引用本文： 周唯, 汪国栋, 裴璇, 方志勋, 陈煜, 包苏要拉吐, 陈嘉楠, 刘曦明. O臂导航与C臂导航辅助下经皮加长骶髂螺钉内固定治疗DenisⅡ区骶骨骨折疗效比较. 中国修复重建外科杂志, 2024, 38(1): 28-34. doi: 10.7507/1002-1892.202310019 复制
骶骨是维持骨盆后环稳定性的主要组成结构，骶骨骨折是一种严重创伤骨科疾病，多由撞击、挤碾压或高处坠落等损伤引起，骨折后骨盆后环稳定性遭到破坏，因此临床多建议手术治疗，由于通常伴随多系统损伤与多部位骨折等，治疗难度大[1-2]。Denis分型是骶骨骨折常用分型标准，该标准将骶骨分为三区，根据骨折线累及位置将骨折分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区骨折3种类型。其中Ⅱ区骨折移位明显，较不稳定，且容易导致骶丛牵拉或卡压，进而出现神经损伤症状[3]。闭合复位经皮骶髂螺钉内固定术因创伤小、固定牢靠、术后感染率低等优点，已成为治疗Denis Ⅱ区骶骨骨折的标准方法[4]。生物力学研究表明，相比普通骶髂螺钉，贯穿骶骨体的加长骶髂螺钉在抗垂直剪切力以及稳定性方面具有优势[5-6]。然而植入螺钉长度增加会导致植钉难度升高，由于骶骨解剖位置深在，周围毗邻结构复杂，传统C臂X线机透视下植入加长骶髂螺钉时容易穿出骶骨前、后板或穿入椎管等，进而引发神经、血管损伤等严重并发症[7]。
计算机辅助导航技术能够实现植钉可视化、降低并发症发生率[8]，有效提高手术安全性。目前，临床经皮骶髂螺钉内固定术中常用C臂导航系统辅助以提高植钉准确性。然而随着研究深入，我们发现该导航辅助系统存在扫描时间长、系统注册操作复杂、成像质量不高等缺点。随着医工交叉学科发展，光学成像及数据传导技术不断升级，新的光学导航系统逐渐应用于临床[9]，例如O臂导航辅助系统应用于骨盆手术取得较好疗效[10]。O臂导航辅助系统与C臂导航系统不同之处在于环形扫描结构、点触式配准系统以及更智能的导航系统算法，临床研究显示其装置操作简便、成像质量更好、植钉精度更高，并能显著缩短手术时间[11]。目前，有关DenisⅡ区骶骨骨折治疗中，采用O臂导航辅助系统辅助经皮加长骶髂螺钉植钉鲜有报道。为此，我们进行了一项回顾性研究，通过分析2021年4月—2022年10月中国人民解放军中部战区总医院骨科收治的骨盆骨折患者临床资料，比较两种导航系统辅助下经皮加长骶髂螺钉内固定治疗DenisⅡ区骶骨骨折的疗效差异。报告如下。
1 临床资料
1.1 一般资料
患者纳入标准：① 根据临床表现以及影像学检查诊断为DenisⅡ区骶骨骨折且需手术治疗者；② 年龄25～65岁；③ 骨折经牵引与手法复位后移位明显改善；④ 临床资料完整，随访时间达6个月。排除标准：① 有严重神经受压、神经损伤或中央管狭窄患者；② 受伤至手术时间超过3周或开放性Denis Ⅱ区骶骨骨折者；③ 后环进针点周围骨折患者；④ 合并严重心脑血管、肝肾功能疾病而不能耐受手术，或存在其他骨代谢疾病患者；⑤ 既往有骨盆相关手术史。
2021年4月—2022年10月共46例DenisⅡ区骶骨骨折患者符合选择标准纳入研究，分别采用O臂导航系统（19例，O臂导航组）、C臂导航系统（27例，C臂导航组）辅助下经皮植入加长骶髂螺钉。两组患者性别、年龄、致伤原因、骨盆骨折Tile分型、合并伤发生情况以及受伤至手术时间等基线资料比较，差异均无统计学意义（P>0.05），见表1。
表1
两组基线资料比较
Table1.
Comparison of baseline data between the two groups
1.2 术前处理
入院后完善相关检查，排除手术禁忌证，明确骨折移位情况。对于骨折纵向移位明显者（O臂导航组8例、C臂导航组14例），行患侧股骨髁上牵引或同侧胫骨结节牵引，牵引持续至手术当天，牵引质量为6～9 kg。其余患者不作牵引处理。
1.3 手术方法
两组手术均由同一组医生完成，均采用全身麻醉，患者取仰卧位。
1.3.1 骶骨骨折
① O臂导航组：首先透视骶骨骨折移位情况。对于纵向移位纠正欠佳者（本组4例），增加牵引质量达9～12 kg，牵引0.5 h；对于骨盆环旋转移位者（本组2例），应用Schanz半螺纹螺钉进行协助复位。透视骨折复位满意后，参考常规骶髂螺钉进针点处进行标记，术野消毒、铺巾。在对侧髂前上棘后1～2 cm的宽大骨面平行植入2枚克氏针，连接固定器，调整角度后将参考架放置在固定架上，同时组装导向器与追踪器。连接并启动O臂影像主机与Stealth Station S7导航系统（Medtronic公司，美国），轻触导向器与参考架以激活导航设备，调整导引系统摄像机位置，见各设备反射球信号正常。将O臂影像主机横向置于患者手术区域并完成闭环，先行透视模式拍摄骨盆正侧位X线片，预置成像位置后启动三维扫描模式绕定位点行360°扫描。随后将定位区域三维图像信息传输至导航系统，并在图像显示屏生成冠状位、矢状位、横断位窗口以及三维图像窗口。将套筒置入导向器内，再将导向器置于术前标记的进针点，改变导向器方向来模拟进针方向和深度。调整进针位置和进针方向，当观察到虚拟导针避开骶孔、骶管穿过髂骨、骶髂关节、骶骨体至对侧骶骨翼中，且完全位于骨通道中时，可缓慢钻入特制长导针。钻入过程中实时观察导航界面各角度导针位置，评估导针位置与方向是否偏离安全骨通道。导针置入完成后，透视见导针位置、方向和长度满意后测深，拧入1枚长度达对侧骶孔的空心螺钉；根据患者骨折严重程度决定是否植入第2枚空心螺钉，本组8例植入2枚空心螺钉。再次透视确定螺钉位置和长度满意，螺钉尾端紧贴髂骨外皮质，骨折复位理想后，消毒并缝合切口。
② C臂导航组：同O臂导航组首先透视骶骨骨折情况，对于纵向移位纠正欠佳者增大牵引，待透视复位满意后，常规术野消毒、铺巾。安装并激活导航设备（Stryker公司，美国）。导航设备成功显像后，将导针套筒置于进针点处，以髂前上棘与髂后上棘连线的中后1/3处作为S1螺钉进针点，髂结节与髂后上棘连线的中后1/5处为S2螺钉进针点。通过套筒滑动来模拟进针方向和深度，当虚拟导针穿过髂骨、骶髂关节、骶骨翼，避开骶孔、骶管至对侧骶骨翼中，确定导针均在骨通道内，通过低转速电钻将直径2.5 mm导针缓慢钻入。钻入过程中多次透视来监测导针方向与位置，当导针长度、方向和位置满意后测深，拧入长度达对侧骶孔的空心螺钉。再次透视确定螺钉长度、位置和方向满意，骨折复位理想后，消毒并缝合切口。
1.3.2 其他部位骨折
对于骨盆前环骨折，选择骨盆外固定架、经皮耻骨支螺钉内固定或前环切开复位重建接骨板内固定；对于髂骨骨折、髋臼骨折，行切开复位重建接骨板内固定；其他四肢骨折等行切开复位内固定等处理。
1.4 术后处理
两组术后处理方法一致。给予抗生素预防感染、低分子肝素钠预防下肢深静脉血栓形成。嘱患者早期开始挺腰及抬腿等锻炼。术后定期随访，复查骨盆X线片及CT三维重建，视骨折愈合情况决定功能锻炼、下地负重时间等。
1.5 疗效评价指标
记录导航辅助系统准备时间，每枚骶髂螺钉植入时间、X线透视时间及螺钉位置准确性，骨折复位质量及愈合时间，骨盆功能恢复情况；观察术后并发症发生情况。其中，导航辅助系统准备时间包括设备安装、激活以及扫描时间。每枚骶髂螺钉植入时间定义为将导向器放置于标记的进针点开始至拧入加长骶髂螺钉结束。X线透视时间定义为从骨盆正侧位透视定位开始至最后透视确定骶髂螺钉情况结束过程中透视时间总和。螺钉位置准确性采用Gras等[12]标准评价，优：螺钉完全位于骶骨松质骨内，与皮质边界无接触；良：螺钉已接触到骶骨皮质，但尚未穿透；差：螺钉完全穿透骨皮质；进行组间比较时，涉及多枚螺钉患者取螺钉评价最低等级。骨盆骨折复位质量采用Matta等[13]标准评价，骨折移位≤4 mm为优，5～10 mm为良，11～20 mm为可，>20 mm为差。末次随访时，采用Majeed评分标准[14]评定骨盆功能，85～100分为优，70～84分为良，55～69分为可，<55分为差。
1.6 统计学方法
采用SPSS22.0统计软件进行分析。计量资料采用Kolmogorov-Smirnov法进行正态性检验，均符合正态分布，数据以均数±标准差表示，组间比较采用独立样本t检验。计数资料以例数或率表示，组间比较采用χ2检验；等级资料组间比较采用Wilcoxon秩和检验。检验水准取双侧α=0.05。
2 结果
两组手术均顺利完成；术后切口均Ⅰ期愈合，无感染发生。与C臂导航组相比，O臂导航组术中导航辅助系统准备时间、螺钉植入时间与X线透视时间均缩短，差异有统计学意义（P<0.05）；且螺钉位置准确性及骨盆复位质量差异无统计学意义（P>0.05）。见表2。两组螺钉植入时均未出现神经、血管损伤。
表2
两组结局指标比较
Table2.
Comparison of outcome indicators between the two groups
两组患者均获随访，随访时间6～21个月，平均12.0个月。影像学复查示，两组骨折均达骨性愈合，骨折愈合时间组间差异无统计学意义（P>0.05）；随访期间无螺钉松动退出、断裂以及骨折复位丢失等并发症发生。末次随访时，两组骨盆功能Majeed评分比较差异亦无统计学意义（P>0.05）。见表2及图1、2。
图1
O臂导航组患者，女，41岁，右侧骶骨Denis Ⅱ区骨折
a. 术前骨盆正位X线片；b. 术前骨盆CT三维重建；c. 术中激活导航设备；d. 术中O臂影像主机进行扫描；e. 术中根据O臂实时导航图像植入骶髂螺钉；f～h. 术后3 d骨盆正位、入口位、出口位X线片；i. 术后6个月骨盆正位X线片；j. 术后6个月骨盆功能恢复良好
Figure1. A 41-year-old female patient with the right sacral fracture (Denis type Ⅱ) in O-arm navigation groupa. Preoperative anteroposterior X-ray film of pelvis; b. Preoperative CT three-dimensional reconstruction of pelvis; c. The navigation equipment was activated during operation; d. Scanning was performed by the O-arm imaging machine during operation; e. The screw was placed according to the O-arm navigation images during operation; f-h. Anteroposterior, inlet, and outlet X-ray films at 3 days after operation; i. Anteroposterior X-ray film of pelvis at 6 months after operation; j. Pelvic function recovered well at 6 months after operation
图2
C臂导航组患者，男，38岁，右侧骶骨Denis Ⅱ区骨折
a. 术前骨盆正位X线片；b. 术前骨盆CT三维重建；c. 术中激活导航设备；d. 术中根据C臂实时导航图像植入骶髂螺钉；e. 术后2 d骨盆正位X线片；f. 术后2 d骨盆CT三维重建；g. 术后6个月骨盆正位X线片；h. 术后12个月骨盆功能恢复良好
Figure2. A 38-year-old male patient with the right sacral fracture (Denis type Ⅱ) in C-arm navigation groupa. Preoperative anteroposterior X-ray film of pelvis; b. Preoperative CT three-dimensional reconstruction of pelvis; c. The navigation equipment was activated during operation; d. The screw was placed according to the C-arm navigation images during operation; e. Anteroposterior X-ray film of pelvis at 2 days after operation; f. CT three-dimensional reconstruction of pelvis at 2 days after operation; g. Anteroposterior X-ray film at 6 months after operation; h. Pelvic function recovered well at 12 months after operation
3 讨论
3.1 O臂导航下植钉优缺点
优点：① 螺钉植入准确和安全。骶骨周围有重要神经、血管等，经皮骶髂螺钉内固定术中极易损伤这些重要解剖组织。目前，临床广泛使用的C臂X线机透视辅助下植钉，易受到患者体型、肠道气体影响，手术难度和风险都很高[15]；同时，在骶骨变异患者中难以较好地辅助植钉，对术者手术技巧与手术经验要求极高。而C臂导航辅助下经皮骶髂螺钉能够实现术中植钉可视化，提供冠状位、矢状位及横断位实时图像，较清晰显示骨皮质、骶管及骶孔等解剖结构，为植钉提供便利，但其为C臂X线机扫描患处190° 并成像，成像效果受扫描装置限制，同时导航系统算法固定，不能满足多节段长螺钉植钉需求，且图像质量也会受患者体型及骨折类型影响。O臂导航系统则是采用O臂影像主机对患处进行闭环360° 扫描成像，新的导航算法能够更好地消除各种伪影，高清图像显示屏提供接近于影像科室的高质量、精确、细致图像，使术者能及时准确判断骨折复位情况，同时高速率传导可以实现术中实时高分辨率图像指引，更清晰显示导针与解剖结构之间的位置关系，既能够确认植入导针位置与深度，又能够快速判断图像是否“漂移”等误差，保证准确和安全植入加长骶髂螺钉。
② 手术时间和透视时间短。本研究中，O臂导航组系统准备时间、每枚螺钉植入时间以及X线透视时间均显著少于C臂导航组。O臂导航系统注册便捷，采用点触式模块化设计，能高效准确完成注册校准。闭合的O臂影像主机通过内部轨道滑动360°，迅速且稳定完成患处图像采集，显著缩短手术时间，降低患者术中并发症发生风险。本研究数据表明，O臂影像主机仅需13 s即可完成图像采集，30 s内即能够完成图像采集、传输以及三维图像重建，而C臂导航则需要超过90 s。通过O臂导航辅助植入骶髂螺钉，术中可实时监测导针位置，而且仅需在导针植入完成和螺钉植入完成后透视确认位置，减少了X线透视时间。
③ 操作精度高。O臂导航系统术中快速数据处理与高质量成像效果，能够使螺钉植入操作精度明显提高[16]。解剖研究表明，S2前庭小于S1前庭，S2骶髂螺钉植入操作难度更大，较适合使用O臂导航辅助系统[17]。此外，研究发现骶骨变异发生率为35%～58%[18-19]，既往观点认为骶骨变异应列为经皮骶髂螺钉内固定术禁忌证[20]，因为此类患者术中透视往往无法明确变异情况，植钉难度高、风险大。随着解剖学研究深入和手术辅助工具发展，逐渐有学者报道使用相关技术为骶骨变异患者植入骶髂螺钉[21-22]。通过术前对患者CT数据测量及规划，对于明确有植钉通道患者在O臂导航辅助下能达到精准植钉，取得较好临床效果。
尽管O臂导航系统拥有诸多优点，但在临床应用中仍存在一些不足：① 导航系统只能辅助植钉，不能辅助骨折复位。近年来，采用机械装置或机器人辅助骨盆骨折闭合复位逐渐成为研究热点，诸如骨盆解锁复位架、HoloSight骨盆骨折智能手术监视系统等先后应用于临床[23]。随着复位技术不断完善，高质量闭合复位结合导航微创植入内固定技术，将扩大骨盆骨折微创治疗适应证。② O臂导航系统设备较复杂，需要对相关人员培训以及设备维护，并且对手术室容积、布局、通道口以及手术用床均有一定要求。③ 术中出现影像学“漂移”现象，造成影像显示屏中的各位置图像与实际解剖位置不一致，干扰植钉操作。光学导航系统均存在“漂移”现象，根据其产生机制可分为由算法错误、操作不当、系统故障导致的系统性“漂移”，和术中局部结构改变、术中体位变换、导航设备松动移位导致的结构性“漂移”[24]。本次研究中O臂导航组出现1次“漂移”，考虑为导航设备松动引起；C臂导航组出现3次“漂移”，其中1次为系统故障，2次为导航设备松动引起。分析原因为O臂导航设备采用了Stealth Station S7，优化了算法和系统处理，同时O臂导航相较C臂导航在追踪器等设备中配置有更多传感系统，降低了影像“漂移”出现可能。④ O臂导航设备价格昂贵，反射球为消耗品。
3.2 O臂导航下植钉操作要点
① 反射球是O臂导航设备的“基站”，在参考架和追踪器上安装反射球时应当轻柔准确，以免损伤表面涂层。进行操作时如果出现注册失败，或者成像存在延迟、信号卡顿现象，除了调整导引系统摄像机与各设备之间的位置，还可以尝试遮挡参考架或追踪器任一反射球，如果信号恢复，则考虑该反射球已失效，可更换反射球后再进行操作。② O臂导航系统具有更加智能的运算系统，当调整虚拟导针长度与直径时，图像显示屏中各角度的影像也会实时更新到该长度层面，我们建议可根据骨折及骶骨通道情况预先测量并设计螺钉长度，并据此在导航系统中调整以达到更准确植钉。③ 操作时应该严格注意保护参考架，以避免移动参考架带来的图像“漂移”现象。在进行植钉操作前可通过测试髂前上棘观察是否出现“漂移”，操作过程中如术者发现操作手感与显示屏图像不一致，应立即停止操作，进行透视验证。当出现“漂移”现象时，应调整参考架，并重新进行扫描获取图像。
3.3 O臂导航下植钉注意事项
① 骨折良好复位是植钉前提。移位明显的DenisⅡ区骶骨骨折，术前需闭合复位骨折，复位不满意者则应行切开复位内固定术，若合并腰骶不稳定，则应行髂腰固定。② O臂导航系统的导针套筒较长，若使用普通长度导针，无法满足加长骶髂螺钉的植入，因此建议使用直径2.5 mm、长300 mm的加长导针，以利于操作。③ 参考架应当牢固固定在骨质中，手术操作时避免触碰移动参考架。④ 对于中央型骶骨骨折、垂直不稳定型骶骨骨折，使用S1联合S2双节段加长骶髂螺钉，能提供更强稳定性。⑤ 针对肥胖、肠气多患者，可以调整O臂导航设备的透视模式与剂量，以获得最佳图像。
综上述，O臂导航辅助下经皮加长骶髂螺钉内固定治疗Denis Ⅱ区骶骨骨折，较C臂导航辅助下植钉可明显缩短术中准备时间、螺钉植入时间、植入螺钉期间X线透视时间，操作精度更高，图像更清晰，是一种便捷安全的辅助手段。但本研究为回顾性研究，病例数较少，随访时间较短，且只研究了Denis Ⅱ区骶骨骨折疗效情况，有待收集更多骶骨骨折患者资料，进一步观察O臂导航辅助下经皮加长或贯穿骶髂螺钉内固定治疗各型骶骨骨折疗效。
利益冲突 在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突；经费支持没有影响文章观点和对研究数据客观结果的统计分析及其报道
伦理声明 研究方案经中国人民解放军中部战区总医院医学伦理委员会批准（［2023］060-01号）
作者贡献声明 周唯、汪国栋：研究设计及实施、文章撰写；裴璇、陈煜、包苏要拉吐、方志勋、陈嘉楠：研究实施、数据收集整理分析；刘曦明：研究设计、手术操作、文章审阅与修改
骶骨是维持骨盆后环稳定性的主要组成结构，骶骨骨折是一种严重创伤骨科疾病，多由撞击、挤碾压或高处坠落等损伤引起，骨折后骨盆后环稳定性遭到破坏，因此临床多建议手术治疗，由于通常伴随多系统损伤与多部位骨折等，治疗难度大[1-2]。Denis分型是骶骨骨折常用分型标准，该标准将骶骨分为三区，根据骨折线累及位置将骨折分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区骨折3种类型。其中Ⅱ区骨折移位明显，较不稳定，且容易导致骶丛牵拉或卡压，进而出现神经损伤症状[3]。闭合复位经皮骶髂螺钉内固定术因创伤小、固定牢靠、术后感染率低等优点，已成为治疗Denis Ⅱ区骶骨骨折的标准方法[4]。生物力学研究表明，相比普通骶髂螺钉，贯穿骶骨体的加长骶髂螺钉在抗垂直剪切力以及稳定性方面具有优势[5-6]。然而植入螺钉长度增加会导致植钉难度升高，由于骶骨解剖位置深在，周围毗邻结构复杂，传统C臂X线机透视下植入加长骶髂螺钉时容易穿出骶骨前、后板或穿入椎管等，进而引发神经、血管损伤等严重并发症[7]。
计算机辅助导航技术能够实现植钉可视化、降低并发症发生率[8]，有效提高手术安全性。目前，临床经皮骶髂螺钉内固定术中常用C臂导航系统辅助以提高植钉准确性。然而随着研究深入，我们发现该导航辅助系统存在扫描时间长、系统注册操作复杂、成像质量不高等缺点。随着医工交叉学科发展，光学成像及数据传导技术不断升级，新的光学导航系统逐渐应用于临床[9]，例如O臂导航辅助系统应用于骨盆手术取得较好疗效[10]。O臂导航辅助系统与C臂导航系统不同之处在于环形扫描结构、点触式配准系统以及更智能的导航系统算法，临床研究显示其装置操作简便、成像质量更好、植钉精度更高，并能显著缩短手术时间[11]。目前，有关DenisⅡ区骶骨骨折治疗中，采用O臂导航辅助系统辅助经皮加长骶髂螺钉植钉鲜有报道。为此，我们进行了一项回顾性研究，通过分析2021年4月—2022年10月中国人民解放军中部战区总医院骨科收治的骨盆骨折患者临床资料，比较两种导航系统辅助下经皮加长骶髂螺钉内固定治疗DenisⅡ区骶骨骨折的疗效差异。报告如下。
1 临床资料
1.1 一般资料
患者纳入标准：① 根据临床表现以及影像学检查诊断为DenisⅡ区骶骨骨折且需手术治疗者；② 年龄25～65岁；③ 骨折经牵引与手法复位后移位明显改善；④ 临床资料完整，随访时间达6个月。排除标准：① 有严重神经受压、神经损伤或中央管狭窄患者；② 受伤至手术时间超过3周或开放性Denis Ⅱ区骶骨骨折者；③ 后环进针点周围骨折患者；④ 合并严重心脑血管、肝肾功能疾病而不能耐受手术，或存在其他骨代谢疾病患者；⑤ 既往有骨盆相关手术史。
2021年4月—2022年10月共46例DenisⅡ区骶骨骨折患者符合选择标准纳入研究，分别采用O臂导航系统（19例，O臂导航组）、C臂导航系统（27例，C臂导航组）辅助下经皮植入加长骶髂螺钉。两组患者性别、年龄、致伤原因、骨盆骨折Tile分型、合并伤发生情况以及受伤至手术时间等基线资料比较，差异均无统计学意义（P>0.05），见表1。
表1
两组基线资料比较
Table1.
Comparison of baseline data between the two groups
1.2 术前处理
入院后完善相关检查，排除手术禁忌证，明确骨折移位情况。对于骨折纵向移位明显者（O臂导航组8例、C臂导航组14例），行患侧股骨髁上牵引或同侧胫骨结节牵引，牵引持续至手术当天，牵引质量为6～9 kg。其余患者不作牵引处理。
1.3 手术方法
两组手术均由同一组医生完成，均采用全身麻醉，患者取仰卧位。
1.3.1 骶骨骨折
① O臂导航组：首先透视骶骨骨折移位情况。对于纵向移位纠正欠佳者（本组4例），增加牵引质量达9～12 kg，牵引0.5 h；对于骨盆环旋转移位者（本组2例），应用Schanz半螺纹螺钉进行协助复位。透视骨折复位满意后，参考常规骶髂螺钉进针点处进行标记，术野消毒、铺巾。在对侧髂前上棘后1～2 cm的宽大骨面平行植入2枚克氏针，连接固定器，调整角度后将参考架放置在固定架上，同时组装导向器与追踪器。连接并启动O臂影像主机与Stealth Station S7导航系统（Medtronic公司，美国），轻触导向器与参考架以激活导航设备，调整导引系统摄像机位置，见各设备反射球信号正常。将O臂影像主机横向置于患者手术区域并完成闭环，先行透视模式拍摄骨盆正侧位X线片，预置成像位置后启动三维扫描模式绕定位点行360°扫描。随后将定位区域三维图像信息传输至导航系统，并在图像显示屏生成冠状位、矢状位、横断位窗口以及三维图像窗口。将套筒置入导向器内，再将导向器置于术前标记的进针点，改变导向器方向来模拟进针方向和深度。调整进针位置和进针方向，当观察到虚拟导针避开骶孔、骶管穿过髂骨、骶髂关节、骶骨体至对侧骶骨翼中，且完全位于骨通道中时，可缓慢钻入特制长导针。钻入过程中实时观察导航界面各角度导针位置，评估导针位置与方向是否偏离安全骨通道。导针置入完成后，透视见导针位置、方向和长度满意后测深，拧入1枚长度达对侧骶孔的空心螺钉；根据患者骨折严重程度决定是否植入第2枚空心螺钉，本组8例植入2枚空心螺钉。再次透视确定螺钉位置和长度满意，螺钉尾端紧贴髂骨外皮质，骨折复位理想后，消毒并缝合切口。
② C臂导航组：同O臂导航组首先透视骶骨骨折情况，对于纵向移位纠正欠佳者增大牵引，待透视复位满意后，常规术野消毒、铺巾。安装并激活导航设备（Stryker公司，美国）。导航设备成功显像后，将导针套筒置于进针点处，以髂前上棘与髂后上棘连线的中后1/3处作为S1螺钉进针点，髂结节与髂后上棘连线的中后1/5处为S2螺钉进针点。通过套筒滑动来模拟进针方向和深度，当虚拟导针穿过髂骨、骶髂关节、骶骨翼，避开骶孔、骶管至对侧骶骨翼中，确定导针均在骨通道内，通过低转速电钻将直径2.5 mm导针缓慢钻入。钻入过程中多次透视来监测导针方向与位置，当导针长度、方向和位置满意后测深，拧入长度达对侧骶孔的空心螺钉。再次透视确定螺钉长度、位置和方向满意，骨折复位理想后，消毒并缝合切口。
1.3.2 其他部位骨折
对于骨盆前环骨折，选择骨盆外固定架、经皮耻骨支螺钉内固定或前环切开复位重建接骨板内固定；对于髂骨骨折、髋臼骨折，行切开复位重建接骨板内固定；其他四肢骨折等行切开复位内固定等处理。
1.4 术后处理
两组术后处理方法一致。给予抗生素预防感染、低分子肝素钠预防下肢深静脉血栓形成。嘱患者早期开始挺腰及抬腿等锻炼。术后定期随访，复查骨盆X线片及CT三维重建，视骨折愈合情况决定功能锻炼、下地负重时间等。
1.5 疗效评价指标
记录导航辅助系统准备时间，每枚骶髂螺钉植入时间、X线透视时间及螺钉位置准确性，骨折复位质量及愈合时间，骨盆功能恢复情况；观察术后并发症发生情况。其中，导航辅助系统准备时间包括设备安装、激活以及扫描时间。每枚骶髂螺钉植入时间定义为将导向器放置于标记的进针点开始至拧入加长骶髂螺钉结束。X线透视时间定义为从骨盆正侧位透视定位开始至最后透视确定骶髂螺钉情况结束过程中透视时间总和。螺钉位置准确性采用Gras等[12]标准评价，优：螺钉完全位于骶骨松质骨内，与皮质边界无接触；良：螺钉已接触到骶骨皮质，但尚未穿透；差：螺钉完全穿透骨皮质；进行组间比较时，涉及多枚螺钉患者取螺钉评价最低等级。骨盆骨折复位质量采用Matta等[13]标准评价，骨折移位≤4 mm为优，5～10 mm为良，11～20 mm为可，>20 mm为差。末次随访时，采用Majeed评分标准[14]评定骨盆功能，85～100分为优，70～84分为良，55～69分为可，<55分为差。
1.6 统计学方法
采用SPSS22.0统计软件进行分析。计量资料采用Kolmogorov-Smirnov法进行正态性检验，均符合正态分布，数据以均数±标准差表示，组间比较采用独立样本t检验。计数资料以例数或率表示，组间比较采用χ2检验；等级资料组间比较采用Wilcoxon秩和检验。检验水准取双侧α=0.05。
2 结果
两组手术均顺利完成；术后切口均Ⅰ期愈合，无感染发生。与C臂导航组相比，O臂导航组术中导航辅助系统准备时间、螺钉植入时间与X线透视时间均缩短，差异有统计学意义（P<0.05）；且螺钉位置准确性及骨盆复位质量差异无统计学意义（P>0.05）。见表2。两组螺钉植入时均未出现神经、血管损伤。
表2
两组结局指标比较
Table2.
Comparison of outcome indicators between the two groups
两组患者均获随访，随访时间6～21个月，平均12.0个月。影像学复查示，两组骨折均达骨性愈合，骨折愈合时间组间差异无统计学意义（P>0.05）；随访期间无螺钉松动退出、断裂以及骨折复位丢失等并发症发生。末次随访时，两组骨盆功能Majeed评分比较差异亦无统计学意义（P>0.05）。见表2及图1、2。
图1
O臂导航组患者，女，41岁，右侧骶骨Denis Ⅱ区骨折
a. 术前骨盆正位X线片；b. 术前骨盆CT三维重建；c. 术中激活导航设备；d. 术中O臂影像主机进行扫描；e. 术中根据O臂实时导航图像植入骶髂螺钉；f～h. 术后3 d骨盆正位、入口位、出口位X线片；i. 术后6个月骨盆正位X线片；j. 术后6个月骨盆功能恢复良好
Figure1. A 41-year-old female patient with the right sacral fracture (Denis type Ⅱ) in O-arm navigation groupa. Preoperative anteroposterior X-ray film of pelvis; b. Preoperative CT three-dimensional reconstruction of pelvis; c. The navigation equipment was activated during operation; d. Scanning was performed by the O-arm imaging machine during operation; e. The screw was placed according to the O-arm navigation images during operation; f-h. Anteroposterior, inlet, and outlet X-ray films at 3 days after operation; i. Anteroposterior X-ray film of pelvis at 6 months after operation; j. Pelvic function recovered well at 6 months after operation
图2
C臂导航组患者，男，38岁，右侧骶骨Denis Ⅱ区骨折
a. 术前骨盆正位X线片；b. 术前骨盆CT三维重建；c. 术中激活导航设备；d. 术中根据C臂实时导航图像植入骶髂螺钉；e. 术后2 d骨盆正位X线片；f. 术后2 d骨盆CT三维重建；g. 术后6个月骨盆正位X线片；h. 术后12个月骨盆功能恢复良好
Figure2. A 38-year-old male patient with the right sacral fracture (Denis type Ⅱ) in C-arm navigation groupa. Preoperative anteroposterior X-ray film of pelvis; b. Preoperative CT three-dimensional reconstruction of pelvis; c. The navigation equipment was activated during operation; d. The screw was placed according to the C-arm navigation images during operation; e. Anteroposterior X-ray film of pelvis at 2 days after operation; f. CT three-dimensional reconstruction of pelvis at 2 days after operation; g. Anteroposterior X-ray film at 6 months after operation; h. Pelvic function recovered well at 12 months after operation
3 讨论
3.1 O臂导航下植钉优缺点
优点：① 螺钉植入准确和安全。骶骨周围有重要神经、血管等，经皮骶髂螺钉内固定术中极易损伤这些重要解剖组织。目前，临床广泛使用的C臂X线机透视辅助下植钉，易受到患者体型、肠道气体影响，手术难度和风险都很高[15]；同时，在骶骨变异患者中难以较好地辅助植钉，对术者手术技巧与手术经验要求极高。而C臂导航辅助下经皮骶髂螺钉能够实现术中植钉可视化，提供冠状位、矢状位及横断位实时图像，较清晰显示骨皮质、骶管及骶孔等解剖结构，为植钉提供便利，但其为C臂X线机扫描患处190° 并成像，成像效果受扫描装置限制，同时导航系统算法固定，不能满足多节段长螺钉植钉需求，且图像质量也会受患者体型及骨折类型影响。O臂导航系统则是采用O臂影像主机对患处进行闭环360° 扫描成像，新的导航算法能够更好地消除各种伪影，高清图像显示屏提供接近于影像科室的高质量、精确、细致图像，使术者能及时准确判断骨折复位情况，同时高速率传导可以实现术中实时高分辨率图像指引，更清晰显示导针与解剖结构之间的位置关系，既能够确认植入导针位置与深度，又能够快速判断图像是否“漂移”等误差，保证准确和安全植入加长骶髂螺钉。
② 手术时间和透视时间短。本研究中，O臂导航组系统准备时间、每枚螺钉植入时间以及X线透视时间均显著少于C臂导航组。O臂导航系统注册便捷，采用点触式模块化设计，能高效准确完成注册校准。闭合的O臂影像主机通过内部轨道滑动360°，迅速且稳定完成患处图像采集，显著缩短手术时间，降低患者术中并发症发生风险。本研究数据表明，O臂影像主机仅需13 s即可完成图像采集，30 s内即能够完成图像采集、传输以及三维图像重建，而C臂导航则需要超过90 s。通过O臂导航辅助植入骶髂螺钉，术中可实时监测导针位置，而且仅需在导针植入完成和螺钉植入完成后透视确认位置，减少了X线透视时间。
③ 操作精度高。O臂导航系统术中快速数据处理与高质量成像效果，能够使螺钉植入操作精度明显提高[16]。解剖研究表明，S2前庭小于S1前庭，S2骶髂螺钉植入操作难度更大，较适合使用O臂导航辅助系统[17]。此外，研究发现骶骨变异发生率为35%～58%[18-19]，既往观点认为骶骨变异应列为经皮骶髂螺钉内固定术禁忌证[20]，因为此类患者术中透视往往无法明确变异情况，植钉难度高、风险大。随着解剖学研究深入和手术辅助工具发展，逐渐有学者报道使用相关技术为骶骨变异患者植入骶髂螺钉[21-22]。通过术前对患者CT数据测量及规划，对于明确有植钉通道患者在O臂导航辅助下能达到精准植钉，取得较好临床效果。
尽管O臂导航系统拥有诸多优点，但在临床应用中仍存在一些不足：① 导航系统只能辅助植钉，不能辅助骨折复位。近年来，采用机械装置或机器人辅助骨盆骨折闭合复位逐渐成为研究热点，诸如骨盆解锁复位架、HoloSight骨盆骨折智能手术监视系统等先后应用于临床[23]。随着复位技术不断完善，高质量闭合复位结合导航微创植入内固定技术，将扩大骨盆骨折微创治疗适应证。② O臂导航系统设备较复杂，需要对相关人员培训以及设备维护，并且对手术室容积、布局、通道口以及手术用床均有一定要求。③ 术中出现影像学“漂移”现象，造成影像显示屏中的各位置图像与实际解剖位置不一致，干扰植钉操作。光学导航系统均存在“漂移”现象，根据其产生机制可分为由算法错误、操作不当、系统故障导致的系统性“漂移”，和术中局部结构改变、术中体位变换、导航设备松动移位导致的结构性“漂移”[24]。本次研究中O臂导航组出现1次“漂移”，考虑为导航设备松动引起；C臂导航组出现3次“漂移”，其中1次为系统故障，2次为导航设备松动引起。分析原因为O臂导航设备采用了Stealth Station S7，优化了算法和系统处理，同时O臂导航相较C臂导航在追踪器等设备中配置有更多传感系统，降低了影像“漂移”出现可能。④ O臂导航设备价格昂贵，反射球为消耗品。
3.2 O臂导航下植钉操作要点
① 反射球是O臂导航设备的“基站”，在参考架和追踪器上安装反射球时应当轻柔准确，以免损伤表面涂层。进行操作时如果出现注册失败，或者成像存在延迟、信号卡顿现象，除了调整导引系统摄像机与各设备之间的位置，还可以尝试遮挡参考架或追踪器任一反射球，如果信号恢复，则考虑该反射球已失效，可更换反射球后再进行操作。② O臂导航系统具有更加智能的运算系统，当调整虚拟导针长度与直径时，图像显示屏中各角度的影像也会实时更新到该长度层面，我们建议可根据骨折及骶骨通道情况预先测量并设计螺钉长度，并据此在导航系统中调整以达到更准确植钉。③ 操作时应该严格注意保护参考架，以避免移动参考架带来的图像“漂移”现象。在进行植钉操作前可通过测试髂前上棘观察是否出现“漂移”，操作过程中如术者发现操作手感与显示屏图像不一致，应立即停止操作，进行透视验证。当出现“漂移”现象时，应调整参考架，并重新进行扫描获取图像。
3.3 O臂导航下植钉注意事项
① 骨折良好复位是植钉前提。移位明显的DenisⅡ区骶骨骨折，术前需闭合复位骨折，复位不满意者则应行切开复位内固定术，若合并腰骶不稳定，则应行髂腰固定。② O臂导航系统的导针套筒较长，若使用普通长度导针，无法满足加长骶髂螺钉的植入，因此建议使用直径2.5 mm、长300 mm的加长导针，以利于操作。③ 参考架应当牢固固定在骨质中，手术操作时避免触碰移动参考架。④ 对于中央型骶骨骨折、垂直不稳定型骶骨骨折，使用S1联合S2双节段加长骶髂螺钉，能提供更强稳定性。⑤ 针对肥胖、肠气多患者，可以调整O臂导航设备的透视模式与剂量，以获得最佳图像。
综上述，O臂导航辅助下经皮加长骶髂螺钉内固定治疗Denis Ⅱ区骶骨骨折，较C臂导航辅助下植钉可明显缩短术中准备时间、螺钉植入时间、植入螺钉期间X线透视时间，操作精度更高，图像更清晰，是一种便捷安全的辅助手段。但本研究为回顾性研究，病例数较少，随访时间较短，且只研究了Denis Ⅱ区骶骨骨折疗效情况，有待收集更多骶骨骨折患者资料，进一步观察O臂导航辅助下经皮加长或贯穿骶髂螺钉内固定治疗各型骶骨骨折疗效。
利益冲突 在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突；经费支持没有影响文章观点和对研究数据客观结果的统计分析及其报道
伦理声明 研究方案经中国人民解放军中部战区总医院医学伦理委员会批准（［2023］060-01号）
作者贡献声明 周唯、汪国栋：研究设计及实施、文章撰写；裴璇、陈煜、包苏要拉吐、方志勋、陈嘉楠：研究实施、数据收集整理分析；刘曦明：研究设计、手术操作、文章审阅与修改
