3D打印傷椎置釘內(nèi)固定胸腰椎爆裂骨折△

周金華，張文璽，喬之軍，曹光華，劉國(guó)旗

（溧陽(yáng)市人民醫(yī)院脊柱外科，江蘇溧陽(yáng)213300）

胸腰段骨折占脊柱骨折的50%左右，其中爆裂 骨折占10%～20%［1］。脊柱爆裂骨折的概念是由Hold?sworth［2］提出的，他認(rèn)為主要是軸向負(fù)荷導(dǎo)致椎體向四周破裂。胸腰椎爆裂骨折所受的暴力較大，通常伴有明顯的脊柱不穩(wěn)而需要手術(shù)治療。傳統(tǒng)的后路手術(shù)創(chuàng)傷小，手術(shù)簡(jiǎn)單，在此基礎(chǔ)上，有學(xué)者提出了傷椎置釘技術(shù)，并取得了滿意的臨床療效［3］，但關(guān)于傷椎單側(cè)還是雙側(cè)置釘以及置釘?shù)拈L(zhǎng)短等諸多問題一直困擾著臨床醫(yī)生，只能憑經(jīng)驗(yàn)選擇，隨著3D打印技術(shù)的進(jìn)步，術(shù)前模擬手術(shù)使得臨床醫(yī)生可以更好的術(shù)前規(guī)劃、減少術(shù)中透視次數(shù)、縮短手術(shù)時(shí)間。筆者回顧性分析本院采用3D打印傷椎置釘內(nèi)固定治療的胸腰椎爆裂骨折病例，臨床療效滿意，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）單一節(jié)段的胸腰段（T11～L2）爆裂骨折；（2）受傷時(shí)間≤2周的新鮮骨折；（3）病椎至少有一側(cè)椎弓根完整。

排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）合并脊髓損傷；（2）合并明顯的骨質(zhì)疏松（T＜-2.5）；（3）胸腰椎陳舊性、病理性骨折；（4）病椎雙側(cè)椎弓根斷裂；（5）難以耐受手術(shù)者。

1.2 一般資料

回顧性分析2013年1月～2019年3月本院收治的胸腰段爆裂骨折患者，共65例符合上述標(biāo)準(zhǔn)，納入本研究。依據(jù)術(shù)前醫(yī)患溝通結(jié)果，將患者分為兩組。兩組患者術(shù)前一般資料見表1，兩組在性別構(gòu)成、年齡、傷因、損傷節(jié)段的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。所有病例均經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者均獲知情同意。

表1 兩組患者術(shù)前一般資料與比較

1.3 手術(shù)方法

打印組：術(shù)前行脊柱X線片和三維CT掃描，建立數(shù)字三維模型（圖1a～1d），打印損傷段實(shí)體脊柱模型（圖1e,1f）。根據(jù)傷椎椎弓根損傷情況，決定是單側(cè)還是雙側(cè)傷椎固定，并確定傷椎置釘長(zhǎng)度及粗細(xì)，同時(shí)觀察關(guān)節(jié)突增生鈣化情況，確定椎弓根進(jìn)針點(diǎn)，找到骨性標(biāo)志便于術(shù)中辨認(rèn)，同時(shí)確定椎弓根螺釘?shù)倪M(jìn)針角度、長(zhǎng)度、粗細(xì)和連接桿的長(zhǎng)度，并預(yù)先折彎備用。并在實(shí)體脊柱模型進(jìn)行模擬手術(shù)?；颊邭夤懿骞苋楹?，俯臥位于手術(shù)臺(tái)上，C型臂X線機(jī)透視定位傷椎位置，手術(shù)均采用椎旁肌間隙入路，盡量不損傷關(guān)節(jié)囊，電凝顯露椎弓根進(jìn)針點(diǎn)位置。尖椎開口、扁椎開路，絲攻擴(kuò)道，打印組按術(shù)前規(guī)劃置入椎弓根螺釘、術(shù)前預(yù)彎的連接桿，撐開復(fù)位擰緊尾帽，C型臂X線機(jī)透視滿意。

圖1 患者，男，46歲，T12椎體爆裂性骨折，行3D打印傷椎置釘內(nèi)固定治療 1a:術(shù)前X線片示T12椎體明顯壓縮變扁，傷椎前緣高度比值為51.37%，傷椎矢狀位節(jié)段后凸Cobb角達(dá)到20.3° 1b,1c:術(shù)前CT平掃及三維重建示前、中柱爆裂性骨折，椎管占位 1d:術(shù)前MRI檢查提示椎體后方韌帶復(fù)合體損傷 1e,1f:術(shù)前3D打印確定椎弓根進(jìn)針點(diǎn)位置、傷椎置釘長(zhǎng)短和粗細(xì)以及確定長(zhǎng)度的連接桿并進(jìn)行預(yù)彎 1g:術(shù)后3 d X線片示T12椎體高度基本恢復(fù)，傷椎前緣高度比值為98.53%，傷椎矢狀位節(jié)段后凸Cobb角糾正到3.7° 1h:術(shù)后1年5個(gè)月復(fù)查X線片示T12椎體高度基本維持不變，傷椎前緣高度比值為97.07%，傷椎矢狀位節(jié)段后凸Cobb角維持至3.9°

非打印組：常規(guī)操作透視下徒手置釘，測(cè)深決定螺釘長(zhǎng)度，經(jīng)驗(yàn)性選擇螺釘粗細(xì)，折彎后放置連接桿適當(dāng)撐開復(fù)位后擰緊尾帽。沖洗手術(shù)切口止血后逐層關(guān)閉切口。

所有患者術(shù)后常規(guī)藥物與鎮(zhèn)痛處理，術(shù)后第3 d完善X線片檢查，兩組患者均于術(shù)后1周左右佩戴胸腰椎支具下地功能鍛煉。

1.4 評(píng)價(jià)指標(biāo)

記錄圍手術(shù)期資料，如手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量、術(shù)中透視次數(shù)等。采用疼痛視覺模擬評(píng)分（visual an?alogue scale,VAS）、Oswestry功能障礙指數(shù)（Oswes?try disability index,ODI）和日本骨科協(xié)會(huì)腰評(píng)分（Japanese Orthopaedic Association,JOA）評(píng)價(jià)臨床效果。行影像檢查，測(cè)量傷椎前緣高度比值，傷椎高度比=［傷椎前緣高度×2/（上椎體前緣高度+下椎體前緣高度）］；測(cè)量傷椎局部后凸Cobb角，后凸Cobb角=［傷椎上方椎體的上椎板延長(zhǎng)線的垂直線和傷椎下方椎體的下椎板延長(zhǎng)線垂直線的夾角。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié) 果

2.1 圍手術(shù)期情況

兩組患者均順利完成手術(shù)，術(shù)中均無(wú)重要血管、脊髓、神經(jīng)根和內(nèi)臟損傷。兩組患者圍手術(shù)期資料見表2。打印組手術(shù)時(shí)間、透視次數(shù)、術(shù)中失血量均顯著小于非打印組（P＜0.05）；兩組切口長(zhǎng)度和傷椎置釘數(shù)的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。打印組32例中，30例切口甲級(jí)愈合，2例切口乙級(jí)愈合；非打印組33例中，29例切口甲級(jí)愈合，4例切口乙級(jí)愈合；兩組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.414）。

表2 兩組圍手術(shù)期資料與比較

術(shù)后打印組32例患者均未出現(xiàn)神經(jīng)癥狀，非打印組33例中，1例出現(xiàn)一過性下肢麻木，但不伴肌力減退，未行特殊處理，術(shù)后1周癥狀自然緩解。兩組患者均未發(fā)生切口深部感染、癥狀性血栓等并發(fā)癥。

2.2 隨訪結(jié)果

所有患者均獲隨訪，隨訪時(shí)間12～24個(gè)月，平均（18.02±4.67）個(gè)月。隨訪結(jié)果見表3。隨時(shí)間推移，兩組患者VAS和ODI評(píng)分顯著減少（P＜0.05），而JOA評(píng)分顯著增加（P＜0.05）。相同時(shí)間點(diǎn)，兩組間VAS、ODI和JOA評(píng)分的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

表3 兩組患者隨訪結(jié)果（分，±s）與比較

表3 兩組患者隨訪結(jié)果（分，±s）與比較

指標(biāo)V A S評(píng)分O D I評(píng)分0.9 0 1 0.6 5 1 0.4 2 3時(shí)間點(diǎn)術(shù)前術(shù)后3 d末次隨訪P值術(shù)前術(shù)后3 d末次隨訪P值術(shù)前術(shù)后3 d末次隨訪P值J O A評(píng)分打印組（n=3 2）6.6 7±0.8 8 3.6 6±0.6 5 1.7 5±0.6 7＜0.0 0 1 7 8.7 5±6.7 2 5 7.9 7±5.9 4 3 2.1 9±5.3 8＜0.0 0 1 7.5 0±1.5 2 4 1 7.7 8±1.2 9 2 5.9 4±1.3 4＜0.0 0 1非打印組（n=3 3）6.7 9±0.7 4 3.7 0±0.5 9 1.7 6±0.6 4＜0.0 0 1 7 8.9 4±5.4 1 5 8.6 4±5.9 0 3 1.2 1±4.3 4＜0.0 0 1 7.6 4±1.2 7 0 1 7.5 5±1.0 9 2 5.7 9±1.2 4＜0.0 0 1 P值0.5 6 3 0.7 9 2 0.9 3 4 0.6 9 6 0.4 2 9 0.6 4 3

末次隨訪時(shí)，打印組32例中，29例完全無(wú)痛，3例活動(dòng)時(shí)輕度疼痛；30例行走正常，無(wú)跛行，2例輕度跛行；28例彎腰活動(dòng)正常，4例彎腰活動(dòng)輕度受限；28例恢復(fù)傷前運(yùn)動(dòng)和勞動(dòng)能力，4例未恢復(fù)至傷前運(yùn)動(dòng)勞動(dòng)能力水平。非打印組33例中，28例完全無(wú)痛，5例活動(dòng)時(shí)輕度疼痛；30例行走正常，無(wú)跛行，3例輕度跛行；29例彎腰活動(dòng)正常，4例彎腰活動(dòng)輕度受限；29例恢復(fù)傷前運(yùn)動(dòng)和勞動(dòng)能力，4例未恢復(fù)至傷前運(yùn)動(dòng)勞動(dòng)能力水平。

2.3 影像學(xué)評(píng)估

兩組患者影像測(cè)量結(jié)果見表4。與術(shù)前相比，術(shù)后3 d和末次隨訪時(shí)兩組患者傷椎高度比均顯著增加，而后凸Cobb角均顯著減少，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；與術(shù)后3 d相比，末次隨訪時(shí)兩組患者傷椎高度比后凸Cobb角數(shù)值相當(dāng)，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。不同時(shí)間點(diǎn)，兩組間傷椎高度比和后凸Cobb角的數(shù)值差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。至末次隨訪時(shí)，兩組患者內(nèi)固定物均無(wú)松、斷裂。打印組典型病例影像見圖1。

表4 兩組不同時(shí)間點(diǎn)影像測(cè)量結(jié)果（±s）與比較

表4 兩組不同時(shí)間點(diǎn)影像測(cè)量結(jié)果（±s）與比較

指標(biāo)傷椎高度比（%）后凸C o b b角（°）打印組（n=3 2）5 4.0 6±5.6 8 9 6.0 0±1.3 9 9 5.5 5±1.1 9＜0.0 0 1 1 6.5 0±3.5 6 3.5 5±0.8 1 4.0 5±0.7 2＜0.0 0 1時(shí)間點(diǎn)術(shù)前術(shù)后3 d末次隨訪P值術(shù)前術(shù)后3 d末次隨訪P值0.6 2 5 0.1 3 7 0.6 5 9 P值0.3 3 3 0.3 2 0 0.2 5 9非打印組（n=3 3）5 2.7 6±5.1 0 9 6.3 9±1.7 5 9 5.9 5±1.5 9＜0.0 0 1 1 6.8 8±2.6 1 3.8 7±0.9 0 4.1 4±0.9 0＜0.0 0 1

3 討論

胸腰椎爆裂骨折行后路手術(shù)是目前臨床上最常用的手術(shù)方法，為增強(qiáng)后路內(nèi)固定的穩(wěn)定性，有學(xué)者主張采用長(zhǎng)節(jié)段固定［4］。短節(jié)段固定創(chuàng)傷小，如何提高穩(wěn)定性困擾著臨床醫(yī)生，近年來(lái)傷椎置釘與不置釘?shù)膶?duì)比研究也越來(lái)越多［5-8］。本研究所有患者均采用傷椎置釘內(nèi)固定治療，術(shù)后各時(shí)間點(diǎn)的VAS、JOA、ODI評(píng)分較前一時(shí)間點(diǎn)組內(nèi)比較均有顯著改善，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明兩組患者療效滿意。兩組患者末次隨訪與術(shù)后3 d傷椎高度比和后凸Cobb角數(shù)值相當(dāng)，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明傷椎置釘可防止后期傷椎高度丟失。

3D打印使得術(shù)前和家屬談話溝通變的更加便捷容易，也讓手術(shù)者對(duì)于椎體爆裂性骨折有了更直觀、全面的了解。關(guān)于傷椎單側(cè)還是雙側(cè)置釘?shù)膯栴}，張貴春等［9］證實(shí)單側(cè)和雙側(cè)傷椎置釘可達(dá)到同樣的效果。作者認(rèn)為若3D打印模型顯示雙側(cè)椎弓根均完整則可考慮雙側(cè)置釘，如有一側(cè)椎弓根損傷或懷疑損傷則選擇對(duì)側(cè)單側(cè)置釘；關(guān)于傷椎置釘長(zhǎng)短的問題，王俊等［10］研究發(fā)現(xiàn)傷椎置入短釘撐開復(fù)位后椎管面積恢復(fù)效果均優(yōu)于長(zhǎng)釘。作者認(rèn)為若3D打印模型顯示上終板整塊塌陷，則傷椎選擇短釘置入，若3D打印模型顯示傷椎的上終板有一側(cè)局部明顯塌陷，預(yù)計(jì)間接無(wú)法復(fù)位，術(shù)中則進(jìn)針點(diǎn)選擇在椎弓根中部，扁椎開路后向上撬撥復(fù)位，選擇該側(cè)長(zhǎng)螺釘置入起到支撐作用，同時(shí)也增加了脊柱的前屈穩(wěn)定性；關(guān)于置釘粗細(xì)的問題，盡量選擇粗的椎弓根螺釘并術(shù)前模擬手術(shù)證實(shí)可用；對(duì)于關(guān)節(jié)突增生嚴(yán)重病例，術(shù)中椎弓根進(jìn)針點(diǎn)難以判別，根據(jù)3D打印模型術(shù)前模擬手術(shù)，找到進(jìn)針點(diǎn)骨性標(biāo)志，便于術(shù)中快速找準(zhǔn)進(jìn)針點(diǎn)；另外根據(jù)3D打印模型結(jié)合責(zé)任節(jié)段選擇合適長(zhǎng)度的連接桿并進(jìn)行預(yù)彎備用。

本研究存在一定的局限性，首先，樣本量較少，隨訪時(shí)間較短，以后需進(jìn)一步增加病例數(shù)量并進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間隨訪研究。其次，本研究數(shù)據(jù)的測(cè)量均在X線片上進(jìn)行，由于攝片角度的不同，存在一定的測(cè)量誤差。

綜上所述，傷椎置釘治療胸腰椎爆裂型骨折可有效防止后期傷椎高度丟失，而術(shù)前3D打印個(gè)體化治療可更好的術(shù)前規(guī)劃、明顯縮短手術(shù)時(shí)間、減少術(shù)中透視次數(shù)，值得臨床推廣。