3D打印骨折模型在發(fā)育性髖關(guān)節(jié)脫位治療中的應(yīng)用

唐仕忠

（貴州省人民醫(yī)院 貴州 貴陽 550002）

兒童發(fā)育性髖關(guān)節(jié)脫位（developmental dysplasia of the hip，DDH）是臨床中較常見的兒童下肢畸形。手術(shù)的療效不僅與臨床醫(yī)師的經(jīng)驗(yàn)有關(guān)，還取決于患兒髖關(guān)節(jié)的病理結(jié)構(gòu)[1]。DHH患兒大多在患側(cè)股骨近端有過度前傾情況，一般需要股骨去旋轉(zhuǎn)截骨術(shù)進(jìn)行矯正，但一旦旋轉(zhuǎn)過度或方向錯誤，極可能引發(fā)股骨頭再脫位。因此，如何提高DHH手術(shù)成功率，是目前臨床中的重要課題之一[2]。本次研究探討了3D打印骨折模型在發(fā)育性髖關(guān)節(jié)脫位治療中的效果，具體報(bào)告如下。

1.資料與方法

1.1 基本資料

選取我院2017年3月—2018年3月共52例發(fā)育性髖關(guān)節(jié)脫位患兒作為研究對象，隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組和對照組各26例。實(shí)驗(yàn)組中男性15例，女性11例，年齡3～12歲，平均年齡（6.10±2.84）歲；對照組中男性16例，女性10例，年齡2～12歲，平均年齡（5.85±2.52）歲。兩組基本資料對比無明顯差異（P＞0.05），具有可比性。

1.2 方法

對照組采用常規(guī)手術(shù)治療，實(shí)驗(yàn)組通過3D打印骨折模型制定術(shù)前手術(shù)方案，對患兒雙下肢全長進(jìn)行掃描，參數(shù)如下：電壓80KVP；電流120mA；層厚5.0mm；層間距5.0mm。數(shù)據(jù)掃描后通過工作站進(jìn)行薄層處理，層厚設(shè)置為0.625mm。再將數(shù)據(jù)導(dǎo)入至MIMICS17.0軟件中，通過多種交互分割方法建立有軟骨的患兒髖關(guān)節(jié)模型，在軟件中對相關(guān)形態(tài)學(xué)參數(shù)進(jìn)行測量并保存。將數(shù)字模型導(dǎo)入至Magics17.0軟件中，整理為可打印的數(shù)據(jù)，制作切片數(shù)據(jù)導(dǎo)入至快速成型機(jī)中，外界環(huán)境溫度控制在26℃左右，濕度控制在20%左右，功率設(shè)置為450W。模型制作完成后，通過95%乙醇進(jìn)行沖洗，清除殘留的樹脂，再去除支撐，并對毛刺位置打磨后二次固定，保證模型光滑，體腔內(nèi)無樹脂、毛刺等。根據(jù)3D打印的骨折模型，觀察外觀形態(tài)與數(shù)字化模型之間的差異，在模型上模擬不同的手術(shù)方案，最終確定手術(shù)計(jì)劃。確定計(jì)劃后在軟件中設(shè)計(jì)截骨導(dǎo)板，輸入快速成型機(jī)中打印成型，通過離子封裝技術(shù)進(jìn)行滅菌并用于手術(shù)中。

1.3 觀察指標(biāo)

對比兩組手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量、輻射次數(shù)以及治療成本。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

通過SPSS22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，其中計(jì)量資料通過（±s）表示，采用t檢驗(yàn)。若P＜0.05，則對比具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.結(jié)果

實(shí)驗(yàn)組手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量、輻射次數(shù)均低于對照組，P＜0.05；兩組治療成本對比無明顯差異，P＞0.05。如表所示。

表 兩組臨床指標(biāo)對比（±s）

表 兩組臨床指標(biāo)對比（±s）

組別 例數(shù) 手術(shù)時(shí)間（h） 術(shù)中出血量（ml） 輻射次數(shù)（次） 治療成本（元）實(shí)驗(yàn)組 26 2.76±0.51 284.27±37.25 5.58±1.13 27651.28±1531.26對照組 26 3.38±0.64 361.08±52.19 13.82±4.58 27342.28±1418.39 t - 3.863 6.108 8.907 0.755 P - 0.000 0.000 0.000 0.227

3.討論

目前，隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，3D打印技術(shù)與螺旋CT、MRI等影像學(xué)三維圖像重建功能相結(jié)合，在臨床中各個(gè)科室均得到了廣泛的應(yīng)用，例如骨科、心血管外科等，顯示出了良好的應(yīng)用前景[3]。目前在骨科領(lǐng)域，3D打印技術(shù)主要用于復(fù)雜創(chuàng)傷、脊柱外科以及關(guān)節(jié)外科疾病的治療，能夠重建出多種數(shù)字化模型，設(shè)計(jì)椎弓根、髖臼等手術(shù)導(dǎo)航模板，在臨床治療、教學(xué)中均有明顯的效果。

本次研究顯示，實(shí)驗(yàn)組手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量、輻射次數(shù)均低于對照組，P＜0.05；兩組治療成本對比無明顯差異，P＞0.05。3D打印技術(shù)能制作出與實(shí)體相同的模型，還原患兒髖關(guān)節(jié)的病理形態(tài)結(jié)構(gòu)，能在術(shù)前為臨床醫(yī)師提供有效的參考，對髖關(guān)節(jié)脫位治療具有較強(qiáng)的指導(dǎo)作用，有利于縮短手術(shù)時(shí)間，減少手術(shù)對患兒造成的損傷，使手術(shù)更加精確。在設(shè)計(jì)股平面時(shí)，不僅需要考慮截骨平面的精準(zhǔn)性，還需要結(jié)合患兒實(shí)際情況，分析截骨定位導(dǎo)板的安裝問題[4]。對于與骨骼貼合的部分，應(yīng)采用逆向工程技術(shù)，將內(nèi)翻截骨與旋轉(zhuǎn)截骨定位在同一個(gè)導(dǎo)板上，有效簡化了手術(shù)步驟。3D打印技術(shù)結(jié)合了多項(xiàng)學(xué)科，這也對臨床醫(yī)師提出了更高的要求，需要掌握更多的基礎(chǔ)知識與理論，從而進(jìn)一步縮短術(shù)前計(jì)劃時(shí)間。從目前的情況來看，3D打印技術(shù)在打印速度方面仍存在一定的缺陷，這也是未來需臨床中有需要解決的關(guān)鍵問題。

綜上所述，3D打印骨折模型在發(fā)育性髖關(guān)節(jié)脫位治療中具有良好的效果，能有效縮短手術(shù)時(shí)間，減少手術(shù)對患兒造成的損傷，值得推廣應(yīng)用。