锻炼，7 d后可床上自主训练患膝、髋关节伸屈运动；2周拆线后扶双拐下床活动，患肢部分负重10～15 kg；待X线片显示骨痂生长明显后逐步完全负重行走。
术后每隔1个月复查1次，检查临床症状及关节活动，摄X线片观察骨折愈合情况。术后8个月采用Lysholm评分[6]评价功能恢复情况。
2 结果
本组53例交锁髓内钉的远端锁钉均在电磁导航下完成，无锁钉失败，远端锁钉一次成功率达100%；锁钉时间5.0～9.5 min，平均7.0 min。术后患者切口均Ⅰ期愈合，无皮肤坏死、感染、窦道形成等术后早期并发症发生。53例均获随访，随访时间5～12个月，平均9个月。1例出现臀部疼痛、臀中肌肌力减弱，取出髓内钉后症状消失。随访期间无断钉、退钉、感染、再骨折、外展肌无力、异位骨化等并发症发生。骨折均获临床愈合，愈合时间8～22周，平均14.5周。术后8个月随访49例患者，Lysholm评分获优44例，良4例，可1例，优良率98%。见图 3。
3 讨论
3.1 电磁导航的工作原理
目前，术中实时三维导航技术已广泛应用于脊柱和关节手术，近期疗效较好[7-8]。而应用于四肢长骨干骨折内固定术尚未普及，国内多数长骨干髓内钉均采用机械瞄准器设计，常造成伸肌装置粘连影响膝关节活动[9-12]。电磁导航利用电磁场发生器、探针插入钉子和虚拟成像技术于一体，每个电磁产生的线圈定义1个空间方向，3个线圈确定3个空间方向，再根据已知的相对位置关系即可确定目标的空间位置[13]。电磁导航系统定位精度较高，属于非接触式定位。
3.2 电磁导航髓内钉的优点
机械瞄准器的限位杆位于髌骨上缘上2 cm，操作时会损伤股四头肌肌腱、髌上囊及其深面的脂肪垫，而髌上囊与膝关节腔多相通，易造成膝关节腔积血及脂肪垫液化，继发股四头肌腱粘连、滑动消失，限制了膝关节活动[14]；且该定位杆仅可矫正矢状面的前后移位，对于额状面的左右移位难以矫正。相关文献报道机械瞄准器远端锁钉失败率为8%～29.1%[15-16]。机械瞄准器或徒手锁钉法往往在C臂X线机反复透视下进行，增加了医患双方的X线辐射，文献报道手术辐射暴露时间为2～29 s，平均18.29 s；且徒手锁钉法远端锁钉时间为9～27 min，平均18.35 min[17]。而电磁导航系统是一个三维立体空间虚拟实时成像系统，动画显示器为远端锁钉提供了实时的双环定位，灵敏度高，术中不受患者体位、主钉形变、髓内旋转角度的影响，打孔瞄准过程简便。本组远端锁钉一次成功率达100%；无需术中常规使用C臂X线机透视，有效避免了医患双方X线辐射；远端锁钉时间5.0～9.5 min，平均7.0 min，大大减少了手术时间，降低了手术麻醉和相关感染风险。
3.3 操作要点及注意事项
本组患者未出现感染、皮肤坏死、窦道形成、骨延迟愈合与不愈合、髓内钉及锁钉断裂、畸形愈合、外展肌无力、异位骨化等并发症。1例出现髋部疼痛，可能与髓内钉尾端过长或术中切开臀中肌腱有关。由于术区形成电磁场，瞄准器和探针间的任何金属物体均可干扰其准确性[18]，相关报道有少许失败率[19]，但本组尚未出现。此外，产生的磁场是否会干扰起搏器的操作，目前尚未见报道。从术前定位探针插入髓内钉深度到瞄准双圆准心重合锁钉，任何步骤差错均会降低电磁导航系统的准确性，造成锁钉困难。通过本组治疗，我们有如下体会：①术前体外检验该系统准确性，可减少器械本身引起的误差。②插入髓内钉的探针长度必须精确且固定牢固，否则易致定位不准确；务必根据髓内钉选用正确的探头及插入深度。③定位准确后，瞄准器的尖端务必使劲顶入骨皮质，避免软组织及骨膜对齿状钻套头的干扰滑移。④电钻头需锋利，钻孔时需握稳并用力均匀，不能使钻头在骨面上滑动，我们认为远端锁钉时由1人左右手配合操作为宜。
综上述，电磁导航通过电磁场定位，创伤小、操作简便、定位准确、节省时间，有效解决了闭合复位带锁髓内钉治疗股骨干骨折远端锁钉植入难的问题，且有效摆脱了对C臂X线机透视的依赖[20]。但本研究也存在样本量较少及随访时间较短的问题，还需进一步行大样本临床试验及远期随访验证。另外，此导航系统需要对器械进行良好保养，且术区应尽量避免其他金属器械干扰，还要求术者有一定手术经验和技巧，这需要临床医生接受一定培训。
目前，带锁髓内钉已成为治疗股骨干骨折的金标准，国内多采用机械瞄准器或徒手远端锁钉植入，存在锁钉易出现偏差、C臂X线机透视下锁钉使医患双方接受大量辐射等缺点[1]，远端锁钉手术对于骨科医生仍是一个挑战[2-3]。2012年5月有文献[4-5]报道，将一种新型电磁三维立体导航下交锁髓内钉装置开始应用于下肢长骨干骨折，相关临床效果满意；目前国内刚开始应用此项技术。2012年7月－2013年10月，我院采用电磁导航交锁髓内钉远端锁钉技术治疗股骨干骨折53例，取得了满意的初步疗效。报告如下。
1 临床资料
1.1 一般资料
排除良性肿瘤病理性骨折、恶性转移性肿瘤病理性骨折、老年严重骨质疏松者、随访资料不全者。本组男40例，女13例；年龄16～52岁，平均38.3岁。左侧24例，右侧29例。致伤原因：交通事故伤28例，高处坠落伤11例，摔伤7例，挤压伤4例，其他伤3例。开放骨折3例，均为GustiloⅠ度损伤；闭合骨折50例。骨折位于股骨上段17例，中段29例，下段7例。骨折按Winquist分型：Ⅰ型7例，Ⅱ型8例，Ⅲ型22例，Ⅳ型16例；按AO分型：32-A型18例，32-B型28例，32-C型7例。合并颅脑损伤3例，血气胸及胸腔积液5例，脾挫伤1例，骨盆骨折2例。受伤至手术时间3～11 d，平均5 d。
1.2 手术方法
1.2.1 设备和器械
导航系统采用TRIGEN神枪手系统（Smith & Nephew公司，美国）。主要由3部分组成：①显示器：三维动画显示髓内钉和瞄准器的位置；②双圆准心：双圆准心重合标志最佳锁钉位置；③瞄准器：无X线辐射的圆盘状瞄准器，可根据显示器动画调整钻孔位置和角度。见图 1。
图1
TRIGEN神枪手系统1：显示器2：双圆准心3：瞄准器 图 2 电磁导航技术辅助手术流程 ⓐ探针插入髓内钉至主钉对应长度并固定 ⓑ根据显示器动画，将瞄准器尖端刺入骨面 ⓒ微调瞄准器方向至双圆准心重合时钻孔打入螺钉 #160; 图 3 患者，男，32岁，右股骨干骨折行电磁导航下髓内钉固定正侧位X线片 ⓐ术前骨折端成角、分离移位、骨硬化 ⓑ术后2个月骨折线模糊，有骨痂形成 ⓒ术后8个月骨折愈合
Figure1.
TRIGEN sureshot system 1: Screen 2: Double circle quasi heart 3: Sighting device Fig.2 Electromagnetic navigation operation process ⓐA probe was inserted into the intramedullary nail until the same length to scales and was fixed ⓑAccording to the screen animation, a tip will pierce the surface ⓒSight direction was adjusted to double circle coincidence when drilling into the screw Fig.3 Anteroposterior and lateral X-ray films of a 32-year-old male patient with right femoral shaft fracture undergoing intramedullary nail fixation under electromagnetic navigation ⓐPreoperative views, showing fracture angular deformity, displacement, and bone sclerosis ⓑAt 2 months after operation, showing unclear fracture lines and bone callus formation ⓒAt 8 months after operation, showing fracture healing
1.2.2 手术方法
患者于持续硬膜外麻醉下取健侧卧位，常规大粗隆手术入路，打开髓腔。根据术前X线片和术中测深选择长度、直径合适的髓内钉。体外测试导航系统，检验远端锁钉瞄准器的精度：将探针通过主钉末端的阻挡装置插入髓内钉至深度与选定的主钉长度一致，将盘状瞄准器对准髓内钉远端第1孔，可见显示器上红绿双圆准心重合，从而确定设备精度。将髓内钉打入髓腔，骨折复位。使用导航系统进行远端锁钉，将探针插入髓内钉至主钉同样长度并固定（图 2a）；观察显示器上双圆准心落在主钉孔内后，先在远端锁钉处行股外侧皮肤小切口，将瞄准器尖端刺入骨面（图 2b），再微调瞄准器方向至显示器上红绿双圆准心重合，此时钻孔打入螺钉（图 2c）；同样方法打通远端第2孔，分别锁钉。近端锁钉采用近端机械瞄准器锁紧螺钉，韧带修复。伤口缝合，术毕。
1.3 术后处理及疗效评价
术后常规“三抗”治疗，第2天开始股四头肌等长、等张收缩锻炼，3～7 d开始被动关节功能锻炼，7 d后可床上自主训练患膝、髋关节伸屈运动；2周拆线后扶双拐下床活动，患肢部分负重10～15 kg；待X线片显示骨痂生长明显后逐步完全负重行走。
术后每隔1个月复查1次，检查临床症状及关节活动，摄X线片观察骨折愈合情况。术后8个月采用Lysholm评分[6]评价功能恢复情况。
2 结果
本组53例交锁髓内钉的远端锁钉均在电磁导航下完成，无锁钉失败，远端锁钉一次成功率达100%；锁钉时间5.0～9.5 min，平均7.0 min。术后患者切口均Ⅰ期愈合，无皮肤坏死、感染、窦道形成等术后早期并发症发生。53例均获随访，随访时间5～12个月，平均9个月。1例出现臀部疼痛、臀中肌肌力减弱，取出髓内钉后症状消失。随访期间无断钉、退钉、感染、再骨折、外展肌无力、异位骨化等并发症发生。骨折均获临床愈合，愈合时间8～22周，平均14.5周。术后8个月随访49例患者，Lysholm评分获优44例，良4例，可1例，优良率98%。见图 3。
3 讨论
3.1 电磁导航的工作原理
目前，术中实时三维导航技术已广泛应用于脊柱和关节手术，近期疗效较好[7-8]。而应用于四肢长骨干骨折内固定术尚未普及，国内多数长骨干髓内钉均采用机械瞄准器设计，常造成伸肌装置粘连影响膝关节活动[9-12]。电磁导航利用电磁场发生器、探针插入钉子和虚拟成像技术于一体，每个电磁产生的线圈定义1个空间方向，3个线圈确定3个空间方向，再根据已知的相对位置关系即可确定目标的空间位置[13]。电磁导航系统定位精度较高，属于非接触式定位。
3.2 电磁导航髓内钉的优点
机械瞄准器的限位杆位于髌骨上缘上2 cm，操作时会损伤股四头肌肌腱、髌上囊及其深面的脂肪垫，而髌上囊与膝关节腔多相通，易造成膝关节腔积血及脂肪垫液化，继发股四头肌腱粘连、滑动消失，限制了膝关节活动[14]；且该定位杆仅可矫正矢状面的前后移位，对于额状面的左右移位难以矫正。相关文献报道机械瞄准器远端锁钉失败率为8%～29.1%[15-16]。机械瞄准器或徒手锁钉法往往在C臂X线机反复透视下进行，增加了医患双方的X线辐射，文献报道手术辐射暴露时间为2～29 s，平均18.29 s；且徒手锁钉法远端锁钉时间为9～27 min，平均18.35 min[17]。而电磁导航系统是一个三维立体空间虚拟实时成像系统，动画显示器为远端锁钉提供了实时的双环定位，灵敏度高，术中不受患者体位、主钉形变、髓内旋转角度的影响，打孔瞄准过程简便。本组远端锁钉一次成功率达100%；无需术中常规使用C臂X线机透视，有效避免了医患双方X线辐射；远端锁钉时间5.0～9.5 min，平均7.0 min，大大减少了手术时间，降低了手术麻醉和相关感染风险。
3.3 操作要点及注意事项
本组患者未出现感染、皮肤坏死、窦道形成、骨延迟愈合与不愈合、髓内钉及锁钉断裂、畸形愈合、外展肌无力、异位骨化等并发症。1例出现髋部疼痛，可能与髓内钉尾端过长或术中切开臀中肌腱有关。由于术区形成电磁场，瞄准器和探针间的任何金属物体均可干扰其准确性[18]，相关报道有少许失败率[19]，但本组尚未出现。此外，产生的磁场是否会干扰起搏器的操作，目前尚未见报道。从术前定位探针插入髓内钉深度到瞄准双圆准心重合锁钉，任何步骤差错均会降低电磁导航系统的准确性，造成锁钉困难。通过本组治疗，我们有如下体会：①术前体外检验该系统准确性，可减少器械本身引起的误差。②插入髓内钉的探针长度必须精确且固定牢固，否则易致定位不准确；务必根据髓内钉选用正确的探头及插入深度。③定位准确后，瞄准器的尖端务必使劲顶入骨皮质，避免软组织及骨膜对齿状钻套头的干扰滑移。④电钻头需锋利，钻孔时需握稳并用力均匀，不能使钻头在骨面上滑动，我们认为远端锁钉时由1人左右手配合操作为宜。
综上述，电磁导航通过电磁场定位，创伤小、操作简便、定位准确、节省时间，有效解决了闭合复位带锁髓内钉治疗股骨干骨折远端锁钉植入难的问题，且有效摆脱了对C臂X线机透视的依赖[20]。但本研究也存在样本量较少及随访时间较短的问题，还需进一步行大样本临床试验及远期随访验证。另外，此导航系统需要对器械进行良好保养，且术区应尽量避免其他金属器械干扰，还要求术者有一定手术经验和技巧，这需要临床医生接受一定培训。
