虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)輔助兒童發(fā)育性髖脫位Salter截骨術(shù)△

謝 祎，程富禮

（鄭州市骨科醫(yī)院小兒骨科，河南鄭州 450052）

發(fā)育性髖關(guān)節(jié)脫位（developmental dysplasia of the hip,DDH）是兒童骨科常見的關(guān)節(jié)畸形之一，發(fā)病率約為1%，女性發(fā)病率高于男性，主要表現(xiàn)為臀紋、大腿紋不對(duì)稱、下肢不等長(zhǎng)、會(huì)陰部變寬及行走時(shí)跛行步態(tài)，若未治療可影響患兒正常生長(zhǎng)發(fā)育，并導(dǎo)致成年后髖關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎［1-3］。Salter骨盆截骨術(shù)是治療DDH的經(jīng)典術(shù)式，術(shù)中將髂骨截?cái)?，以恥骨聯(lián)合為鉸鏈，通過移動(dòng)截?cái)嗟镊墓歉淖凅y臼的方向，以恢復(fù)髖關(guān)節(jié)的正常解剖關(guān)系，利于髖臼的正常發(fā)育和塑形［4-5］。Salter骨盆截骨術(shù)中對(duì)髖臼旋轉(zhuǎn)方向的精確程度是影響手術(shù)效果的關(guān)鍵，因此準(zhǔn)確了解髖臼的畸形程度，合理做好術(shù)前規(guī)劃、避免術(shù)中操作誤差是臨床醫(yī)師的不懈追求［6］。術(shù)前的影像學(xué)評(píng)價(jià)是了解患兒髖臼畸形程度的重要手段，數(shù)字化醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在骨科得到應(yīng)用，可準(zhǔn)確評(píng)估病變情況，并模擬手術(shù)進(jìn)行。故此，本研究對(duì)在院實(shí)施Salter骨盆截骨術(shù)的46例DDH患兒臨床資料進(jìn)行回顧性分析，探討虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用效果及對(duì)并發(fā)癥的影響，報(bào)道如下：

1 手術(shù)技術(shù)

1.1 術(shù)前虛擬設(shè)計(jì)

虛擬模型建立、數(shù)據(jù)測(cè)量及打?。盒g(shù)前使用東芝Aquilion 64排螺旋CT（日本東芝公司）進(jìn)行盆骨及股骨近端掃描（電壓：120 kV，電流140 mAs，層厚1 mm），所得數(shù)據(jù)導(dǎo)入Minics 17.0軟件，建立虛擬髖關(guān)節(jié)模型，見圖1。測(cè)量重建的虛擬髖關(guān)節(jié)模型健側(cè)及患側(cè)髖臼指數(shù)（acetabular index,AI），于Simulate模塊中以健側(cè)為基準(zhǔn)，鏡像至患側(cè)髖關(guān)節(jié)，記錄患側(cè)髖臼畸形程度。模擬Salter截骨術(shù)，以患側(cè)髂前上、下嵴線的中點(diǎn)與坐骨大切跡中點(diǎn)連線進(jìn)行截骨，以恥骨聯(lián)合處作為中心軸，將髖臼分別向前、向下、向外旋轉(zhuǎn)，使其與鏡像后的健側(cè)髖臼窩最大程度重合，觀察手術(shù)效果，確認(rèn)股骨頭包容良好，據(jù)此方法行手術(shù)治療（圖1）。

圖1 Minics軟件重建髖關(guān)節(jié)模型示意圖 1a～1d:術(shù)前DDH模型正位觀、左側(cè)位觀、后位觀、右側(cè)位觀顯示右側(cè)髖臼存在前傾畸形，需行手術(shù)矯正

1.2 麻醉與體位

患兒氣管插管全身麻醉，麻醉成功后，取側(cè)臥位實(shí)施手術(shù)，術(shù)側(cè)下肢及髖關(guān)節(jié)常規(guī)消毒鋪巾。

1.3 手術(shù)操作

行患側(cè)Bikini切口，長(zhǎng)度約6～8 cm（圖2a），沿括筋膜張肌、縫匠肌間隙暴露股直肌，操作過程中注意保護(hù)外側(cè)皮神經(jīng)。沿著髂嵴軟骨外緣近端切開，將髂骨外側(cè)肌剝離至坐骨大孔，注意保留骨膜。股直肌于近端起點(diǎn)處切斷并適當(dāng)向遠(yuǎn)端游離，屈曲外旋髖關(guān)節(jié)暴露髂腰肌，將腱性部分切斷，“T”型切開關(guān)節(jié)囊，清理髖臼內(nèi)纖維結(jié)締組織、脂肪組織及殘存圓韌帶，切斷橫韌帶，修復(fù)關(guān)節(jié)囊，注意保護(hù)髖臼內(nèi)關(guān)節(jié)軟骨。之后從骨膜下剝離髂骨，可見坐骨切跡，以線鋸經(jīng)股骨近端外側(cè)做股骨轉(zhuǎn)子間截骨，根據(jù)術(shù)前虛擬操作中以坐骨大切跡至髂前下嵴為截骨線，與髂骨縱軸垂直，避免弧形或斜形截骨，截取所需骨塊大小，按照術(shù)前模擬確定的髖臼最佳旋轉(zhuǎn)角度，將髖臼遠(yuǎn)端向下、向前旋轉(zhuǎn)至合適角度，撐開截骨縫隙適當(dāng)下壓臼頂，注意保留坐骨大切跡及內(nèi)板后2/3完整作為鉸鏈，將術(shù)前準(zhǔn)備合適的自體或異體骨塊插入截骨間隙，使髂前上嵴、截骨塊與髂前下嵴內(nèi)側(cè)面齊平，以克氏針固定，針尾留于皮外，隨后復(fù)位股骨頭，沿同心圓中心復(fù)位髖臼，修剪多余關(guān)節(jié)囊，被動(dòng)活動(dòng)髖關(guān)節(jié)，判斷復(fù)位后穩(wěn)定性，逐層縫合手術(shù)切口，切口留置引流管。手術(shù)示意圖見圖2。

圖2 改良Salter骨盆截骨術(shù)示意圖 2a:患側(cè)Bikini切口，長(zhǎng)度約6～8 cm 2b:剝離髂骨外側(cè)肌至坐骨大孔，注意保留骨膜 2c:自髂前上下棘之間向后至坐骨大切跡前方2 cm拐彎向下至坐骨大切跡，做V形截骨

1.4 術(shù)后處理

術(shù)后髖上外展支架固定，術(shù)后24～48 h拔除引流管，2周后指導(dǎo)實(shí)施屈髖功能訓(xùn)練，術(shù)后8～12周實(shí)施X線檢查，根據(jù)恢復(fù)情況拆除固定支架，并逐漸負(fù)重訓(xùn)練，術(shù)后6個(gè)月取出內(nèi)固定。

2 臨床資料

2.1 一般資料

回顧性分析2015年6月～2018年1月在本院實(shí)施Salter骨盆截骨術(shù)治療的DDH患兒臨床資料，共46例（46髖），其中男7例（7髖），女39例（39髖），患兒年齡6個(gè)月～8歲，平均（3.02±0.58）歲；脫位部位：左側(cè)30例，右側(cè)16例；脫位程度Tonnis分級(jí)：II級(jí)16例、III級(jí)25例、IV級(jí)5例。本研究獲得醫(yī)院倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)，所有患者均知情同意。

2.2 初步結(jié)果

患兒均順利完成手術(shù)，手術(shù)時(shí)間（52.33±7.52）min，術(shù)中失血量（45.35±5.01）ml，術(shù)后住院（7.20±1.55）d；術(shù)中及術(shù)后無嚴(yán)重并發(fā)癥?；純盒g(shù)后隨訪6～18個(gè)月，平均（10.35±3.01）個(gè)月，于術(shù)后12周左右下床活動(dòng)并開始負(fù)重訓(xùn)練。隨訪期間，1例發(fā)生內(nèi)固定松動(dòng)感染，取出后經(jīng)抗感染治療好轉(zhuǎn)，無再脫位、股骨頭缺血性壞死、髖骨翼畸形等嚴(yán)重并發(fā)癥。末次隨訪時(shí)，所以患兒均可自行下地活動(dòng)，Mckay功能評(píng)價(jià)優(yōu)良率為100%。影像測(cè)量結(jié)果見表1，虛擬手術(shù)與真實(shí)手術(shù)的髖臼指數(shù)（AI）、中心邊緣角（centre edge,CE）、前傾角比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），虛擬手術(shù)與真實(shí)手術(shù)AI、CE角、前傾角均低于術(shù)前（P＜0.05）。典型病例影像見圖3。

圖3 患兒，女，1歲11個(gè)月 3a:術(shù)前骨盆X線正位片顯示左側(cè)髖關(guān)節(jié)脫位，對(duì)側(cè)髖臼發(fā)育正常，需行手術(shù)矯正 3b:術(shù)后6周骨盆X線正位片顯示左髖關(guān)節(jié)同心復(fù)位，髖臼指數(shù)下降，較術(shù)前明顯改善 3c:術(shù)后6個(gè)月骨盆正位片X線片顯示髖關(guān)節(jié)形態(tài)良好，髖臼指數(shù)基本恢復(fù)正常 3d:術(shù)后12個(gè)月，取出內(nèi)固定后正位片X線顯示髖臼覆蓋良好，髖臼指數(shù)正常，包容滿意，恢復(fù)良好

表1 46例患兒手術(shù)前后虛擬與真實(shí)手術(shù)參數(shù)（±s）與比較

表1 46例患兒手術(shù)前后虛擬與真實(shí)手術(shù)參數(shù)（±s）與比較

images/BZ_82_219_2645_719_2709.pngAI（°）images/BZ_82_719_2645_1013_2709.png術(shù)前P值術(shù)前P值images/BZ_82_1013_2645_1435_2709.png38.23±6.10＜0.001 66.85±4.58＜0.001images/BZ_82_1435_2645_1953_2709.png37.58±5.74＜0.001 67.53±5.21＜0.001images/BZ_82_1953_2645_2262_2709.pngimages/BZ_82_219_2773_719_2837.pngimages/BZ_82_719_2773_1013_2837.pngimages/BZ_82_1013_2773_1435_2837.pngimages/BZ_82_219_2901_719_3094.pngimages/BZ_82_719_2901_1013_3094.pngimages/BZ_82_1435_2773_1953_2837.pngimages/BZ_82_1953_2773_2262_2837.png0.600images/BZ_82_1013_2901_1435_3094.png前傾角（°）images/BZ_82_219_3158_719_3222.pngimages/BZ_82_719_3158_1013_3222.pngimages/BZ_82_1435_2901_1953_3094.pngimages/BZ_82_1953_2901_2262_3094.pngimages/BZ_82_1013_3158_1435_3222.pngimages/BZ_82_1435_3158_1953_3222.pngimages/BZ_82_1953_3158_2262_3222.png0.514

3 討論

近年來數(shù)字化醫(yī)學(xué)不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助下進(jìn)行手術(shù)模擬指導(dǎo)治療的方式開始在臨床應(yīng)用，大大提高了手術(shù)操作精準(zhǔn)度，成為手術(shù)效果的有效保障［8-9］。3D打印技術(shù)是將醫(yī)學(xué)與材料學(xué)相結(jié)合，并實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化的典型案例。在Salter截骨術(shù)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過術(shù)前CT測(cè)量結(jié)果，利用計(jì)算機(jī)建立骨盆及髖關(guān)節(jié)模型，可直觀、準(zhǔn)確的了解到患側(cè)髖臼的畸形程度，對(duì)髖臼缺損程度、異常方向做出準(zhǔn)確評(píng)估［10］。在實(shí)際手術(shù)操作前，通過模擬手術(shù)實(shí)施患側(cè)的髖關(guān)節(jié)髂骨截骨、旋轉(zhuǎn)髖臼等操作，并再次與鏡像后的健側(cè)解剖結(jié)構(gòu)對(duì)照，使其最大程度與健側(cè)髖臼結(jié)合，完成精準(zhǔn)的髖臼畸形矯正，確定最佳手術(shù)方案，最后根據(jù)模擬最佳手術(shù)方案實(shí)施手術(shù)的指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)手術(shù)的個(gè)性化和精準(zhǔn)化［11-12］。既往學(xué)者認(rèn)為，骨科手術(shù)中虛擬模型及模擬手術(shù)因忽略軟骨的存在，往往發(fā)生與現(xiàn)實(shí)手術(shù)結(jié)果不匹配的情況［13］。而本次手術(shù)在建立骨盆及髖關(guān)節(jié)模型時(shí)，充分考慮髖關(guān)節(jié)的軟骨情況，模擬操作中直接在骨性結(jié)構(gòu)上實(shí)施，避免因忽略軟骨而對(duì)手術(shù)造成的影響，獲得最佳手術(shù)效果，結(jié)果術(shù)前、術(shù)后虛擬手術(shù)與真實(shí)手術(shù)的AI、CE角、前傾角比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且術(shù)后均較術(shù)前得到改善。

此外在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中通過模擬手術(shù)操作，可無限制的重復(fù)手術(shù)操作，選擇最理想的截骨旋轉(zhuǎn)位置，獲得準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)，保證了實(shí)際手術(shù)操作的精準(zhǔn)性，和手術(shù)的順利進(jìn)行，避免因?qū)嶋H手術(shù)中骨塊旋轉(zhuǎn)角度不當(dāng)而引起的相關(guān)問題，減少了術(shù)后相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生［14-15］。本研究中所有患兒術(shù)中及術(shù)后均未出現(xiàn)嚴(yán)重并發(fā)癥，患兒恢復(fù)良好，末次隨訪時(shí)患兒McKay功能評(píng)價(jià)優(yōu)良率為100%，說明虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)輔助治療DDH在療效及并發(fā)癥方面可獲得滿意的效果。本研究不足之處在于病例少，僅對(duì)初次手術(shù)患兒進(jìn)行研究，無法驗(yàn)證其在術(shù)后再脫位患兒中的應(yīng)用效果，此外模擬操作中無法模擬骨膜及肌肉組織的干擾，仍無法完全替代手術(shù)中其他評(píng)估手段。

綜上所述，Salter骨盆截骨術(shù)在治療兒童DDH中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可獲得滿意的療效。