3D打印導(dǎo)航模板與傳統(tǒng)置釘對寰樞椎骨折和/或脫位患者螺釘置入的效果比較

徐偉明，劉剛，劉斌，楊勇，田樂，恩和吉日嘎拉，郭有為

(內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000)

寰樞椎骨折和/或脫位多發(fā)生于高處墜落與交通事故，屬于較嚴(yán)重且復(fù)雜的脊柱損傷，甚至引起高位頸脊髓損傷。臨床上對于上頸椎損傷最主要的治療方式為椎弓根螺釘內(nèi)固定治療。但寰樞椎的解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，常規(guī)徒手置釘具有較高的手術(shù)風(fēng)險及操作難度，甚至出現(xiàn)螺釘穿透椎弓根皮質(zhì)過深、需再次翻修的情況[1]。目前，國內(nèi)已有關(guān)于3D打印導(dǎo)航模板用于脊柱手術(shù)的報道，本研究通過回顧性分析，比較3D打印導(dǎo)航模板與傳統(tǒng)置釘對寰樞椎骨折和/或脫位患者螺釘置入的效果，報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

納入2015年2月～2017年2月于本院治療的62例樞椎骨折和/或脫位患者，均采用后路寰樞椎切開復(fù)位內(nèi)固定治療。其中，28例采用3D打印導(dǎo)航模板，設(shè)為觀察組；34例采用傳統(tǒng)置釘，設(shè)為對照組。納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡>18歲；影像學(xué)檢查確診為樞椎骨折和/或脫位；可復(fù)型、難復(fù)型骨折和/或脫位；外力因素致傷；明顯頸部疼痛，合并或未合并神經(jīng)損傷；無外科手術(shù)禁忌證。排除標(biāo)準(zhǔn)：合并骨質(zhì)疏松、結(jié)核等病理性骨??；有頸椎外傷史、手術(shù)史；先天頸椎畸形；合并嚴(yán)重全身性疾??；病歷資料完整。觀察組中，男16例，女12例，年齡19～68歲，平均(37.55±7.12)歲；交通事故傷22例，高處跌落傷6例；對照組中，男19例，女15例，年齡23～69歲，平均(38.11±7.43)歲；交通事故傷26例，高處跌落傷8例。比較兩組的致傷原因、性別、年齡等一般資料，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，有可比性。

1.2 置釘方法

術(shù)前常規(guī)CT檢查并行CTA造影檢查椎動脈以及寰樞椎骨質(zhì)情況，觀察組患者CT數(shù)據(jù)導(dǎo)入三維重建軟件Mimics 17.0并打印出寰樞椎3D模型(圖1)，術(shù)中采用美國Medtronic骨科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)。所有患者取俯臥位，常規(guī)消毒鋪巾、全麻，C型臂X線機透視明確樞椎位置關(guān)系，安置脊髓監(jiān)護系統(tǒng)。均采用常規(guī)后方正中切口，逐層分離組織直至樞椎椎板與寰椎后弓顯露，注意保護脊髓、靜脈叢以及寰枕膜。(1)對照組采用傳統(tǒng)置釘，徒手常規(guī)置入寰樞椎椎弓根螺釘，將固定棒預(yù)彎并安裝，再次透視明確寰樞椎與內(nèi)固定位置關(guān)系正常，取自體髂骨進行植骨融合。觀察組運用3D打印導(dǎo)航模板，根據(jù)術(shù)前打印的3D模型確定手術(shù)方案，計劃性確定置入螺釘規(guī)格，固定棒規(guī)格、角度以及長度。術(shù)前準(zhǔn)備及樞椎椎板與寰椎后弓顯露過程同對照組保持一致，于C3椎體棘突安裝示蹤器，安置導(dǎo)航系統(tǒng)，適當(dāng)進行位置傳感器調(diào)整，進行導(dǎo)航校準(zhǔn)，注冊并確定導(dǎo)航準(zhǔn)確后開始導(dǎo)航。在導(dǎo)航系統(tǒng)以及3D打印模型指導(dǎo)下，將寰樞椎椎弓根螺釘精確置入，安裝固定系統(tǒng)、植骨融合、創(chuàng)口閉合、術(shù)后處理與對照組一致。

1.3 指標(biāo)觀察

手術(shù)指標(biāo)：記錄透視次數(shù)、單螺釘置釘時間、術(shù)中出血量、手術(shù)時間。疼痛采用VAS評分評價，頸椎功能采用JOA評分。置釘準(zhǔn)確度評價標(biāo)準(zhǔn)[2]：0級，術(shù)后CT檢查顯示螺釘完全位于椎弓根內(nèi)；1級，螺釘超過椎弓根壁≤2 mm，無相關(guān)并發(fā)癥；2級，螺釘超過椎弓根壁>2 mm，無相關(guān)并發(fā)癥；3級：發(fā)生神經(jīng)根、椎動脈損傷等并發(fā)癥。以0級為準(zhǔn)確置釘。記錄術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生情況。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

2 結(jié)果

觀察組透視次數(shù)、單螺釘置釘時間、術(shù)中出血量、手術(shù)時間均顯著低于對照組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見表1。觀察組術(shù)后發(fā)生切口感染1例，切口脂肪液化1例；對照組發(fā)生切口感染2例，切口脂肪液化1例，腦脊液漏1例。兩組并發(fā)癥發(fā)生率差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

兩組術(shù)后疼痛VAS評分均顯著降低，JOA評分顯著升高(P<0.05)；且觀察組術(shù)后6個月、1年VAS評分顯著低于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見表2。觀察組置入螺釘共98枚，對照組124枚，觀察組置釘準(zhǔn)確率(0級)為92.86%，顯著高于對照組的79.03%，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見表3。

表1 兩組手術(shù)指標(biāo)比較

表2 兩組VAS評分、JOA評分比較

注：與術(shù)前比較aP<0.05，與術(shù)后3 d比較bP<0.05，與術(shù)后1個月比較cP<0.05，與術(shù)后6個月比較dP<0.05，與對照組比較*P<0.05

表3 兩組置釘準(zhǔn)確率比較[n(%)]

3 討論

目前，骨外科治療寰樞椎骨折和/或脫位主要通過后路寰樞椎復(fù)位、椎弓根螺釘內(nèi)固定以及植骨融合術(shù)等步驟恢復(fù)寰樞的穩(wěn)定性[3]。但經(jīng)驗性操作可能存在椎弓根螺釘置入精確性低等弊端，術(shù)后出現(xiàn)螺釘松動等可導(dǎo)致再次翻修手術(shù)，影響手術(shù)效果的同時也增加了患者痛苦。文獻[4]報道顯示置釘失誤率為8.34%～24.00%，本研究為20.07%，與報道一致。

3D打印經(jīng)過多年的發(fā)展，已成功應(yīng)用于心胸外科、神經(jīng)外科以及頜面口腔等領(lǐng)域，技術(shù)核心是先進行CT掃描，獲得組織器官結(jié)構(gòu)的三維數(shù)據(jù)，在相應(yīng)的醫(yī)學(xué)圖像軟件上構(gòu)建三維模型，并打印出實體模型作為手術(shù)參考[5]。Bayerschen等[6]認(rèn)為，相比于傳統(tǒng)置釘，在3D打印導(dǎo)航模板的輔助能夠明顯提高椎弓根置釘準(zhǔn)確率，本研究觀察組置釘準(zhǔn)確率為92.86%，顯著高于對照組的79.03%，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。同時，3D打印導(dǎo)航能夠減少術(shù)中置釘時間和整體手術(shù)時間，手術(shù)創(chuàng)傷更輕。3D打印導(dǎo)航模板受體位變化影響較小，加之導(dǎo)航模板只用于單個椎體，有效避免了體位變化而出現(xiàn)的置釘誤差，在一定程度上降低了手術(shù)的難度，減少了術(shù)中透視次數(shù)和射線暴露時間，有助于減少醫(yī)患人員的放射損害。兩組術(shù)后1年JOA評分均顯著上升，但觀察組術(shù)后6個月、1年的VAS評分顯著低于疼痛對照組，表明通過3D打印導(dǎo)航模板技術(shù)可減少手術(shù)難度，降低手術(shù)損傷，能夠減輕治療后疼痛。但關(guān)于兩種方式對術(shù)后疼痛影響的報道有所差異，Zhengfeng等[7]報道術(shù)后1年疼痛VAS評分差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，可能與不同各醫(yī)院骨外科手術(shù)水平存在一定差異有關(guān)。兩組術(shù)后并發(fā)癥比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，證實了3D打印導(dǎo)航模板技術(shù)的安全性較好。

綜上所述，3D打印導(dǎo)航模板能夠有效減少手術(shù)創(chuàng)傷，降低透視次數(shù)以及置釘時間，提高置釘準(zhǔn)確率。