3D打印技術(shù)輔助手術(shù)治療復(fù)雜性髖臼骨折23例臨床報(bào)道

向文遠(yuǎn)，陳平波，溫峰利，郎毅

(新疆醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院骨科，新疆 烏魯木齊 830001)

髖臼作為全身最大的負(fù)重關(guān)節(jié)，骨折常由于高能量的間接或擠壓暴力所致，如墜擊傷、交通事故等因素。復(fù)雜的髖臼骨折對(duì)外科醫(yī)生來說是具有挑戰(zhàn)性的，因此，良好的治療方案、骨折塊的高質(zhì)量復(fù)位是髖關(guān)節(jié)恢復(fù)良好功能及術(shù)后康復(fù)好壞的關(guān)鍵因素。隨著數(shù)字骨科的發(fā)展，3D打印技術(shù)以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，通過逐層打印的方式構(gòu)建物質(zhì)的技術(shù)發(fā)展日益成熟。打印模型可以提供一個(gè)完整的觀察，有利于準(zhǔn)確的分類和處理髖臼骨折，從而提高外科醫(yī)生手術(shù)效率，縮短手術(shù)時(shí)間，減少并發(fā)癥的發(fā)生[1-2]。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本組病例來自于新疆醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院骨科，自2018年4月至2020年4月運(yùn)用3D打印個(gè)體化治療髖臼骨折的患者23例，其中男16例，女7例；年齡26～51歲，平均(44.5±6.23)歲。左側(cè)髖關(guān)節(jié)8例，右側(cè)髖關(guān)節(jié)15例。骨折根據(jù)Letournel-Judet分型，后柱骨折12例，后壁骨折3例，后柱加后壁骨折4例，橫行骨折1例，前柱加后半橫行骨折2例，“T”形骨折1例。23例患者無合并血管神經(jīng)損傷。

1.2 手術(shù)方法

1.2.1 術(shù)前準(zhǔn)備 手術(shù)前完善血常規(guī)、生化、凝血等各項(xiàng)常規(guī)檢查，檢測(cè)血壓、血糖值，采用西門子螺旋CT平掃及醫(yī)學(xué)3D重建檢查，導(dǎo)出CT資料后經(jīng)3D打印機(jī)制成1∶1的髖臼骨骨折局部模型，便于醫(yī)師直接觀察，并結(jié)合X線片、CT圖像制定合理的手術(shù)操作方案。包括確定手術(shù)入路，模擬骨折塊復(fù)位，重建鋼板的置入和預(yù)彎折塑性，螺釘?shù)倪M(jìn)釘位點(diǎn)、角度和長(zhǎng)度。患者均在術(shù)前行股骨髁上牽引制動(dòng)，并予以消腫止痛對(duì)癥處理，積極處理合并癥狀，確保無深靜脈血栓形成。術(shù)前行氨甲環(huán)酸注射液100 mL，切皮前10 min靜脈滴注完畢。

1.2.2 手術(shù)方法 髖臼前柱骨折及移位不多的橫行骨折采用髂腹股溝入路予復(fù)位固定，其余骨折均經(jīng)前后聯(lián)合入路。前入路經(jīng)髂腹股溝入路，后路經(jīng)Kocher-Langenbeck入路?；颊卟捎萌砺樽恚?cè)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3窗，注意保護(hù)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。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(shí)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(jī)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。

1.3 術(shù)后處理 術(shù)后常規(guī)采用抗生素預(yù)防感染，36～72 h后拔除引流管，予患側(cè)股骨髁上骨牽引2～3周，再根據(jù)情況下床扶拐活動(dòng)。

1.4 療效評(píng)價(jià) 采用Matta影像學(xué)評(píng)分[3-4]評(píng)估患者骨折復(fù)位質(zhì)量，優(yōu)：移位<1 mm；可：移位2～3 mm；差：移位>3 mm。功能評(píng)估采用Majeed評(píng)分[4]系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)定，根據(jù)患者疼痛、坐立情況、工作能力、性能力、輔助行走情況、步態(tài)、行走距離等進(jìn)行功能療效評(píng)定，其中>85分為優(yōu)，70～84分為良，55～69分為可，<55分為差。

2 結(jié) 果

23例患者手術(shù)均順利完成，手術(shù)時(shí)間為68～133 min，平均(89.0±26.6)min；術(shù)中出血量為260～610 mL，平均(375.1±126.8)mL；術(shù)中輸血量為0～600 mL，平均(321.6±183.8)mL。23例患者進(jìn)行為期1年的隨訪，首次平均隨訪時(shí)間為(88.0±2.0)d。3個(gè)月隨訪時(shí)髖臼骨折復(fù)位療效按照Matta評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定，優(yōu)18例，可5例。末次隨訪時(shí)功能評(píng)分按照Majeed評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定，優(yōu)11例，良9例，可3例，優(yōu)良率為86.96%。Majeed功能評(píng)分結(jié)果：疼痛為(25.64±2.20)分，坐立情況為(9.21±1.12)分，工作能力為(14.75±1.15)分，性能力為(3.17±0.85)分，輔助行走情況為(10.86±1.55)分，步態(tài)為(9.75±1.68)分，行走距離為(9.11±1.34)分，總分(83.65±7.67)分。本組術(shù)中無血管、神經(jīng)損傷發(fā)生，術(shù)后1例有切口淺表感染，經(jīng)積極對(duì)癥處理后痊愈，隨訪未發(fā)現(xiàn)內(nèi)固定松動(dòng)等異常，未出現(xiàn)雙下肢不等長(zhǎng)發(fā)生。

典型病例為一70歲男性患者，因車禍出現(xiàn)右髖部疼痛不適，活動(dòng)受限1 d。查體右髖部外后側(cè)可見明顯青紫，局部壓痛明顯，骨盆分離，擠壓試驗(yàn)陽性，縱軸叩擊痛陽性，右髖關(guān)節(jié)活動(dòng)受限，可觸及骨擦音，右下肢末梢膚溫、血運(yùn)正常；下腹部明顯鼓脹，壓痛明顯。行右髖臼骨折切開復(fù)位內(nèi)固定術(shù)。手術(shù)前后影像學(xué)資料見圖1～3。

3 討 論

髖臼骨折的治療是一個(gè)復(fù)雜的課題，據(jù)統(tǒng)計(jì)髖臼骨折約占全身骨折的0.7%[5]，多因高能量暴力導(dǎo)致?lián)p傷。有研究顯示在過去的20年中，隨著重型車輛創(chuàng)傷的增加，骨盆及髖臼骨折發(fā)病率呈上升趨勢(shì)，并且骨盆損傷已是創(chuàng)傷患者除顱腦部和胸部損傷死亡的第三大原因[6]。髖臼骨折的同時(shí)常伴有骨盆骨折或骨盆旋轉(zhuǎn)[7]，因?yàn)榻馄饰恢蒙钊?，手術(shù)顯露較為困難，且周圍的動(dòng)靜脈血管和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)密集，在治療時(shí)又需要盡可能的解剖復(fù)位堅(jiān)強(qiáng)固定，因此是創(chuàng)傷骨科最具難度的手術(shù)之一。目前，對(duì)于髖臼骨折有明顯移位，骨折不穩(wěn)定的盡早行手術(shù)治療已成為共識(shí)[8]。由于手術(shù)的困難和術(shù)后的不確定因素都會(huì)導(dǎo)致骨折畸形愈合，術(shù)后發(fā)生并發(fā)癥可能性大大增加?；位蛞莆怀^3mm而未復(fù)位的患者，容易導(dǎo)致髖關(guān)節(jié)功能活動(dòng)障礙，最終導(dǎo)致創(chuàng)傷性骨關(guān)節(jié)炎，最后不得已進(jìn)行髖關(guān)節(jié)置換術(shù)[9]。

圖1 術(shù)前DR片示右髖部髖臼骨折 圖2 3D打印模型 圖3 術(shù)后3 d DR片示復(fù)位滿意

在20世紀(jì)60年代以前，髖臼骨折非手術(shù)治療一直是主流治療方法，直到Judet等[10]教授提出髖臼的前后柱理念，骨科醫(yī)生們對(duì)治療的理解和概念才轉(zhuǎn)變，而后對(duì)髖臼骨折的治療趨勢(shì)發(fā)生了巨大變化。在理論的加持下，治療方案更加標(biāo)準(zhǔn)化，提高了工作效率，可以滿足多數(shù)患者的治療需求。但對(duì)于少數(shù)特殊患者的治療，更多的是靠醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)和感覺。隨著圖像技術(shù)的發(fā)展及3D打印技術(shù)的成熟，個(gè)體化的設(shè)計(jì)及治療方案呼之欲出。個(gè)體化治療是骨科的一個(gè)重要發(fā)展方向，個(gè)體化能進(jìn)一步改進(jìn)手術(shù)方案設(shè)計(jì)，掌握患者除正常解剖結(jié)構(gòu)的細(xì)微不同，充分考慮骨骼肌系統(tǒng)病患的個(gè)體特征，滿足不同性別、人種、宗教、運(yùn)動(dòng)習(xí)慣和職業(yè)的個(gè)體需要，從而實(shí)現(xiàn)治療決策與治療技術(shù)的優(yōu)化[11]。3D打印技術(shù)的出現(xiàn)無疑解決了個(gè)體化治療的困境。髖關(guān)節(jié)是人體中的主要負(fù)重大關(guān)節(jié)，由于位置深入，髖臼組成牽涉較多，解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，髖臼骨折的手術(shù)治療對(duì)骨科醫(yī)生充滿挑戰(zhàn)，同時(shí)也是臨床創(chuàng)傷骨科一直研究的熱點(diǎn)。而復(fù)雜的髖臼手術(shù)屬于專家級(jí)難度，Helfet等[12]研究表明不同經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師對(duì)關(guān)節(jié)解剖復(fù)位的復(fù)位率也不盡相同。髖臼骨折手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)大、時(shí)間長(zhǎng)、術(shù)后并發(fā)癥多使初學(xué)者望而生畏。和傳統(tǒng)手術(shù)方案相比，3D打印技術(shù)輔助下行手術(shù)治療具有如下優(yōu)勢(shì)：(1)定位螺釘打入的位置和方向，提高內(nèi)置物置入的準(zhǔn)確性，提高關(guān)節(jié)周圍手術(shù)的安全性；(2)術(shù)中操作簡(jiǎn)便，特別是對(duì)三維空間感差的低年資醫(yī)生，有效縮短了這類難度較大的復(fù)雜手術(shù)學(xué)習(xí)曲線；(3)減少術(shù)中X線透視次數(shù)，減少患者及術(shù)者放射線輻射量；(4)對(duì)手術(shù)區(qū)域骨折異常及影響骨骼解剖標(biāo)志定位點(diǎn)的患者尤其適宜；(5)與計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航技術(shù)相比，減少了術(shù)中操作流程及術(shù)中設(shè)備的應(yīng)用，節(jié)省了術(shù)中空間，降低術(shù)中感染發(fā)生率，縮短手術(shù)時(shí)間[13]。

術(shù)前的影像學(xué)檢查，充分掌握骨折情況移位的程度，做好預(yù)定術(shù)式及入路是術(shù)中復(fù)位的關(guān)鍵。從X線片到CT再到3D重建，圖像所勾勒得骨折狀態(tài)也越來越清晰，而3D打印模型的使用能使術(shù)者在術(shù)前就有了手術(shù)信心，并對(duì)預(yù)后有了預(yù)見性的判斷[14]。采用X線以及CT掃描的二維影像學(xué)方法對(duì)骨折的程度進(jìn)行評(píng)估，存在一定的局限性，因此事前做好手術(shù)入路的規(guī)劃，選擇復(fù)位方法和固定器械，以確保病變周圍解剖，并進(jìn)行術(shù)中準(zhǔn)確的復(fù)位及固定。目前，一些數(shù)字技術(shù)如3D重建、個(gè)體化手術(shù)設(shè)計(jì)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、3D打印技術(shù)等應(yīng)用為骨科手術(shù)的精準(zhǔn)治療提供了技術(shù)基礎(chǔ)。采用3D打印技術(shù)通過逐層打印方式可以把3D數(shù)字模型進(jìn)行構(gòu)造還原[15]，成為精準(zhǔn)醫(yī)療的有效手段[16]。

3D打印技術(shù)問世于1984年，并逐漸在關(guān)節(jié)外科得到推廣應(yīng)用。李偉等[17]采用3D打印配合改良的Stoppa聯(lián)合Kocher-Langenbeck入路成功治療24例復(fù)雜性髖臼骨折，在術(shù)前進(jìn)行了合理規(guī)劃，有利于個(gè)體化的治療，有效提高了手術(shù)質(zhì)量。邱少東等[18]采用3D打印技術(shù)制作1∶1還原實(shí)物模型，并進(jìn)行了預(yù)手術(shù)，成功治療了18例陳舊性骨盆髖臼骨折患者。王小陣等[19]采用3D打印技術(shù)聯(lián)合組合式接骨板，有效的治療了髖臼后壁的復(fù)雜性骨折。王雨辰等[20]采用計(jì)算機(jī)虛擬復(fù)位與3D打印技術(shù)相結(jié)合，明確了術(shù)前規(guī)劃，采用dAubigne Postal功能評(píng)定優(yōu)良率為86.7%。黃偉等[21]研究采用3D打印技術(shù)輔助治療與常規(guī)CT治療完成手術(shù)做對(duì)比，結(jié)果3D打印輔助完成手術(shù)的術(shù)后并發(fā)癥明顯降低。3D打印技術(shù)可以進(jìn)行有效精準(zhǔn)的術(shù)前規(guī)劃，對(duì)提高手術(shù)成功率至關(guān)重要。綜合來說，應(yīng)用3D打印技術(shù)治療髖臼損傷具有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：(1)全方位的直觀觀察有利于了解骨折情況、嚴(yán)重程度，明確疾病的分型和診斷，提高手術(shù)的準(zhǔn)確性和不同觀察者的一致性；(2)有利于判斷髖臼骨折位置，是否缺損，確定植骨區(qū)域；(3)可以按照患者的解剖特點(diǎn)提供個(gè)性化輔助導(dǎo)板，確定復(fù)位的標(biāo)志，螺釘固定位置，預(yù)先準(zhǔn)備術(shù)中使用的特殊器械；(4)有利于開展臨床教學(xué)，提高教學(xué)效果，增進(jìn)學(xué)習(xí)興趣。本組患者治療結(jié)果顯示，通過3D打印技術(shù)治療復(fù)雜性髖臼骨折患者，能準(zhǔn)確評(píng)估術(shù)前損傷，縮短手術(shù)時(shí)間，減少并發(fā)癥的發(fā)生，具有良好的安全性。