3D打印技術(shù)在頸椎手術(shù)術(shù)前談話及手術(shù)中的應(yīng)用

劉 軍，郝申申，劉志斌，姬小娜，康 凱，王 飛，劉延雄，賀永進(jìn)

術(shù)前談話是為了讓患者及家屬對(duì)所患疾病情況和手術(shù)治療目的及意義進(jìn)行了解，使醫(yī)患雙方的意見(jiàn)達(dá)到統(tǒng)一所進(jìn)行的一項(xiàng)必不可少的醫(yī)患溝通行為，是手術(shù)成功實(shí)施的前提條件。同時(shí)，術(shù)前談話也是醫(yī)患雙方獲取自我保護(hù)，預(yù)防醫(yī)療糾紛的關(guān)鍵步驟，在患者維權(quán)意識(shí)不斷增強(qiáng)的今天，日益顯示出其重要性[1]。頸椎不僅解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，手術(shù)操作難度也較大。以往在進(jìn)行頸椎手術(shù)術(shù)前談話、手術(shù)規(guī)劃及手術(shù)操作時(shí)，多以患者自身的影像學(xué)資料如X線、CT、MRI等為主要媒介。平面圖像顯示信息有限，術(shù)前談話不僅耗時(shí)，溝通效果不理想。而且術(shù)前規(guī)劃及手術(shù)操作存在較大的難度。延安大學(xué)附屬醫(yī)院脊柱外科在2016年8月—2017年8月期間，采用3D打印技術(shù)術(shù)前制作頸椎病變模型進(jìn)行輔助術(shù)前談話及手術(shù)，取得了滿意的臨床效果，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本組共47例，男29例，女18例；依據(jù)術(shù)前談話及手術(shù)所用輔助方式的不同分為2組。3D組23例，采用3D打印技術(shù)打印出患者自身頸椎病變部位1:1模型進(jìn)行輔助術(shù)前談話、術(shù)前規(guī)劃及術(shù)中操作。男14例，女9例；年齡（43.6±12.8）歲。車禍傷10例，高墜傷8例，摔傷5例。寰樞椎損傷11例（骨折5例、脫位4例、骨折伴脫位2例），下頸椎損傷12例（骨折6例、脫位3例、骨折伴脫位3例）。伴脊髓損傷14例。常規(guī)組24例，采用常規(guī)頸椎影像學(xué)資料進(jìn)行輔助術(shù)前談話、術(shù)前規(guī)劃及術(shù)中操作。男15例，女9例；年齡（40.5±14.7）歲。車禍傷11例，高墜傷9例，摔傷4例。寰樞椎損傷12例（骨折7例、脫位4例、骨折伴脫位1例），下頸椎損傷12例（骨折8例、脫位3例、骨折伴脫位1例）。伴脊髓損傷16例。兩組年齡、性別、致傷因素、損傷情況、脊髓損傷等一般情況差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05），具有可比較性。

納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）新鮮骨折脫位。（2）影像學(xué)檢查完整，包括X線、CT、MRI。

排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）伴隨他處骨折。（2）病理性骨折或其他非外傷所致骨折脫位。

1.2 3D打印模型制備 3D組23例行頸部薄層（層厚為0.5 mm）CT掃描，獲得原始數(shù)據(jù)并以Dicom格式保存。將其導(dǎo)入mimics17.0軟件(Materialise company, Belgium)進(jìn)行重建頸椎三維模型，以STL格式保存。將STL格式的模型導(dǎo)入光固化3D打印機(jī)(rehearsal Ⅴ-Ⅱ，陜西東望科技有限公司)，采用光敏樹(shù)脂材料打印出頸椎病變部位1:1的實(shí)物模型。

1.3 觀察項(xiàng)目 記錄兩組術(shù)前談話時(shí)間、病情及手術(shù)理解程度、溝通滿意度，手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量、并發(fā)癥例數(shù)，術(shù)前與術(shù)后3個(gè)月頸肩部疼痛VAS評(píng)分和頸椎神經(jīng)功能JOA評(píng)分。術(shù)前談話時(shí)間由談話進(jìn)行開(kāi)始時(shí)計(jì)時(shí)，直到醫(yī)師對(duì)是否理解手術(shù)的詢問(wèn)得到肯定回答，患者或家屬離開(kāi)時(shí)終止。仿照視覺(jué)模擬評(píng)分法（VAS）對(duì)術(shù)前談話效果進(jìn)行評(píng)分評(píng)估，包括對(duì)病情及手術(shù)情況的理解程度和談話溝通的滿意程度。采取最低0分到滿分10分的漸進(jìn)式評(píng)分模式，得分越高表示術(shù)前談話的效果越好。談話結(jié)束，由患者及家屬對(duì)病情及手術(shù)情況的理解程度和術(shù)前談話溝通滿意程度進(jìn)行評(píng)分，分值均為整數(shù)。0分表示術(shù)前談話后對(duì)病情及手術(shù)情況完全不理解，術(shù)前談話為無(wú)效溝通，術(shù)前談話溝通的非常不滿意。10分表示術(shù)前談話后對(duì)病情及手術(shù)情況完全理解，術(shù)前談話非常成功，術(shù)前談話溝通非常滿意。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 數(shù)據(jù)分析采用SPSS 19.0軟件，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，組間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，組內(nèi)術(shù)后與術(shù)前比較采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料比較采用卡方(χ2)檢驗(yàn)。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 術(shù)前談話相關(guān)指標(biāo) 術(shù)前談話時(shí)間3D組少于常規(guī)組（P＜0.05）。患者及家屬對(duì)病情及手術(shù)理解程度評(píng)分，兩組差別不大（P＞0.05）。溝通滿意程度，3D組評(píng)分大于常規(guī)組（P＜0.05）。見(jiàn)表1。

表1 兩組患者術(shù)前談話相關(guān)觀察指標(biāo)比較（）

表1 兩組患者術(shù)前談話相關(guān)觀察指標(biāo)比較（）

n 術(shù)前談話時(shí)間（min） 病情及手術(shù)理解程度（分） 術(shù)前談話溝通滿意程度（分）3D 組 23 12.1±2.7 9.1±0.8 9.3±0.5常規(guī)組 24 16.3±3.5 9.0±0.7 8.9±0.6 t值 ─4.59 0.45 2.47 P值 0.00 0.65 0.01

2.2 手術(shù)相關(guān)指標(biāo) 兩組術(shù)中及術(shù)后3個(gè)月隨防時(shí)均無(wú)神經(jīng)血管損傷等并發(fā)癥出現(xiàn)。3D組手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量均小于常規(guī)組（P＜0.05）。兩組術(shù)后VAS評(píng)分、JOA評(píng)分與術(shù)前對(duì)比，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；兩組間比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見(jiàn)表 2。

表2 兩組患者手術(shù)相關(guān)指標(biāo)比較（）

表2 兩組患者手術(shù)相關(guān)指標(biāo)比較（）

注：與術(shù)前比較，aP＜0.05

VAS評(píng)分（分） JOA評(píng)分（分）術(shù)前 術(shù)后3個(gè)月 術(shù)前 術(shù)后3個(gè)月3D 組 23 136.5±24.4 148.3±29.1 7.8±1.3 2.5±0.9a 8.4±1.7 13.5±1.2a常規(guī)組 24 152.9±27.3 201.5±33.6 7.6±1.2 2.2±0.8a 8.3±1.8 13.4±1.5a t值 ─2.16 ─5.79 0.54 1.20 0.19 0.25 P值 0.03 0.00 0.58 0.23 0.84 0.80 n 手術(shù)時(shí)間（min） 術(shù)中出血量（mL）

3 討論

臨床上頸椎骨折損傷較為常見(jiàn)，而患者多為非醫(yī)學(xué)專業(yè)人士，或者對(duì)醫(yī)學(xué)專業(yè)領(lǐng)域知之甚少，對(duì)病情及手術(shù)理解存在很大的困難。在一知半解的情況下，不僅容易導(dǎo)致患者及家屬產(chǎn)生很大的精神壓力，而且也不能正確理解手術(shù)的必要性與風(fēng)險(xiǎn)性[2]。在這種情況下，患者及家屬一方面對(duì)手術(shù)寄予非常大的希望，另一方面，內(nèi)心始終存在很大的疑問(wèn)和恐慌，一旦出現(xiàn)手術(shù)意外，隨即引發(fā)醫(yī)療糾紛[3]。

骨科作為醫(yī)患糾紛頻發(fā)且發(fā)生率較高的科室，對(duì)于醫(yī)患溝通的質(zhì)量要求更高[4-5]。良好的醫(yī)患溝通是進(jìn)行手術(shù)治療的先決條件，術(shù)前談話是與患者及家屬取得良好溝通的一個(gè)重要途徑，也是預(yù)防醫(yī)療糾紛的重要步驟，更是對(duì)患者知情權(quán)尊重的體現(xiàn)[6-7]。以往在進(jìn)行術(shù)談話時(shí),多憑借于患者自身的影像學(xué)資料。然而，無(wú)論是X線、CT、MRI，還是近年來(lái)出現(xiàn)的三維重建圖片，均是在平面圖像上顯示病變部位信息，存在平面化、靜態(tài)化、提供信息量有限等缺點(diǎn)。同時(shí)，要在理解這些晦澀的醫(yī)學(xué)專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，去理解手術(shù)相關(guān)必要性及風(fēng)險(xiǎn)性等內(nèi)容，具有很大的難度。所以，對(duì)于像頸椎手術(shù)此類操作復(fù)雜、風(fēng)險(xiǎn)較高的手術(shù)，術(shù)前談話極其重要，但常規(guī)術(shù)前談話方式卻往往難以達(dá)到理想的談話溝通效果，這也就為潛在的醫(yī)患糾紛埋下了隱患。

應(yīng)用3D打印技術(shù)可以將虛擬的影像信息轉(zhuǎn)化為直觀可觸摸的1:1仿真實(shí)物模型，利用該技術(shù)術(shù)前制作出頸椎病變部位的仿真模型，有助于優(yōu)化術(shù)前談話效果。本研究結(jié)果顯示，3D組術(shù)前談話時(shí)間及溝通滿意程度均顯著優(yōu)于常規(guī)組，而病情及手術(shù)理解程度則無(wú)顯著性差異。說(shuō)明應(yīng)用3D打印技術(shù)術(shù)前打印出患者自身的頸椎病變部位仿真實(shí)物模型輔助術(shù)前談話溝通，與常規(guī)應(yīng)用影像學(xué)資料輔助術(shù)前談話溝通相比，在達(dá)到相似的理解程度下，不僅有效地縮短了術(shù)前談話時(shí)間，而且術(shù)前談話溝通的滿意程度更高，具有顯著的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)也說(shuō)明了無(wú)論是依據(jù)常規(guī)的影像學(xué)資料，還是相對(duì)先進(jìn)的3D打印模型，只要術(shù)者術(shù)前耐心、細(xì)致、周到地向患者及家屬講解手術(shù)，均可以達(dá)到相似且良好的病情及手術(shù)理解程度。對(duì)此筆者認(rèn)為有如下原因：（1）3D打印1:1頸椎病變部位模型，具有較高的逼真性，可真實(shí)地顯示病變部位局部情況[8]；也可使患者在術(shù)前第一次直觀地觸摸到自己的“骨頭”，建立直觀的印象，有助于患者及家屬了解病情[9]及手術(shù)可能達(dá)到的治療效果，堅(jiān)定其接受并服從治療的信心[10]。（2）便于手術(shù)醫(yī)生向患者及家屬直觀準(zhǔn)確地指出關(guān)鍵區(qū)域及手術(shù)操作的必要性和風(fēng)險(xiǎn)性[11]，使其感受到手術(shù)醫(yī)生對(duì)其病情的重視和關(guān)注，有助于提升對(duì)手術(shù)醫(yī)師的信賴度和增強(qiáng)手術(shù)治療的依從性[8,10]。

手術(shù)操作離不開(kāi)術(shù)前規(guī)劃，良好的術(shù)前規(guī)劃對(duì)手術(shù)的順利、安全完成具有重要意義。以往在進(jìn)行術(shù)前規(guī)劃時(shí)，多依據(jù)手術(shù)相關(guān)影像學(xué)資料如病變部位的X線、CT和MRI等，但這些二維圖像要求術(shù)者具有良好的空間想像力。雖然三維重建技術(shù)的應(yīng)用有助于術(shù)前規(guī)劃的進(jìn)行，但仍為平面圖像，依舊存在平面化和靜態(tài)化的不足之處。在術(shù)中操作時(shí)更是依平面影像資料作為實(shí)時(shí)參考，同時(shí)需要多次、反復(fù)的進(jìn)行術(shù)中透視驗(yàn)證，以此來(lái)確保手術(shù)操作的安全、精準(zhǔn)進(jìn)行，隨之而來(lái)的綜合效應(yīng)便是易導(dǎo)致手術(shù)時(shí)間延長(zhǎng)、術(shù)中出血量增加。因此，如何能有效地降低術(shù)前規(guī)劃難度、縮短手術(shù)時(shí)間，減少術(shù)中出血量，一直以來(lái)都是脊柱外科醫(yī)生面臨的嚴(yán)竣挑戰(zhàn)。

3D打印技術(shù)應(yīng)用于臨床，具有優(yōu)化術(shù)前規(guī)劃、提供個(gè)體化及精準(zhǔn)化治療的優(yōu)點(diǎn)[12]。

同時(shí)也可以降低手術(shù)難度，減少術(shù)中出血量，增加手術(shù)安全性[13-14]。本研究采用3D打印模型輔助手術(shù)，結(jié)果顯示3D組不僅未出現(xiàn)手術(shù)相關(guān)的神經(jīng)血管損傷等并發(fā)癥；而且與常規(guī)組相比較顯著縮短了手術(shù)時(shí)間、減少了術(shù)中出血量。對(duì)此筆者認(rèn)為有如下原因：（1）術(shù)前通過(guò)軟件對(duì)重建的病變頸椎模型進(jìn)行任意的旋轉(zhuǎn)化與透明化處理，或去除任何影響觀察的局部結(jié)構(gòu)。相比與傳統(tǒng)的影像學(xué)圖片資料，可以提供更多、更直接的有用信息。（2）通過(guò)術(shù)前對(duì)模型的仔細(xì)觀察和手術(shù)評(píng)估，有利于術(shù)者正確地選擇手術(shù)方式、精確地確定減壓部位及范圍、精確地預(yù)選出內(nèi)固定器材。（3）術(shù)前可以在模型上進(jìn)行手術(shù)預(yù)演，進(jìn)一步地預(yù)評(píng)估手術(shù)操作的難點(diǎn)及術(shù)中注意事項(xiàng)，便于提前確立預(yù)處理方案[15]，盡可能地規(guī)避手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。（4）依托模型作為展示手術(shù)思維的媒介，便于術(shù)者間相互交流手術(shù)心得體會(huì)，有利于手術(shù)過(guò)程的默契配合。這些重要步驟的術(shù)前完成以及術(shù)中操作時(shí)可以實(shí)時(shí)與模型進(jìn)行比對(duì)，不僅使手術(shù)順利完成，還可有效地縮短并節(jié)約手術(shù)時(shí)間，減少術(shù)中出血量。此外，本研究顯示2組術(shù)后VAS評(píng)分、JOA評(píng)分均較術(shù)前顯著改善，組間比較無(wú)顯著性差異。說(shuō)明應(yīng)用3D打印技術(shù)輔助手術(shù)在縮短手術(shù)時(shí)間、減少術(shù)中出血量的同時(shí)，可以達(dá)到與常規(guī)手術(shù)治療的相似的臨床療效。

多數(shù)文獻(xiàn)報(bào)道認(rèn)為，應(yīng)用3D打印技術(shù)輔助手術(shù)可以促進(jìn)醫(yī)患交流溝通，緩和醫(yī)患緊張現(xiàn)狀，改善醫(yī)患關(guān)系，但缺少相關(guān)的量化評(píng)估指標(biāo)。筆者仿照VAS評(píng)分法，設(shè)計(jì)用于評(píng)分評(píng)估術(shù)前談話效果的量化評(píng)估指標(biāo)，具有一定的創(chuàng)新性。部分學(xué)者報(bào)道了采用問(wèn)卷調(diào)查的方式進(jìn)行評(píng)估術(shù)前談話效果[4,9]。筆者所設(shè)計(jì)的仿照VAS評(píng)分法的評(píng)估方法，更為簡(jiǎn)單、可行。同時(shí)，患者入院時(shí)均在主管護(hù)士的指導(dǎo)下完成VAS評(píng)分法評(píng)估疼痛情況，具有易接受和易執(zhí)行的優(yōu)勢(shì)。然而，此法雖簡(jiǎn)單易行，也存在部分不足之處。一方面，患者及家屬的文化程度不同，可能會(huì)影響其對(duì)醫(yī)學(xué)專業(yè)信息的接收能力，對(duì)術(shù)前談話效果評(píng)分評(píng)估產(chǎn)生影響。另一方面，患者的病情嚴(yán)重程度及病程長(zhǎng)短也會(huì)促使其主動(dòng)了解相關(guān)醫(yī)學(xué)信息，對(duì)談話評(píng)估得分產(chǎn)生影響。此外，術(shù)前談話醫(yī)生的溝通語(yǔ)態(tài)及溝通所占時(shí)間等也會(huì)對(duì)評(píng)估產(chǎn)生一定的影響。

綜上，應(yīng)用3D打印技術(shù)輔助頸椎手術(shù)術(shù)前談話及手術(shù)，在達(dá)到與常規(guī)影像學(xué)資料輔助術(shù)前談話方法相似的理解程度下，可以顯著縮短談話時(shí)間，提升談話溝通滿意度。同時(shí)還可以顯著縮短手術(shù)時(shí)間，減少術(shù)中出血量，臨床療效滿意，不失為一種有效的輔助手術(shù)的方法。