骶髂螺钉治疗FFP ⅢC型老年骨盆脆性骨折后环的有限元分析和临床回顾性研究

作     者：徐泉泉 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘光耀

授予年度：2024年

学科分类：1002[医学-临床医学] 100210[医学-外科学(含：普外、骨外、泌尿外、胸心外、神外、整形、烧伤、野战外)] 10[医学] 

主      题：老年骨盆脆性骨折 骶髂螺钉 有限元分析 临床回顾性研究 

摘      要：背景: 随着社会人口老龄化的加剧,老年骨盆脆性骨折（Fragility fractures of the pelvis）发病率逐年上升,已成为当今临床不容忽视的热点问题。老年脆性骨盆骨折是指发生在老年人群中,由低能量损伤或日常活动应力导致的骨质疏松性骨盆骨折。其发生部位通常在骶骨翼和耻骨联合两侧的耻骨坐骨支。它有着发病率高,死亡率高,致残率高等特点[1,2]。基于X线和CT检查结果的骨盆脆性骨折分型（FFP分型）是目前临床上最常用和最具指导性的分类。目前主流观点认为FFP I型和II型骨折首选保守治疗,FFP III型和IV型骨折建议手术治疗。对于老年骨盆脆性骨折患者,行保守治疗常需长时间卧床,发生下肢深静脉血栓、褥疮、坠积性肺炎及泌尿系感染等并发症的风险大大增加。因此对有手术条件的老年患者,目前多主张尽早手术治疗。传统治疗方式为切开复位内固定,然而,这需要广泛暴露骨盆深层结构,手术时间长,软组织损伤重,出血量大,易损伤重要的血管和神经。对于身体状况差和合并其他内科疾病的老年患者可能无法耐受。所以,微创治疗骨盆脆性骨折成为目前该领域研究的热点,其优点包括:创伤低、手术时长短、术中出血少等。然而,微创治疗也面临着许多问题,由于老年骨盆脆性骨折患者骨量一般较少、骨质通常较差,螺钉对骨的把持力低,术后可能会出现螺钉松动、内固定失效等问题。增加置钉长度或许能提高生物力学稳定性。但随着置入螺钉长度的增加,手术风险、手术时间也会相应增加。螺钉长度与其自身的生物力学稳定性以及骨盆整体的生物力学稳定性是否成正比?在不同骨量下,它们又有怎样的关系?目前尚未形成统一观点,值得进一步的分析和验证。 目的: 采用三维有限元研究方法,设计3种骨量不同的FFP ⅢC骨折模型和6种骶髂螺钉固定组合,比较它们的各种生物力学指标,为老年骨盆脆性骨折的微创治疗提供一定的生物力学参考。同时对某院2020年6月至2023年9月诊治的符合标准的65例老年脆性骨盆骨折患者进行临床回顾性研究,比较不同长度螺钉之间的统计学差异。 方法: 本文分为两部分。第1部分利用三维有限元分析软件,设计3种骨量不同的FFP ⅢC骨折模型。模型的前环骨折均模拟使用内置外固定架（下文简称Infix）固定。后环骨折模拟使用两种长度的骶髂螺钉(全长贯穿骶髂螺钉穿过对侧髂骨翼外板骨皮质（下文简称长螺钉）,非贯穿短螺钉仅到达骶骨体中线（下文简称短螺钉）)共6种组合(S1短螺钉组、S1长螺钉组、S2短螺钉组、S2长螺钉组、（S1+S2）短螺钉组和（S1+S2）长螺钉组)进行固定。然后使用有限元分析软件进行分析,对相关生物力学指标进行比较,探讨长度对骶髂螺钉生物力学稳定性的影响,以及不同螺钉组合和骨量丢失程度的关系,分析老年骨盆脆性骨折后环的最佳骶髂螺钉固定方式,为临床治疗老年骨盆脆性骨折提供生物力学方面的参考。第2部分对某院2020年6月至2023年9月诊治的符合标准的65例老年骨盆脆性骨折患者进行临床回顾性研究,其中置入S1长螺钉18例,置入S1短螺钉10例,置入（S1+S2）长螺钉24例,置入（S1+S2）短螺钉13例。比较不同长度骶髂螺钉的统计学差异。 结果: 有限元分析:通过对比各模型的骨盆平均位移、螺钉平均位移可以看出,无论在何种骨量下,使用相同数量的螺钉,在相同的通道(S1通道、S2通道或（S1+S2）通道)进行固定时,长螺钉的骨盆平均位移和螺钉平均位移均小于短螺钉。在正常骨量中,长短螺钉之间的这种差异很小,甚至可以忽略不计。随着骨量的不断丢失、骨质的逐渐变差,差异愈加明显。 回顾性研究:S1长螺钉组和（S1+S2）长螺钉组对比S1短螺钉组和（S1+S2）短螺钉组,长螺钉组手术时间更长、出血量和Ⅱ类螺钉数量更多,但患者术后功能评分更高。 结论: 综合有限元分析结果和临床回顾性研究来看,使用骶髂螺钉固定老年骨盆脆性骨折后环时,全长贯穿螺钉虽然手术风险和难度较高,但可以获得最佳的生物力学稳定性、防止内固定物松动失效,且患者术后功能更好。 综上所述,骶髂螺钉固定FFP ⅢC型老年骨盆脆性骨折后环时,全长贯穿螺钉生物力学稳定性优于非贯穿短螺钉,这种优势在正常骨量人群中并不明显,但随着骨量不断丢失、骨质的不断变差,优势逐渐明显。所以,对于骨量少、骨质差的患者,建议使用全长贯穿螺钉以保证最佳固定强度和最优生物力学稳定性;而对于骨量多、骨质好的患者,手术风险和难度相对较低的非贯穿短螺钉（即前文的短螺钉）同样可以获得稳定的生物力学强度,更推荐使用。