3D打印技術(shù)輔助陳舊性骨盆髖臼骨折的手術(shù)治療

李振宏 韋進(jìn)強(qiáng) 梁周 李建全 梁靜然 郭沂 呂廣桂 李瑞 易成臘

骨盆髖臼損傷多為高能量損傷，部分病人合并 嚴(yán)重的內(nèi)臟損傷或血流動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)，待病情穩(wěn)定后可能已超過3 周，變成陳舊性骨折。文獻(xiàn)報(bào)道陳舊性骨盆髖臼骨折手術(shù)優(yōu)良率低于70%，因其存在大量瘢痕增生、軟組織攣縮、畸形愈合及解剖不清晰等因素，嚴(yán)重影響骨折復(fù)位以及明顯增加術(shù)中出血量［1］。3D打印技術(shù)可將病人骨折形態(tài)按照1∶1比例打印出實(shí)體模型，重建出正常形態(tài)的骨盆髖臼實(shí)體模型，根據(jù)模型進(jìn)行術(shù)前決策，模擬骨折復(fù)位、截骨、減壓，指導(dǎo)術(shù)前選擇及預(yù)彎內(nèi)固定物，選擇螺釘植入的位置方向，將部分術(shù)中工作提前于術(shù)前完成，減少手術(shù)時(shí)間，提高復(fù)位的效率［2-4］。玉林市中西醫(yī)結(jié)合骨科醫(yī)院聯(lián)合廣西凡華科技有限公司，2019 年5 月至2022 年2 月使用3D 打印技術(shù)輔助治療陳舊性骨盆髖臼骨折病人，本研究擬探討該方法的臨床療效。

資料與方法

一、納入標(biāo)準(zhǔn)與排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：①陳舊性骨盆環(huán)損傷合并旋轉(zhuǎn)或垂直不穩(wěn)癥狀；②髖臼陳舊性骨折或畸形愈合，髖臼關(guān)節(jié)面移位大于3 mm者；③外固定治療后殘存骨折處移位；④陳舊性骶骨骨折伴骶神經(jīng)損傷嚴(yán)重影響生活者。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①繼發(fā)髖關(guān)節(jié)炎者；②合并脊髓損傷并全癱者。

二、一般資料

共13 例病人納入本研究，男9 例，女4 例，年齡最小為6 歲7 個(gè)月，最大為77 歲，其中骨性愈合者4例，非骨性愈合者9例。受傷原因：車禍傷6例，高處墜落傷7 例。合并傷：下肢骨折、顱腦損傷、胸腹部損傷、尿道斷裂、對(duì)側(cè)下肢截肢、脊柱骨折。骨盆開放性損傷2例。病人一般資料見表1。

表1 13例病人一般資料

三、治療方法

所有病人術(shù)前均行CT平掃+三維重建，使用3D打印技術(shù)按照1∶1 比例打印出病人的全骨盆模型。分析骨折類型、骨折移位情況，結(jié)合病人局部軟組織條件，制定手術(shù)入路、骨折復(fù)位或截骨方式（骨盆髖臼骨折斷端無(wú)骨性連接病人在清除骨折斷端瘢痕、松解軟組織后行骨折復(fù)位固定；骨盆骨折畸形愈合病人前環(huán)在原骨折線處截骨，后環(huán)截骨通常選擇骶髂關(guān)節(jié)向外旁開1.5 cm 處或原髂骨骨折線部截骨；髖臼骨折畸形愈合病人通常選擇聯(lián)合入路充分暴露原骨折端或髖臼關(guān)節(jié)面后，經(jīng)原骨折線截骨重建），制定固定策略。使用接骨板固定者，術(shù)前塑形接骨板并放置于模型上，鉆孔后螺釘固定，檢查鋼板螺釘固定安全有效，并記錄鋼板放置位置、螺釘方向及長(zhǎng)度；選擇外固定架、釘棒系統(tǒng)或通道螺釘者則術(shù)前選擇合適的固定物，記錄螺釘最佳鉆入位置；拆除固定物、消毒。術(shù)中按照術(shù)前設(shè)計(jì)的手術(shù)方案進(jìn)行手術(shù)。治療的手術(shù)入路有髂窩入路、Pfannen-stiel 入路、后正中入路、髖關(guān)節(jié)直接后方入路（DPA入路）、腹直肌外側(cè)入路及聯(lián)合入路，其中髖臼骨折E 型畸形愈合者使用先經(jīng)后方DPA入路截骨松解，然后前方腹直肌外側(cè)入路截骨松解初步復(fù)位固定，最后經(jīng)后方DPA 入路完成最終復(fù)位及牢固固定。固定方式有接骨板固定、內(nèi)置外固定架（INFIX）、外固定架、釘棒系統(tǒng)、通道螺釘及髂腰固定的單獨(dú)固定或聯(lián)合固定。骨性畸形愈合者行截骨矯形復(fù)位固定，非骨性愈合者顯露原骨折斷端后清除瘢痕組織，通過術(shù)中牽引、撬撥或釘棒系統(tǒng)復(fù)位等方式可獲得復(fù)位。見表2。

表2 13例病人的治療方法

圍手術(shù)期預(yù)防性應(yīng)用抗生素，術(shù)后24小時(shí)內(nèi)拔除引流管，使用物理或藥物預(yù)防深靜脈血栓。術(shù)后24 小時(shí)即可行被動(dòng)的髖關(guān)節(jié)功能鍛煉，Tile B 型損傷在能忍受疼痛的情況下，下地負(fù)重康復(fù)，其余病人依據(jù)CT檢查判定骨折愈合后下地逐步負(fù)重行走。

四、觀察指標(biāo)及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

術(shù)后復(fù)位質(zhì)量根據(jù)Matta 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)估。末次隨訪時(shí)，髖臼骨折療效根據(jù)Merle D'Aubigne 和Postel 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、骨盆骨折根據(jù)Majeed 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)定。

結(jié) 果

所有病人均順利完成手術(shù)，手術(shù)時(shí)間為（194.38 ± 79.82）min，術(shù) 中 出 血 量 為（534.62 ±268.46）mL。按Matta 標(biāo)準(zhǔn)，骨折復(fù)位優(yōu)良率為76.92%，術(shù)前模擬固定物位置與實(shí)際固定匹配程度高。所有病人獲得5 個(gè)月～3 年的隨訪，髖臼骨折按照Merle D'Aubigne 和Postel 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，髖關(guān)節(jié)功能優(yōu)良率為75%，骨盆骨折Majeed 評(píng)分為（93.00±4.37）分。見表3。典型病例見圖1。

圖1 病人，男，6歲7個(gè)月，因高處墜落致骨盆環(huán)畸形，應(yīng)用3D打印技術(shù)輔助手術(shù) a～c：術(shù)前影像學(xué)檢查示骨盆環(huán)畸形、患側(cè)肢體內(nèi)旋并短縮；d：術(shù)前按1∶1比例打印的3D模型，在3D打印模型上截骨，模擬手術(shù)，在模型上測(cè)量數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)選擇合適的外固定架及通道螺釘；e、f：手術(shù)切口；g、h：術(shù)后影像學(xué)檢查提示雙側(cè)骨盆環(huán)畸形得以糾正，雙下肢短縮得以改善；i：截骨斷端愈合后拆除內(nèi)固定

表3 13例病人術(shù)中情況及術(shù)后評(píng)分結(jié)果

討 論

骨盆髖臼骨折若未能獲得恰當(dāng)?shù)闹委?，則可能出現(xiàn)畸形愈合、骨盆失穩(wěn)、雙下肢不等長(zhǎng)、下肢旋轉(zhuǎn)畸形、疼痛影響行走等并發(fā)癥。在合適的時(shí)機(jī)選擇正確的治療方案與骨盆髖臼骨折獲得優(yōu)良的治療效果相關(guān)。Letournel 等［5］將陳舊性髖臼骨折分為1～20 d、21～120 d 和超過120 d。Johnson 等［6］對(duì)21～120 d 之間的陳舊性髖臼骨折病人進(jìn)行了切開復(fù)位內(nèi)固定，術(shù)后復(fù)位優(yōu)良率為65%，低于新鮮髖臼骨折的手術(shù)優(yōu)良率。骨盆髖臼骨折因其解剖結(jié)構(gòu)特殊，鄰近許多重要的組織臟器，術(shù)野顯露有限，骨折斷端難以獲得滿意復(fù)位；當(dāng)損傷變?yōu)殛惻f性的時(shí)候，由于軟組織的攣縮、解剖紊亂、軟骨磨損、骨溶解、畸形愈合等原因又進(jìn)一步增加了手術(shù)的難度。

一、骨盆髖臼骨折變?yōu)殛惻f性的原因

①骨盆髖臼骨折病人受傷的方式多為高能量損傷，合并其他組織器官損傷，待合并傷有效治療后，錯(cuò)過了骨盆髖臼骨折最佳手術(shù)時(shí)間。②治療方式選擇失誤，如使用單純固定骨盆前環(huán)治療Tile C 型骨盆損傷，或?qū)τ惺中g(shù)指征的病人進(jìn)行保守治療［7-8］。陳舊性骨盆髖臼骨折病人常因肢體短縮、下肢的旋轉(zhuǎn)、坐位時(shí)坐骨不能正常接觸物體、下肢難以正常負(fù)重行走、神經(jīng)損傷難以恢復(fù)以及關(guān)節(jié)疼痛等原因嚴(yán)重影響生活質(zhì)量而再次就醫(yī)要求治療［1，9］。

二、陳舊性骨盆髖臼骨折的手術(shù)指征

髖臼骨折屬于關(guān)節(jié)內(nèi)骨折，關(guān)節(jié)軟骨面移位大于2 mm 即建議手術(shù)治療［10］。骨盆骨折的手術(shù)指征有：骨盆環(huán)不穩(wěn)定、部分撕脫骨折、開放性骨盆骨折、合并神經(jīng)損傷的骨盆骨折［11］。兒童髖臼骨折的發(fā)生率極低，全骨盆高能量損傷多導(dǎo)致骨盆骨折。12歲以上的兒童骨盆骨折治療原則與成人相同［11］，但12歲以下兒童骨盆骨折手術(shù)適應(yīng)證存在爭(zhēng)議，沒有大樣本的研究能證實(shí)兒童骨盆畸形愈合與遠(yuǎn)期治療的優(yōu)良率是否呈正相關(guān)。Jean-Marc 等［12］綜述過往文獻(xiàn)后建議不穩(wěn)定型骨折（Tile C）行手術(shù)治療，對(duì)于部分穩(wěn)定型骨折（Tile B），保守治療和手術(shù)治療的選擇取決于畸形和預(yù)期的殘余不穩(wěn)定性。年齡較大的兒童髖臼骨折治療與成人相同，年級(jí)較小的兒童髖臼骨折則需衡量骨折與骨骺生長(zhǎng)發(fā)育之間的平衡再行決定。陳舊性骨盆髖臼骨折的手術(shù)適應(yīng)證沒有形成共識(shí)。梁衛(wèi)東等［13］認(rèn)為嚴(yán)重的骨盆環(huán)旋轉(zhuǎn)移位或骨盆傾斜及雙下肢不等長(zhǎng)大于1 cm是手術(shù)適應(yīng)證，骨盆環(huán)明顯移位（包括垂直及旋轉(zhuǎn)移位）大于1 cm 會(huì)導(dǎo)致行走步態(tài)改變，造成繼發(fā)腰椎關(guān)節(jié)炎和下肢創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎；未孕女性復(fù)位要求高于其他年齡組。我們的經(jīng)驗(yàn)是：骨盆環(huán)的不穩(wěn)會(huì)影響骨盆負(fù)重功能，垂直方向的移位畸形會(huì)導(dǎo)致步態(tài)異常，旋轉(zhuǎn)畸形可能會(huì)導(dǎo)致尿失禁及盆底功能障礙，影響女性妊娠，這些是陳舊性骨盆損傷的手術(shù)適應(yīng)證。陳舊性髖臼骨折在嚴(yán)重創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎出現(xiàn)之前應(yīng)盡可能地恢復(fù)關(guān)節(jié)面平整，避免或延緩髖關(guān)節(jié)置換治療。

三、陳舊性骨盆髖臼骨折的手術(shù)入路

手術(shù)治療陳舊性骨盆髖臼骨折能改善病人癥狀［14］，其治療的關(guān)鍵是松解復(fù)位并堅(jiān)強(qiáng)固定。陳舊性骨盆髖臼骨折，受傷時(shí)間越長(zhǎng)，軟組織攣縮越嚴(yán)重，骨折復(fù)位或糾正畸形越困難，進(jìn)而手術(shù)切口選擇擴(kuò)大入路或聯(lián)合入路的需求越大［1，4-5］。當(dāng)骨折端無(wú)骨性連接時(shí)，有望通過單一常規(guī)切口清除損傷處的部分瘢痕組織后獲得復(fù)位或畸形糾正，對(duì)于軟組織彈性較好、肌肉力量強(qiáng)度不大的兒童來(lái)說(shuō)，同樣有望通過常規(guī)切口完成手術(shù)。本研究治療的兩例兒童病人均不需完全松解即獲得了良好的復(fù)位。聯(lián)合入路的優(yōu)良率要大于擴(kuò)大入路，因骨盆髖臼的所有手術(shù)入路均難以獲得骨折部位的完整顯露。對(duì)于已骨性愈合的病人，常需聯(lián)合入路來(lái)完成顯露、松解、復(fù)位以及固定。本研究使用的手術(shù)入路有：髂窩入路、Pfannen-stiel入路、后正中入路、DPA入路、腹直肌外側(cè)入路。髂窩入路在切開骨膜、沿髂骨內(nèi)板剝離骨膜后使用腎上腺素鹽水紗布填塞可減少術(shù)中出血；DPA 入路在切開臀大肌后經(jīng)梨狀肌及臀中肌肌間隙顯露，創(chuàng)傷??；腹直肌外側(cè)入路能結(jié)扎死亡冠后減少術(shù)中出血；其余入路逐層切開的同時(shí)充分止血能獲得良好的術(shù)野顯露。

四、陳舊性骨盆髖臼骨折的手術(shù)技巧

本研究采用的固定方式有：外固定支架、INFIX內(nèi)固定支架、接骨板、髂腰固定、骶髂螺釘、恥骨支螺釘。髂腰固定能糾正骨盆環(huán)縱向的移位，本研究中存在骨盆環(huán)縱向移位的病人，使用超聲骨刀截骨或松解瘢痕后使用髂腰固定能糾正縱向移位；術(shù)前應(yīng)用3D打印技術(shù)預(yù)彎接骨板后，術(shù)中通過解剖的接骨板可輔助復(fù)位骨折端；陳舊性骨盆環(huán)損傷病人，前環(huán)復(fù)位后再移位的力量大，INFIX 內(nèi)固定支架通過在LC-Ⅱ通道的致密骨區(qū)植入內(nèi)固定物，聯(lián)合接骨板能使前環(huán)獲得穩(wěn)定的固定；骶髂螺釘及恥骨支螺釘均屬于微創(chuàng)固定技術(shù)，可減少術(shù)中出血，畸形愈合的病人術(shù)中使用常規(guī)骨刀截骨時(shí)斷端出血多，截骨時(shí)使用超聲骨刀能減少術(shù)中出血。本研究有兩例病人使用超聲骨刀進(jìn)行截骨，一例6 歲7 個(gè)月，一例29 歲，兩例病人截骨后斷端出血少。術(shù)中松解骨折斷端時(shí)出血較多，我們的經(jīng)驗(yàn)是在清理瘢痕前即準(zhǔn)備好，如腎上腺素鹽水紗、預(yù)彎的接骨板、螺釘、復(fù)位鉗等，松解骨折端后迅速?gòu)?fù)位骨折端并固定可減少術(shù)中出血。

五、3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

術(shù)前仔細(xì)觀察分析3D打印模型，能作出符合病人自身?xiàng)l件及所在醫(yī)院醫(yī)療條件的術(shù)前決策［15-17］。在骨盆骨折畸形愈合病人的治療中，通過在3D打印模型中進(jìn)行截骨，可提前設(shè)計(jì)并選擇好最佳截骨的部位、最佳截骨方向（有條件者可通過3D 打印技術(shù)設(shè)計(jì)出截骨導(dǎo)板），進(jìn)而在術(shù)中獲得精準(zhǔn)截骨，截骨后進(jìn)行術(shù)前矯形，通過測(cè)量并記錄相對(duì)固定的骨質(zhì)與矯形骨塊間的關(guān)系（距離、角度、平面等），利于術(shù)中進(jìn)行矯形，術(shù)前預(yù)彎內(nèi)固定物，可通過完全解剖的內(nèi)固定物進(jìn)行骨折復(fù)位或矯形，通過觀察內(nèi)固定物與目標(biāo)矯形物之間的關(guān)系，在術(shù)中判斷矯形是否完成［4］。由于存在個(gè)體差異，特別是對(duì)于畸形愈合或難以獲得解剖復(fù)位的骨盆髖臼骨折病人使用通道螺釘技術(shù)時(shí)，常規(guī)的通道螺釘技術(shù)中進(jìn)針點(diǎn)、方向、長(zhǎng)度均存在差異，3D 打印技術(shù)可在3D 模型中進(jìn)行預(yù)演并記錄，減少術(shù)中穿刺次數(shù)，術(shù)中透視次數(shù)、手術(shù)時(shí)間、手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)［15-17］。

手術(shù)治療陳舊性骨盆髖臼骨折手術(shù)難度大，治療優(yōu)良率低。本研究發(fā)現(xiàn)3D 打印輔助有助于掌握骨折特點(diǎn)、制定合理的手術(shù)方案、提高內(nèi)固定物植入的精度、減少手術(shù)時(shí)間及術(shù)中出血量。由于本研究樣本量較少，3D 打印輔助治療骨盆髖臼陳舊性骨折的意義有待于多中心聯(lián)合以獲得大樣本量的研究考證。