3D 打印技術(shù)輔助下利用改良 Stoppa 聯(lián)合 Kocher-Langenbeck 入路治療復(fù)雜髖臼骨折

李偉 沈松 劉文杰 程琳 徐彬

髖臼骨折損傷機制多為高能量損傷，常合并全 身多發(fā)傷，致死率較高[1-2]。目前，對于那些骨折斷端位移明顯的復(fù)雜髖臼骨折的患者，多采用手術(shù)切開復(fù)位內(nèi)固定治療。因髖臼解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故目前針對其手術(shù)治療存在多種手術(shù)入路，Stoppa 入路、髂腹股溝入路為主要的前手術(shù)入路，后手術(shù)入路主要為 Kocher-Langenbeck ( K-L ) 入路。髖臼骨折因其手術(shù)創(chuàng)傷大、操作難度高，術(shù)后效果常不理想，神經(jīng)損傷、異位骨化等都是容易出現(xiàn)的并發(fā)癥[3]，所以給予患者手術(shù)治療前，應(yīng)充分評估患者病情，選擇合適患者的手術(shù)方式，充分做好術(shù)前準(zhǔn)備工作，就顯得格外重要。

3D 打印技術(shù) ( 3D printing technology ) 是一種以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，運用粉末塑料或金屬等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)建物體的技術(shù)[4]。美國人 CharlesW.Hull 最早提出通過該技術(shù)將 3D 圖像轉(zhuǎn)化為物理實物。其作為新興學(xué)科，已在脊柱、骨盆、頜面部等復(fù)雜部位的手術(shù)中體現(xiàn)出優(yōu)勢[5-8]，特別是在臨床骨創(chuàng)傷手術(shù)及修復(fù)重建術(shù)中，應(yīng)用于骨折和骨畸形進行治療，并對手術(shù)設(shè)計和效果進行評價。本研究旨在評價結(jié)合 3D 打印技術(shù)，利用改良 Stoppa聯(lián)合 K-L 入路治療復(fù)雜髖臼骨折的臨床療效。

資料與方法

一、納入標(biāo)準(zhǔn)及排除標(biāo)準(zhǔn)

1. 納入標(biāo)準(zhǔn)：( 1 ) Judet-Letournel[9]分型復(fù)合骨折者，包括雙柱骨折、T 型骨折、橫行伴后壁骨折者；( 2 ) 年齡 ≥ 20 歲者；( 3 ) 術(shù)后獲完整隨訪者。

2. 排除標(biāo)準(zhǔn)：( 1 ) Judet-Letournel 分型單一骨折者；( 2 ) 年齡＜20 歲者；( 3 ) 合并血管、神經(jīng)損傷及陳舊性髖臼骨折者。

二、一般資料

術(shù)前與患者及家屬溝通，詳細介紹 3D 模型制作時間、費用及其對手術(shù)影響，患者自愿選擇是否輔以 3D 打印技術(shù)，依據(jù)是否使用 3D 打印技術(shù)輔助手術(shù)，將患者分為兩組：24 例應(yīng)用 3D 打印技術(shù)進行輔助手術(shù)治療 ( A 組 )，29 例未應(yīng)用 3D 打印技術(shù)( B 組 )。A 組共 24 例，其中男 16 例、女 8 例；年齡 20～58 歲，平均 ( 41.4±10.2 ) 歲。Judet-Letournel分型：雙柱 15 例，橫形伴后壁 5 例，T 形 4 例。致傷原因：19 例車禍傷，5 例高處墜落傷，1 例重物砸傷。合并傷情況：3 例髖關(guān)節(jié)脫位，4 例顱腦損傷，3 例合并肺挫裂傷及肋骨骨折，6 例腹部閉合性損傷，7 例合并其它部位骨折。B 組共 29 例，其中男 19 例、女 10 例；年齡 20～63 歲，平均 ( 42.4±11 ) 歲。Judet-Letournel 分型：雙柱 16 例，橫形伴后壁 8 例，T 形 5 例。致傷原因：21 例車禍傷，6 例高處墜落傷，2 例擠壓傷或重物砸傷。合并傷情況：4 例髖關(guān)節(jié)脫位，5 例顱腦損傷，5 例合并肺挫裂傷及肋骨骨折，7 例腹部閉合性損傷，7 例合并其它部位骨折。兩組患者術(shù)前一般資料比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義 (P＞0.05，如表 1 )，具有可比性。兩組患者入院后均行牽引，監(jiān)測生命體征，積極對癥治療。術(shù)前行骨盆正位 X 線片及骨盆 CT 平掃＋三維重建檢查，A 組利用 3D 打印技術(shù)重建骨折三維模型，輔助制訂詳細手術(shù)計劃。術(shù)前使用抗生素預(yù)防感染，若手術(shù)時間長，必要時術(shù)中追加。

三、手術(shù)方法

1. A 組：重建骨折三維模型：使用 Mimics 17.0軟件，將患者 DICOM 數(shù)據(jù)導(dǎo)入，重建三維模型。通過三維模型，進一步確定骨折分型，制訂合適的手術(shù)計劃，進行模擬手術(shù)，對骨折模型進行虛擬復(fù)位，確定內(nèi)固定方式、預(yù)彎鋼板、螺釘?shù)闹踩敕较蚣爸踩虢嵌?。然后依?jù)骨折固定要求設(shè)計出貼合良好的虛擬鋼板，并于實體中預(yù)彎，術(shù)中備用。B 組：常規(guī)術(shù)前病例討論，制訂手術(shù)計劃。

2. 手術(shù)過程：兩組患者均采用改良 Stoppa 聯(lián)合 K-L 入路。兩組準(zhǔn)備充分后進行手術(shù)。插管、全麻完成后，取漂浮體位，患肢單獨消毒包扎以便術(shù)中進行牽拉、推頂操作以及可以完成輕度屈曲患側(cè)髖、膝關(guān)節(jié)，以放松骼腰肌及神經(jīng)血管束。手術(shù)床要求不影響術(shù)中透視。一側(cè)手術(shù)時注意保持另一側(cè)術(shù)野的清潔。改良 Stoppa 入路作為前入路，恥骨聯(lián)合上方 2 cm 處作橫行切口或下腹部正中縱行切口，逐層切開，沿白線縱行切開腹直肌，縱行劈開腹白線并向兩側(cè)前開，把腹膜向上推開，暴露腹壁肌等，向前向外牽開腹直肌、髂腰肌股神經(jīng)、髂血管束等組織，仔細分離軟組織，盡量減少骨膜的剝離，顯露真骨盆，開始骨折的復(fù)位，復(fù)位妥當(dāng)，植入鋼板，適當(dāng)調(diào)整，行螺釘固定，充分止血，留置引流，關(guān)閉切口。分離注意保留腹直肌在恥骨體前方的止點，松解其在恥骨體、恥骨結(jié)節(jié)、恥骨上支前上方的止點，術(shù)中需識別死亡冠并予以結(jié)扎，當(dāng)髂骨翼骨折位移明顯時，可加做髂骨翼切口。后側(cè)選取 K-L 入路，由髂后上棘的外、下 4～6 cm 開始，沿臀大肌纖維走行到大粗隆，根據(jù)術(shù)中情況，可適當(dāng)延長切口，逐層切開，過程中注意保護旋股內(nèi)動脈、臀上神經(jīng)血管束、坐骨神經(jīng)等重要組織。顯露髖臼后柱，檢查后柱關(guān)節(jié)面的平整情況及四方形區(qū)域。認真仔細清理髖臼內(nèi)碎骨塊和凝血塊，為了維持良好的血液供給，髖臼壁的骨片應(yīng)避免剝離。遵循先行復(fù)位后柱骨折，再復(fù)位后壁骨折的原則。進行復(fù)位，整體復(fù)位滿意后，植入鋼板，適當(dāng)調(diào)整，行螺釘固定，檢查關(guān)節(jié)活動度并判斷固定是否牢固。完善止血，放置引流，逐層閉合。

3. 合并傷的處理：據(jù)損傷控制理論，最重要的任務(wù)是搶救患者生命，穩(wěn)定住其全身狀態(tài)，積極對癥治療。休克患者積極給予抗休克治療，合并脫位者急診行手法復(fù)位，6 例行顱內(nèi)血腫清除術(shù)，4 例行胸腔閉式引流術(shù)，5 例急診行脾切除術(shù)，所有患者疾病狀況允許下行骨折牽引術(shù)，對于合并其它部位骨折的患者，待病情穩(wěn)定后擇期行手術(shù)治療。入院后若無禁忌證，則立即開始使用依諾肝素鈉 ( 預(yù)防量 ) 預(yù)防下肢深靜脈血栓。

四、術(shù)后處理

兩組均引流管留置 1～2 天，酌情拔除，常規(guī)使用抗生素預(yù)防感染，術(shù)后 6 h 依術(shù)前方案繼續(xù)抗凝治療，直至出院，院外酌情口服利伐沙班，并于術(shù)后 24 h 開始股四頭肌、脛前肌及髖、膝、踝關(guān)節(jié)功能鍛煉，疼痛緩解后條件允許情況下，術(shù)后 3 天下地行患肢不負重鍛煉，術(shù)后 6～8 周開始部分負重，是否完全負重，應(yīng)根據(jù)術(shù)后復(fù)查 X 線片顯示骨折愈合情況而決定。術(shù)后定期復(fù)查、拍片 ( 骨盆正位、髂骨斜位、閉孔斜位 ) 評價骨折愈合情況。每半年電話隨訪患者功能恢復(fù)情況，做好隨訪工作。

五、統(tǒng)計學(xué)處理

采用 IBM SPSS 19.0 統(tǒng)計學(xué)軟件進行分析。計量資料使用 Shapiro-Wilk 檢驗判斷數(shù)據(jù)是否為正態(tài)分布，其中年齡、手術(shù)時間、術(shù)中出血量、術(shù)中透視次數(shù)為正態(tài)分布數(shù)據(jù)，且方差齊性，以±s表示，采用兩獨立樣本t檢驗比較，計數(shù)資料的比較采用χ2檢驗或 Fisher 精確檢驗，P＜0.05 認為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

53 例患者手術(shù)均順利完成，A 組和 B 組手術(shù)時間分別為 2～5 h、3～5.5 h；術(shù)中出血量分別為 800～3000 ml、1000～4000 ml；術(shù)中透視次數(shù)分別為 7～19 次、6～21 次，以上項目各組之間比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義 (P＜0.05，表 2 )。兩組患者術(shù)后平均隨訪13.5 個月、19.3 個月，骨折均獲得骨性愈合。A組、B 組患者末次隨訪均通過 Matta 評分及 Harris 評分標(biāo)準(zhǔn)進行。兩組 Matta 評分 ( A 組 / B 組 )：優(yōu) 7 /9 例，良 10 / 12 例，一般 5 / 5 例，差 2 / 3 例，優(yōu)良率 70.8% / 72.4%。兩組 Harris 評分 ( A 組 / B 組 )：優(yōu)9 / 8 例，良 7 / 11 例，一般 4 / 5 例，差 4 / 5 例，優(yōu)良率為 66.7% / 65.6%。以上兩組間比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義 (P＞0.05，表 2 )。典型病例如圖 1。

表1 兩組一般資料比較Tab.1 Comparisons of general date between the two groups

表2 兩組手術(shù)相關(guān)資料比較 (±s)Tab.2 Comparisons of operative data (±s)

表2 兩組手術(shù)相關(guān)資料比較 (±s)Tab.2 Comparisons of operative data (±s)

組別 例數(shù) 手術(shù)時間 ( h ) 術(shù)中出血量 ( ml ) 術(shù)中透視次數(shù) ( 次 ) Matta 評分 ( % ) Harris 評分 ( % )A 組 24 3.5±0.7 1210.4±210.8 8.5±2.1 70.8 66.7 B 組 29 4.5±0.9 1500.2±211.6 11.7±2.5 72.4 65.6 P 值 <0.001 <0.001 <0.001 0.899 0.930

A、B 兩組均未出現(xiàn)血管損傷、內(nèi)固定失效、骨折不愈合等并發(fā)癥。A 組有 1 例出現(xiàn)異位骨化，兩組各有 3 例發(fā)生一過性坐骨神經(jīng)損傷，分別于術(shù)后2 周、4 周內(nèi)完全恢復(fù)。B 組出現(xiàn) 1 例淺表切口處感染，經(jīng)換藥后完全愈合。

討 論

髖臼是人體最大的負重關(guān)節(jié)，其形態(tài)和周圍解剖結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜，手術(shù)治療髖臼復(fù)雜骨折，在醫(yī)學(xué)界已成為共識。由于諸多限制，傳統(tǒng)的手術(shù)方法存在手術(shù)時間長、術(shù)中出血多、手術(shù)風(fēng)險大、術(shù)后并發(fā)癥多等問題[10]，并且要求手術(shù)醫(yī)師必須對本型骨折有深刻認識、熟練掌握解剖知識、各種手術(shù)入路及手術(shù)方法。3D 打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用是其最重要的革新領(lǐng)域之一[11-12]。3D 打印骨折模型技術(shù)核心是制作一比一實物模型，能客觀、直觀的將髖臼骨折情況呈現(xiàn)在術(shù)者面前，彌補了傳統(tǒng)影像學(xué)檢查方法的缺陷[13]。在復(fù)雜的髖臼骨折中，精準(zhǔn)復(fù)位相當(dāng)困難，而通過模型，則會變得相對簡單易行，大量研究表明髖臼骨折的手術(shù)治療效果與骨折復(fù)位質(zhì)量呈正相關(guān)[14]。手術(shù)前，主刀醫(yī)師可以通過 3D打印模型，了解各個骨折塊之間的關(guān)系，骨折線的走形，骨折位移情況，對創(chuàng)傷后解剖結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系更加熟悉，進而對骨折進行全面了解，從而在多種手術(shù)方式中選擇最佳入路及方案。由于目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，術(shù)者可在電腦上獲得很好的術(shù)前規(guī)劃以及手術(shù)演示[15]，進行模擬手術(shù)，這是傳統(tǒng)的術(shù)前計劃不可比擬的優(yōu)勢，Maini 等[16]報道，在髖臼骨折手術(shù)治療中，完成一塊重建鋼板塑形平均需耗時 4.4 min，運用 3D 打印技術(shù)節(jié)約了術(shù)中預(yù)彎鋼板的時間，通過模擬以減少術(shù)中對骨折塊多余的撬撥，最大可能避免螺釘進入髖關(guān)節(jié)內(nèi)而造成的二次損傷，降低了重要神經(jīng)損傷等并發(fā)癥出現(xiàn)的可能性，并且，通過模擬手術(shù)，可以大大加快年輕醫(yī)師的培養(yǎng)，縮短低年資醫(yī)師的學(xué)習(xí)曲線。總的來說，應(yīng)用此技術(shù)，使術(shù)中操作更加順利，使骨折端復(fù)位固定更加精準(zhǔn)，在明顯減少手術(shù)時間、術(shù)中出血的同時減少了透視次數(shù)，增加了患者圍手術(shù)期的安全，保護了患者及醫(yī)護人員的安全。

圖1 患者，男，31 歲，高處墜落傷 a：術(shù)前 X 線片；b～c：術(shù)前 CT 三維重建；d：術(shù)前 3D 打印模型；e：術(shù)中透視；f：術(shù)后 X 線片F(xiàn)ig.1 Male, 31 years old, high fall injury a: X-ray image before operation; b - c: Three-dimensional CT reconstruction before operation; d:3D-typing before operation; e: X-ray image during operation; f: X-ray image after operation

Hirvensalo 等[17]于 1993 年首先將應(yīng)用于疝氣修補的 Stoppa 入路進行改良應(yīng)用于骨盆骨折，Cole等[18]隨后將其應(yīng)用于髖臼骨折，術(shù)后隨訪顯示影像學(xué)上骨折復(fù)位及臨床功能優(yōu)良率均較高。改良Stoppa 入路可安全的在髂腰肌及血管神經(jīng)束等重要組織內(nèi)側(cè)深面放置拉鉤等手術(shù)器械，并且在屈髖屈膝的情況下可放松髂腰肌、血管神經(jīng)束，解剖相對簡單安全，減少了血管神經(jīng)損傷的概率，經(jīng)此入路術(shù)者可沿恥骨支及真骨盆緣行手術(shù)操作，很好地暴露大部分累及真骨盆緣及方形區(qū)的髖臼骨折，在妥善固定的同時能最直接地對抗股骨頭中心性脫位的趨勢，對于四邊體的處理，類似于站在房子里面修理房子墻壁，在顯露和骨折復(fù)位固定方面較髂腹股溝入路有顯著的優(yōu)勢[19]，該手術(shù)入路主要適用前壁骨折、前柱骨折和部分橫形骨折；對坐骨切跡和鄰近骶髂關(guān)節(jié)部分的骨折處理更具優(yōu)勢[20]，但其不適用于單純后壁、后柱骨折、以累及后柱為主的 T 形骨折、部分位置較低的橫形骨折，且有下腹部手術(shù)史，嚴重腸脹氣或者極度肥胖患者常常出現(xiàn)術(shù)中顯露骨折端困難，故也不適用。

K-L 入路為主要的后方入路，該入路適用于后壁伴后柱骨折、橫形伴后壁骨折，此入路操作簡便，創(chuàng)傷小。為放松坐骨神經(jīng)，術(shù)中需保持髖關(guān)節(jié)伸直位、膝關(guān)節(jié)屈曲不低于 60°，且應(yīng)最大限度的保持股骨頭的血供。剝離坐骨大切跡時，仔細分辨及保護臀上血管與神經(jīng)，后壁的骨折塊避免完全游離。異位骨化為其常見的術(shù)后并發(fā)癥，故術(shù)后應(yīng)用吲哚美辛片等藥物降低異位骨化的發(fā)生率。

髖臼骨折因為其本身復(fù)雜，單獨采用一種手術(shù)入路，對多數(shù)復(fù)雜髖臼骨折的處理是有難度的，采用聯(lián)合雙入路治療復(fù)雜髖臼骨折的復(fù)位率是要優(yōu)于前、后方單一入路的。該聯(lián)合入路主要適應(yīng)于雙柱骨折伴后壁骨折、伴有骨折線偏低的后柱骨折、髖臼后柱骨折線復(fù)雜、部分橫行骨折、波及范圍廣、單經(jīng)前方復(fù)位困難的患者，適應(yīng)證認識清楚，手術(shù)入路選擇恰當(dāng)，無疑會提高骨折復(fù)位質(zhì)量，增加手術(shù)安全性。采用聯(lián)合入路，加之 3D 打印技術(shù)的輔助，充分放大了兩種手術(shù)入路的優(yōu)勢。首先，術(shù)前可充分模擬手術(shù)，預(yù)彎鋼板，術(shù)中運用該聯(lián)合入路可使術(shù)野暴露充分，對雙柱的暴露清晰明了，能夠做到在直視下進行復(fù)位，再增加了患者圍手術(shù)期安全的同時，大大的增加手術(shù)的成功率；其次，聯(lián)合入路復(fù)位方便，兩路協(xié)同復(fù)位，可顯著提高解剖復(fù)位率，術(shù)前輔以模擬技術(shù)，極大提高手術(shù)成功率；最后，采用改良 Stoppa 聯(lián)合 K-L 入路，通過對雙柱的固定，使髖臼骨折獲得整體、全方位的固定，應(yīng)用該聯(lián)合入路，在保證復(fù)位良好的前提下，也能使髖關(guān)節(jié)在術(shù)后獲得良好的功能，且可以減少異位骨化等并發(fā)癥的發(fā)生。

3D 打印技術(shù)仍存在缺陷，其價格昂貴，模型制作時間長，使部分患者選擇傳統(tǒng)手術(shù)方式，且模型的某些骨性標(biāo)志因肌肉、韌帶的附著會與真人骨骼存在一些偏差，進而使得模擬手術(shù)進行得很順利而實際術(shù)中卻難度很大。當(dāng)然該聯(lián)合入路亦存在爭議，有學(xué)者認為該聯(lián)合入路可能會增加手術(shù)時間、術(shù)中出血量等，這會增加患者死亡的風(fēng)險；術(shù)中廣泛的軟組織剝離，術(shù)后可能會引起同側(cè)髖關(guān)節(jié)的活動障礙等。該聯(lián)合入路看似損傷較大，但術(shù)者借助3D 打印技術(shù)，可在術(shù)前精密設(shè)計，充分模擬，在術(shù)中實現(xiàn)準(zhǔn)確復(fù)位，精簡操作，比起單入路，反復(fù)復(fù)位造成的損傷，且經(jīng)過本研究發(fā)現(xiàn)，兩組間術(shù)后末次隨訪 Matta 評分及 Harris 評分比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義 (P＞0.05，表 2 )，A 組和 B 組手術(shù)時間、術(shù)中出血量、術(shù)中透視次數(shù)各組之間比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義 (P＜0.05，表 2 )，該聯(lián)合入路還是有較大可取性的。

本研究介紹了 3D 打印技術(shù)輔助下利用改良Stoppa 入路聯(lián)合 K-L 入路治療復(fù)雜髖臼骨折的應(yīng)用，該法可在術(shù)前進行合理計劃，提高圍手術(shù)期安全性，使患者受到個體化治療。患者均取得了滿意的骨折復(fù)位和牢靠的固定，臨床效果滿意。