3D打印技術(shù)輔助髂腹股溝入路治療髖臼雙柱骨折

楊杰，王朝暉，何波涌，趙快平，唐艷平，劉建偉，李凌霄，曹書杰

(南華大學(xué)附屬郴州市第一人民醫(yī)院創(chuàng)傷骨科，湖南 郴州 423000)

髖臼骨折大多是由沖擊導(dǎo)致的負(fù)重關(guān)節(jié)內(nèi)骨折，其中雙柱骨折最為常見，約占髖臼骨折的22.7%，具有骨折移位明顯、復(fù)位困難、周圍解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點，是創(chuàng)傷骨科處理較棘手的問題，往往需手術(shù)治療[1]。前后聯(lián)合入路是經(jīng)典的髖臼雙柱骨折手術(shù)入路，具有暴露廣、便于骨折復(fù)位固定等優(yōu)勢，但創(chuàng)傷大、解剖復(fù)雜、并發(fā)癥多，而采取髂腹股溝等單一前入路治療髖臼雙柱骨折創(chuàng)傷明顯減少，療效滿意，近年來逐漸成為研究熱點[2-4]。由于髖臼解剖結(jié)構(gòu)的特殊性，術(shù)前傳統(tǒng)的X線及CT等影像學(xué)資料具有一定局限性，往往難以精確再現(xiàn)骨折空間構(gòu)象及移位，而3D打印髖臼骨折模型可1︰1精準(zhǔn)復(fù)制髖臼骨折結(jié)構(gòu)，直觀立體地觀測及操作骨折模型，使復(fù)雜髖臼骨折的復(fù)位固定更高效，從而提高手術(shù)安全與骨折復(fù)位固定質(zhì)量[5-6]。本文回顧性分析自2016年1月至2019年5月，我科應(yīng)用3D打印技術(shù)輔助髂腹股溝入路治療12例不伴后壁骨折的髖臼雙柱骨折患者，療效滿意，現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本研究共12例，其中男9例，女3例；年齡24～70歲，平均(46.4±15.1)歲。受傷原因：交通事故傷6例，重物砸傷2例，高處墜落傷4例。新鮮骨折11例，陳舊骨折1例。受傷至手術(shù)時間6～26 d。合并顱腦損傷6例，脊柱、四肢骨折7例，肋骨骨折、肺挫傷4例，骶骨骨折并坐骨神經(jīng)損傷1例。入院后常規(guī)行患側(cè)下肢骨牽引，請相應(yīng)科室會診協(xié)助處理合并損傷，待病情平穩(wěn)后再行髖臼骨折手術(shù)治療。

1.2 3D打印骨盆模型并模擬手術(shù) 所有患者均采用西門子64排螺旋CT掃描確認(rèn)為不伴后壁骨折的髖臼雙柱骨折，獲取DICOM數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入MIMICS 10.0軟件，完成三維模型重建。同時利用健側(cè)的鏡面圖像設(shè)計后柱螺釘導(dǎo)板模型，輸出模型的STL文件，再輸入3D打印機，打印出1︰1骨盆模型和后柱螺釘導(dǎo)板。在模型上模擬手術(shù)并對鋼板進(jìn)行預(yù)塑形，指導(dǎo)術(shù)中骨折復(fù)位及內(nèi)固定鋼板螺釘?shù)闹萌隱7-8]。

1.3 手術(shù)方法 氣管插管全身麻醉下取仰臥位。從髂后上棘近端沿髂嵴至恥骨聯(lián)合切開，逐層切開皮膚、皮下組織至腹外斜肌腱膜層，推開筋膜組織。分離組織并建立三窗，注意保護重要血管、神經(jīng)以及精索或者子宮圓韌帶。分別自第1、2、3窗分離顯露探查骨折，先向外牽引復(fù)位向內(nèi)脫位的股骨頭，再遵循“由近向遠(yuǎn)，先前柱再后柱”順序進(jìn)行骨折復(fù)位固定[9-10]。以手指觸摸四邊體，牽引下采用頂棒、復(fù)位鉗或復(fù)位鉤復(fù)位后柱骨折并克氏針臨時固定，利用導(dǎo)板或手指引導(dǎo)下置入后柱螺釘導(dǎo)針，C型臂X線機前后位、髂骨斜位、閉孔斜位透視骨折復(fù)位及后柱螺釘導(dǎo)針滿意后，用預(yù)塑形鋼板固定前柱骨折，以螺釘和/或通過3D模型預(yù)塑形的髂坐支撐鋼板固定后柱骨折。1例合并骶骨骨折的先予以后路骶髂螺釘聯(lián)合張力帶鋼板三角固定。術(shù)中均采用自體血回輸技術(shù)。

1.4 術(shù)后處理 術(shù)前30～60 min及術(shù)后24 h內(nèi)預(yù)防性應(yīng)用抗生素。圍術(shù)期應(yīng)用低分子肝素鈉防靜脈血栓，術(shù)后1～2 d拔除引流管。術(shù)后第2天開始下肢主動功能鍛煉。術(shù)后1、2、3、6個月復(fù)查X線片，視骨折愈合情況指導(dǎo)下地負(fù)重行走時間。

1.5 術(shù)后評估 記錄手術(shù)時間、術(shù)中出血量、并發(fā)癥。術(shù)后拍攝患側(cè)前后位、髂骨斜位、閉孔斜位X線片并按Matta標(biāo)準(zhǔn)評估骨折復(fù)位質(zhì)量[11]：測量術(shù)后X線片上骨折塊分離最大距離，優(yōu)：<4 mm；良：4～10 mm；可：11～20 mm；差：>20 mm。半年后按改良的Merled’Aubigne和Postel評分系統(tǒng)評價髖關(guān)節(jié)功能[12]：疼痛2～6分，行走1～6分，關(guān)節(jié)活動范圍1～6分。優(yōu)：18分；良：15～17分；可：13～14分；差：<13分。

2 結(jié) 果

本組患者除1例加作K-L入路外，其余均采用單一髂腹股溝入路完成手術(shù)。全部患者均獲得隨訪，隨訪時間0.5～2.5年，平均(1.5±0.7)年。骨性愈合時間8～10周。手術(shù)時間130～245 min，術(shù)中出血量600～1 600 mL，自體血回輸300～800 mL。術(shù)后按Matta標(biāo)準(zhǔn)評估骨折復(fù)位質(zhì)量：優(yōu)6例，良4例，可2例，優(yōu)良率83.3%。股外側(cè)皮神經(jīng)牽拉損傷2例，大腿前方麻木感于2周后逐步恢復(fù)正常。無血管損傷、傷口感染、深靜脈血栓、腹股溝疝、異位骨化、復(fù)位丟失、內(nèi)固定失效等。采用改良的Merled’Aubigne和Postel評分系統(tǒng)評價髖關(guān)節(jié)功能：優(yōu)5例，良4例，可3例，優(yōu)良率75.0%。

典型病例為一70歲男性患者，因高處墜落致左髖部疼痛、活動受限2 d入院，入院時診斷為左側(cè)髖臼雙柱骨折。常規(guī)予以左下肢骨牽引，術(shù)前利用數(shù)字技術(shù)3D打印1︰1骨盆模型，模擬手術(shù)和預(yù)塑形鋼板，受傷后8 d在全身麻醉下經(jīng)左髂腹股溝入路行左髖臼雙柱骨折切開復(fù)位預(yù)塑形鋼板螺釘內(nèi)固定術(shù)，術(shù)后3個月復(fù)查X線片顯示骨性愈合，可棄拐行走。手術(shù)前后影像學(xué)資料見圖1～4。

3 討 論

雙柱骨折為高能量所致的復(fù)雜髖臼骨折，骨折線呈多平面，多由兩條或者多條骨折線會聚組成“T”型或者“Y”型骨折，髖臼前后柱與骶髂關(guān)節(jié)脫離使整個髖臼呈漂浮狀，稱為“浮動髖臼”。目前，尚無一種方法能全面詳細(xì)地對所有髖臼骨折進(jìn)行準(zhǔn)確分類。Luca把髖臼雙柱骨折分為三個部分，髂后部：固定于骶髂關(guān)節(jié)，與髖關(guān)節(jié)無任何連接；髂恥部(前柱)：與股骨頭接觸，包括髖臼窩中央1/3和前角；坐骨部(后柱)：通過髖臼窩后角與股骨頭接觸。根據(jù)骨折線形態(tài)分為兩型，I型：前線自髂前上、下棘之間水平向后，與髖臼上方“T”型骨折相似；Ⅱ型：前線自髂嵴垂直向下，與髖臼上方“Y”型骨折相似[1，13]。由于髖臼雙柱骨折移位通常超過3 mm，牽引等保守治療很難獲得滿意的二次匹配，會引起臼頂區(qū)域的高應(yīng)力狀態(tài)，從而易于發(fā)生創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎、股骨頭壞死、關(guān)節(jié)僵硬等并發(fā)癥[14]。臨床上往往建議采取手術(shù)治療，其療效與初始損傷的嚴(yán)重程度、骨折復(fù)位固定質(zhì)量及術(shù)后康復(fù)鍛煉等多方面因素有關(guān)，其中恰當(dāng)?shù)氖中g(shù)入路在骨折的暴露和復(fù)位固定中是不可忽略的一環(huán)。

前后聯(lián)合入路暴露廣，便于較好的完成骨折復(fù)位固定，但創(chuàng)傷大、手術(shù)時間長、學(xué)習(xí)曲線長，易出現(xiàn)感染、神經(jīng)血管損傷、外展肌無力和異位骨化等并發(fā)癥[14-15]。近年來，單一前入路成為髖臼雙柱骨折治療的研究熱點，主要包括經(jīng)典的髂腹股溝入路、Stoppa入路、改良髂腹股溝入路、腹直肌外側(cè)入路等。髂腹股溝入路可提供整個同側(cè)半骨盆內(nèi)側(cè)表面的廣泛視野來復(fù)位，包括骨盆前環(huán)、髖臼前柱、前壁，很大程度促進(jìn)骨盆、髖臼骨折手術(shù)發(fā)展，很多術(shù)式都是以此改良及補充，至今仍是金標(biāo)準(zhǔn)。臨床應(yīng)用發(fā)現(xiàn)髂腹股溝入路可直視下復(fù)位固定前柱骨折，通過牽引下采用頂棒、復(fù)位鉗或復(fù)位鉤等復(fù)位后柱骨折，并以后柱通道螺釘/髂坐支撐鋼板固定后柱骨折。本組病例除2例出現(xiàn)股外側(cè)皮神經(jīng)牽拉損傷外，無其他并發(fā)癥發(fā)生。本組1例術(shù)中發(fā)現(xiàn)后柱骨折難以獲得滿意復(fù)位，加作了后方K-L入路，療效滿意，是治療雙柱骨折的有效方法。

圖2 術(shù)前CT三維重建示左髖臼雙柱骨折 圖3 3D打印1︰1骨盆模型大體照

圖4 髂腹股溝入路術(shù)后3個月X線片示骨折愈合

除了選擇恰當(dāng)?shù)氖中g(shù)入路以及提供充分的暴露外，術(shù)者還需充分熟悉骨盆解剖并做好術(shù)前設(shè)計。為此，我們通過CT掃描重建髖臼骨折的立體、直觀的三維模型，直接觀察及模擬骨折的復(fù)位固定，通過3D打印的髖臼骨折患側(cè)鏡面模型，術(shù)前進(jìn)行鋼板的預(yù)彎處理和確立后柱螺釘?shù)睦硐脒M(jìn)釘點及植入方向，術(shù)中可通過預(yù)彎的鋼板協(xié)助和判斷骨折復(fù)位，從而進(jìn)一步避免骨折復(fù)位不良的發(fā)生，有效縮短了手術(shù)時間，提高了安全性，優(yōu)化手術(shù)方案[5，16]。數(shù)字技術(shù)為臨床醫(yī)生提供了虛擬的治療環(huán)境，模擬了臨床操作步驟、內(nèi)固定的位置和角度，與常規(guī)手術(shù)相比，具有直觀、無損傷、可視化、可重復(fù)性等特點，結(jié)合血管造影，將血管和骨盆一并打印，從而將血管也納入術(shù)前設(shè)計中，可減少對髖臼周圍重要血管及周圍結(jié)構(gòu)的損傷，從而更完善手術(shù)方案，實現(xiàn)對復(fù)雜髖臼骨折安全精準(zhǔn)的手術(shù)治療[17]。本組病例采用3D打印技術(shù)輔助單一髂腹股溝入路治療髖臼雙柱骨折，骨折復(fù)位優(yōu)良率達(dá)83.3%。

總之，3D打印技術(shù)輔助髂腹股溝入路治療不伴后壁骨折的髖臼雙柱骨折，方法可行，療效肯定，值得推廣。