應(yīng)用3D打印個(gè)體化導(dǎo)板進(jìn)行S2AI螺釘固定的臨床精準(zhǔn)性及安全性研究

羅志高 曹凱

摘 要：目的 研究應(yīng)用3D打印個(gè)體化導(dǎo)板進(jìn)行S2AI螺釘固定的臨床精準(zhǔn)性及安全性。方法 將2016年8月～2017年8月于我院接受S2AI螺釘固定治療的40例退行性脊柱側(cè)彎患者分為未采用3D打印個(gè)體化導(dǎo)板的對(duì)照組及應(yīng)用3D打印個(gè)體化導(dǎo)板的觀察組各20例，觀察患者椎弓根壁損傷發(fā)生情況、S2AI螺釘釘?shù)绤?shù)。結(jié)果 觀察組椎弓根壁損傷發(fā)生率10.00%，對(duì)照組椎弓根壁損傷發(fā)生率20.00%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；兩組S2AI螺釘釘?shù)绤?shù)相比較，觀察組尾向偏角、外向偏角、釘?shù)雷畲箝L(zhǎng)度、釘?shù)涝邝竟莾?nèi)長(zhǎng)度、髂骨寬度、進(jìn)釘點(diǎn)與皮膚垂直距離均優(yōu)于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。結(jié)論 應(yīng)用3D打印個(gè)體化導(dǎo)板進(jìn)行S2AI螺釘固定可降低患者椎弓根壁損傷發(fā)生率，提高臨床精準(zhǔn)性及安全性，值得推廣使用。

關(guān)鍵詞：3D打印個(gè)體化導(dǎo)板；S2AI螺釘固定；臨床精準(zhǔn)性；安全性

中圖分類號(hào)：R687.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2018.06.004

文章編號(hào)：1006-1959（2018）06-0010-03

Clinical Accuracy and Safety of S2AI Screw Fixation with 3D Printed Individualized Guide Plate

LUO Zhi-gao1，CAO Kai2

（1.Pingxiang Xiangyaping Mine Cooperative Hospital，Pingxiang 337009，Jiangxi，China；

2.Department of Spinal Surgery，the First Affiliated Hospital of Nanchang University，Nanchang 330000，Jiangxi，China）

Abstract：Objective To study the clinical precision and safety of S2AI screw fixation using 3D printed individualized guides. Methods 40 patients with degenerative scoliosis treated with S2AI screw fixation in our hospital from August 2016 to August 2017 were divided into control group without 3D printed individualized guide plate and observation group with 3D printed individualized guide plate.20 patients in each group，the occurrence of the pedicle wall injury and the S2AI screw parameters were observed.Results The incidence rate of pedicle wall damage in the observation group was 10.00%，and the incidence of pedicle wall injury in the control group was 20.00%，the difference was statistically significant（P<0.05）；Comparing the two groups of S2AI screws，the tail angle， outward declination，the maximum length of the nail path， the length of the pin canal in the sacrum，the width of the ilium，the vertical distance between the entry point and the skin were all better than those in the control group，the difference was statistically significant（P<0.05），Conclusion Using 3D to print individual guide plate for S2AI screw fixation can reduce the incidence of pedicle wall injury，improve clinical accuracy and safety，and is worthy of popularization.

Key words：3D printed personalized guide；S2AI screw fixation；Clinical accuracy；Safety

S2AI螺釘固定是目前治療腰椎病變常用手段，在實(shí)際應(yīng)用中具有釘?shù)篱L(zhǎng)、內(nèi)固定物穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，一經(jīng)問(wèn)世就受到了患者的廣為青睞[1]。然而，既往采取的徒手置釘雖然能夠取得較為理想的療效，但術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率相對(duì)較高，大幅延長(zhǎng)患者康復(fù)時(shí)間，所以提高手術(shù)操作的精準(zhǔn)性及安全性成為臨床亟待解決的問(wèn)題。3D打印個(gè)體化導(dǎo)板是一種隨著影像技術(shù)快速發(fā)展而衍生出來(lái)的一種輔助置釘手段，將其應(yīng)用于S2AI螺釘固定中無(wú)疑能夠取得更為理想的療效[2]。鑒于此，本次研究圍繞應(yīng)用3D打印個(gè)體化導(dǎo)板進(jìn)行S2AI螺釘固定的臨床精準(zhǔn)性及安全性展開(kāi)分析，報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 將2016年8月～2017年8月于我院接受S2AI螺釘固定治療的40例退行性脊柱側(cè)彎患者分為未采用3D打印個(gè)體化導(dǎo)板的對(duì)照組及應(yīng)用3D打印個(gè)體化導(dǎo)板的觀察組，各20例。納入標(biāo)準(zhǔn)：①無(wú)代謝性骨病者；②既往無(wú)腰骶骨盆手術(shù)史者；③臨床依從性好者。排除標(biāo)準(zhǔn)：①S2AI螺釘固定禁忌者；②未簽署知情同意書者。對(duì)照組中男12例，女8例，年齡40～65歲，平均年齡（55.27±1.03）歲，病程時(shí)間1.5～7年，平均病程（2.34±0.16）年；癥狀表現(xiàn)：腰痛14例，活動(dòng)受限6例。觀察組中男15例，女5例，年齡42～65歲，平均年齡（55.25±1.05）歲，病程時(shí)間1～7年，平均病程（2.30±0.15）年；癥狀表現(xiàn)：腰痛15例，活動(dòng)受限5例。兩組腰椎病變患者性別、年齡、病程等一般資料差異比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），可分組比對(duì)。

1.2方法 兩組患者均接受S2AI螺釘固定治療，患者取仰臥位，常規(guī)消毒鋪巾后實(shí)施全身麻醉，將腹部懸空并尋找到S1骶孔外緣1 mm垂線與下緣1 mm水平線的交匯點(diǎn)，剝離雙側(cè)關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)并充分暴露S2骶后孔，利用取自椎板/棘突的骨塊或者是髂后上棘的松質(zhì)骨進(jìn)行椎間融合。其中對(duì)照組未采用3D打印個(gè)體化導(dǎo)板，術(shù)中徒手置釘。觀察組應(yīng)用3D打印個(gè)體化導(dǎo)板，具體如下：術(shù)前實(shí)施CT檢查并獲取參數(shù)后通過(guò)閾值選取工具、區(qū)域增長(zhǎng)工具、平滑處理等運(yùn)算建立病變部位的三維模型，定位三維參考平面后提取部分解剖學(xué)形態(tài)，建立與該部分解剖形態(tài)一致的，厚度為2.5 mm的椎板-棘突為貼合面的反向?qū)О澹ㄒ?jiàn)圖1），與模擬的進(jìn)釘通道擬合并設(shè)計(jì)出帶有導(dǎo)向孔的個(gè)體化導(dǎo)板，保存數(shù)據(jù)并與3D打印機(jī)連接后打印3D個(gè)體化導(dǎo)板實(shí)物。形態(tài)相吻合的反向基板設(shè)計(jì)完畢后倒入頂?shù)罃?shù)據(jù)，整合成為外置釘?shù)牢簇炌ǖ膶?dǎo)板雛形，在布爾運(yùn)算后貫通導(dǎo)板的釘?shù)啦?duì)其邊界處進(jìn)行修整，3D個(gè)體化導(dǎo)板材質(zhì)為光敏樹(shù)脂材料，過(guò)氧化氫低溫等離子后備用。

術(shù)中切開(kāi)軟組織并充分顯露椎體后將打印好的3D個(gè)體化導(dǎo)板貼附于目標(biāo)椎體表面以輔助固定，利用2mm電鉆沿著導(dǎo)向孔逐一進(jìn)釘，骶骨矢狀面中尾向傾角34.1°、進(jìn)釘點(diǎn)與皮膚垂直距離45 mm，入定軌跡橫截面中外向傾角37.9°、最長(zhǎng)釘?shù)篱L(zhǎng)度113.9 mm、骶骨內(nèi)釘?shù)篱L(zhǎng)度30.1 mm、髂骨寬度15.5 mm，于C型臂X線機(jī)輔助下確認(rèn)固定效果并逐層關(guān)閉創(chuàng)口[3]。置釘后輔助影像學(xué)表現(xiàn)見(jiàn)圖2。

1.3觀察指標(biāo) 選取椎弓根壁損傷發(fā)生率、S2AI螺釘釘?shù)绤?shù)作為觀察指標(biāo)，其中椎弓根壁損傷包括外側(cè)壁損傷、下壁損傷；S2AI螺釘釘?shù)绤?shù)包括尾向偏角、外向偏角、釘?shù)雷畲箝L(zhǎng)度、釘?shù)涝邝竟莾?nèi)長(zhǎng)度、髂骨寬度、進(jìn)釘點(diǎn)與皮膚垂直距離，采用德國(guó)西門子公司生產(chǎn)的Sensation 16排螺旋CT系統(tǒng)測(cè)定。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 本次研究中所有數(shù)據(jù)均采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行處理，計(jì)量資料采用（x±s）表示，以t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料采用[n（%）]表示，以χ2檢驗(yàn)，P<0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1兩組椎弓根壁損傷發(fā)生率比較 觀察組椎弓根壁損傷發(fā)生率10.00%，對(duì)照組椎弓根壁損傷發(fā)生率20.00%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），見(jiàn)表1。

2.2兩組S2AI螺釘釘?shù)绤?shù)比較 應(yīng)用3D打印個(gè)體化導(dǎo)板的觀察組各S2AI螺釘釘?shù)绤?shù)均優(yōu)于未應(yīng)用3D打印個(gè)體化導(dǎo)板的對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），見(jiàn)表2。

3 討論

腰椎病變是目前我國(guó)中老年人群常見(jiàn)病、多發(fā)病且近些年來(lái)發(fā)病率呈明顯上升趨勢(shì)，引起了臨床的高度重視。手術(shù)是治療腰椎病變最有效的手段，在短時(shí)間內(nèi)即可解除患者承受的病痛折磨且術(shù)后康復(fù)效果較為理想，成為臨床主流治療手段。尤其是S2AI螺釘固定具有釘?shù)篱L(zhǎng)、穩(wěn)定性好、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，一經(jīng)問(wèn)世就得到了臨床的廣泛使用[4-5]。但是，既往多采取徒手置釘，使得操作精準(zhǔn)性受到一定影響，不可避免的對(duì)周圍神經(jīng)血管帶來(lái)?yè)p傷，引發(fā)脊髓損傷并延長(zhǎng)患者康復(fù)時(shí)間。而計(jì)算機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用成本高，難以在我國(guó)基層衛(wèi)生醫(yī)療機(jī)構(gòu)推廣使用，所以研發(fā)便于推廣使用的輔助工具成為當(dāng)務(wù)之急。

本次研究中應(yīng)用3D打印個(gè)體化導(dǎo)板的觀察組椎弓根壁損傷發(fā)生率10.00%，明顯低于未使用3D打印個(gè)體化導(dǎo)板的對(duì)照組20.00%，差異尤為明顯。在S2AI螺釘釘?shù)绤?shù)比較上，觀察組尾向偏角、外向偏角、釘?shù)雷畲箝L(zhǎng)度、釘?shù)涝邝竟莾?nèi)長(zhǎng)度、髂骨寬度、進(jìn)釘點(diǎn)與皮膚垂直距離均優(yōu)于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），由此結(jié)果提示，3D打印個(gè)體化導(dǎo)板應(yīng)用與否對(duì)S2AI螺釘固定效果及安全性帶來(lái)了直接的影響，可大幅提高手術(shù)操作的精準(zhǔn)性及安全性。原因在于該導(dǎo)板是以影像學(xué)參數(shù)為基礎(chǔ)，與腰椎病變患者實(shí)際情況相吻合并通過(guò)設(shè)計(jì)科學(xué)的進(jìn)釘點(diǎn)和進(jìn)釘方向使得釘?shù)栏L(zhǎng)，穩(wěn)定性更高，術(shù)中操作大幅降低了周圍組織面臨的損傷風(fēng)險(xiǎn)，故此安全性更高。此外，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用使得3D打印個(gè)體化導(dǎo)板更為符合實(shí)際情況，且可以預(yù)見(jiàn)性的、完美的解決術(shù)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，無(wú)論是精確度還是成功率均得到了大幅提升。本次研究對(duì)3D打印個(gè)體化導(dǎo)板術(shù)中應(yīng)用體會(huì)以作了總結(jié)，內(nèi)容如下：椎板-棘突為貼合面的反向?qū)О迥軌蛴行У挚馆S向鉆削力，使得貼合更為緊密，應(yīng)用價(jià)值更高。

綜上所述，應(yīng)用3D打印個(gè)體化導(dǎo)板進(jìn)行S2AI螺釘固定可以提高臨床精準(zhǔn)性及安全性，值得推廣使用。

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收稿日期：2018-12-6；修回日期：2018-1-31

編輯/成森