3D打印技術(shù)在骨盆髖臼骨折外科治療中的應(yīng)用價(jià)值

穆衛(wèi)廬 常軍英 賈東昭 付強(qiáng) 馮建書 侯衛(wèi)星 王彥志 李炎 邢兆國(guó) 李琦軍

骨盆髖臼骨折是一種較為常見的高能量損傷性骨折，多較為嚴(yán)重，其治療是一大難題。在骨盆髖臼骨折治療中，骨折程度評(píng)估、術(shù)前計(jì)劃和手術(shù)方案制定依靠術(shù)者個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和影像學(xué)資料，目前多根據(jù)二維影像學(xué)資料對(duì)骨盆髖臼骨折情況進(jìn)行綜合評(píng)估。骨盆髖臼結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和骨折類型多樣性導(dǎo)致該部位骨折難以應(yīng)用解剖鋼板進(jìn)行固定治療[1]。為使鋼板與骨盆髖臼貼合，術(shù)者需對(duì)鋼板進(jìn)行彎折，然而在術(shù)中進(jìn)行鋼板反復(fù)彎折不僅會(huì)延長(zhǎng)手術(shù)時(shí)間，還會(huì)導(dǎo)致鋼板強(qiáng)度降低，影響鋼板與骨盆髖臼貼合，局部應(yīng)力集中，從而導(dǎo)致鋼板斷裂[2]。而在術(shù)前應(yīng)用3D打印技術(shù)對(duì)骨盆髖臼骨折三維結(jié)構(gòu)和形態(tài)進(jìn)行還原，通過三維圖像和模型進(jìn)行虛擬復(fù)位，提前制定全面的手術(shù)方案，對(duì)骨盆髖臼骨折治療預(yù)后有很好的應(yīng)用價(jià)值和意義[3]。本研究對(duì)2017年1月至2017年6月在石家莊市第三醫(yī)院接受治療的32例骨盆髖臼骨折患者在外科治療中應(yīng)用3D打印技術(shù)，取得滿意效果，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017年1月至2017年6月在我院接受治療的32例骨盆髖臼骨折患者為觀察對(duì)象，其中男20例，女12例，年齡21～58歲，平均為(35.82±4.93)歲；雙側(cè)骨折11例，左側(cè)髖部骨折13例，右側(cè)髖部骨折8例。損傷原因主要為車禍傷、高空墜落傷和重物壓砸傷，其中3例合并尿道損傷，2例合并休克，7例合并股骨頭軟骨面損傷。所有患者均為閉合性骨盆髖臼骨折，且均在傷后1周內(nèi)接受治療。

1.2 方法

術(shù)前對(duì)患側(cè)骨盆進(jìn)行CT三維重建，采用MakerWare軟件將模型轉(zhuǎn)換為3D打印機(jī)可使用的模式，對(duì)骨盆進(jìn)行模型構(gòu)建并保存為STL格式后傳遞給3D打印機(jī)，加熱溶解多聚賴氨酸，并通過噴頭進(jìn)行累積成型，熔融沉積成型后得到同比例的骨盆髖臼骨折模型[4]。觀察模型，結(jié)合軟件對(duì)骨塊進(jìn)行分析，同時(shí)對(duì)關(guān)節(jié)面塌陷情況進(jìn)行測(cè)量，并進(jìn)行手術(shù)入路、骨折復(fù)位、鋼板置入部位、鋼板塑形、螺釘進(jìn)入方向和位置等的設(shè)計(jì)[5]。針對(duì)使用拉力螺釘部位設(shè)計(jì)3D打印導(dǎo)板，然后進(jìn)行模型構(gòu)建，根據(jù)手術(shù)方案在模型上置入鋼板和螺釘。在對(duì)手術(shù)方案有充足的把握后，結(jié)合患者病情狀況，按照設(shè)計(jì)進(jìn)行手術(shù)操作[6]。

術(shù)中及術(shù)后對(duì)患者進(jìn)行抗感染治療，切口放置相應(yīng)的負(fù)壓引流，術(shù)后2周進(jìn)行下肢肌肉收縮訓(xùn)練，2周后行髖關(guān)節(jié)屈伸活動(dòng)鍛煉，術(shù)后1個(gè)半月進(jìn)行不負(fù)重行走，術(shù)后3個(gè)月根據(jù)情況棄拐行走。術(shù)后隨訪觀察患者手術(shù)相關(guān)指標(biāo)和骨盆髖臼骨折恢復(fù)情況。采用Matta分級(jí)評(píng)價(jià)髖臼骨折復(fù)位情況[7]，采用改良Merle D’Aubigne and Postel評(píng)分系統(tǒng)評(píng)估髖關(guān)節(jié)功能恢復(fù)情況。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 23.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料應(yīng)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果

所有患者手術(shù)時(shí)長(zhǎng)為62～128 min，平均為(83.21±10.37) min，術(shù)中出血量為230～840 mL，平均為(411.35±63.20) mL。

所有患者在術(shù)后均未出現(xiàn)切口感染、固定松動(dòng)和骨折延遲愈合等并發(fā)癥，骨折愈合時(shí)間為10～17周，平均為(12.76±1.01)周。

所有患者隨訪時(shí)間為24～32個(gè)月，Matta評(píng)級(jí)為優(yōu)19例，良9例，可4例，改良Merle D’Aubigne and Postel評(píng)分為(16.26±2.35)分。術(shù)后隨訪X線檢查顯示，所有骨折均愈合良好。

典型病例：患者男性，25歲，車禍致右側(cè)髖部嚴(yán)重?cái)嗔研怨钦?，術(shù)前進(jìn)行模型構(gòu)建，將鋼板預(yù)彎，術(shù)中對(duì)患者進(jìn)行骨折復(fù)位，置入鋼板和螺釘，在C形臂X射線機(jī)的引導(dǎo)下，確定復(fù)位良好、鋼針位置正確且鋼板與骨盆貼合后，縫合切口并做好切口感染防控，術(shù)后3個(gè)月X線片顯示骨折愈合良好(圖1)。

圖1典型病例 a. 術(shù)前骨盆正位X線片 b. 3D打印模型和導(dǎo)板 c、d. 術(shù)中C形臂X射線機(jī)引導(dǎo) e、f. 術(shù)后右側(cè)閉孔位、髂骨位X線片

3 討論

在骨盆髖臼骨折內(nèi)固定治療中，內(nèi)固定質(zhì)量、骨折復(fù)位效果和創(chuàng)傷嚴(yán)重程度是決定預(yù)后的關(guān)鍵因素。骨盆髖臼作為身體承重的重要部位，可維持身體穩(wěn)定性。骨折類型和病情嚴(yán)重程度決定了手術(shù)方案和治療效果。骨盆髖臼骨折屬于高能量損傷，對(duì)旋轉(zhuǎn)垂直不穩(wěn)定型骨盆髖臼骨折采用保守治療效果欠佳，此類骨折需手術(shù)治療，但手術(shù)操作難度較大，術(shù)后效果難以預(yù)估。術(shù)中由于坐骨大切跡部位區(qū)域暴露困難，周圍有血管及神經(jīng)分布，沒有合適的匹配鋼板，固定難度高，術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率也相對(duì)較高。骨盆髖臼骨折為關(guān)節(jié)內(nèi)骨折，骨折解剖復(fù)位非常重要，盡可能地恢復(fù)髖關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，保持頭臼關(guān)系，可減少術(shù)后并發(fā)癥。

應(yīng)用3D打印技術(shù)可在術(shù)前進(jìn)行手術(shù)方案規(guī)劃，術(shù)前精確測(cè)量能減少術(shù)中鋼板反復(fù)預(yù)彎次數(shù)，并對(duì)螺釘位置和置入深度等提前預(yù)估，從而縮短手術(shù)時(shí)間，提高手術(shù)質(zhì)量，降低術(shù)后感染發(fā)生率[8]。與傳統(tǒng)的依賴于術(shù)者個(gè)人經(jīng)驗(yàn)在大腦中進(jìn)行模擬修復(fù)相比，3D打印技術(shù)治療髖臼骨盆骨折更具科學(xué)性，同時(shí)術(shù)前實(shí)體模型可全面掌握患者病情，加深患者和家屬對(duì)病情復(fù)雜性的了解，使治療方案得到理解和配合。

對(duì)于骨盆髖臼骨折，術(shù)前應(yīng)用3D打印技術(shù)能在減少手術(shù)時(shí)間和出血量的同時(shí)，提高骨折治療效果，為骨盆髖臼骨折治療提供指導(dǎo)。