3D打印技術(shù)聯(lián)合橋接組合式內(nèi)固定系統(tǒng)治療復(fù)雜髖臼骨折的臨床療效

秦 航,李順華,王從濤,郭永明,羅智成,羅 鴻

北京積水潭醫(yī)院貴州醫(yī)院骨外科,貴陽 550000

髖臼骨折可由骨盆骨折時恥骨、坐骨或髂骨骨折而波及髖臼,也可由髖關(guān)節(jié)中心性脫位所致[1]。復(fù)雜髖臼骨折屬于髖臼骨折的一種,隨著社會的快速發(fā)展,復(fù)雜髖臼骨折的發(fā)病率不斷增加,雖然復(fù)雜髖臼骨折的發(fā)病率在全身骨折類型中并不常見,但是髖臼位置特殊以及解剖關(guān)系復(fù)雜,內(nèi)側(cè)有盆腔器官,后方有坐骨神經(jīng)經(jīng)過,導(dǎo)致復(fù)雜髖臼骨折的治療難度較大[2]。傳統(tǒng)的治療方法以切開復(fù)位內(nèi)固定為主,但因術(shù)前缺乏模型,術(shù)中需要反復(fù)復(fù)位,導(dǎo)致手術(shù)時間長、術(shù)后創(chuàng)傷大、恢復(fù)進(jìn)程緩慢[3]。3D打印技術(shù)近年來已經(jīng)在外科領(lǐng)域顯露出獨特的優(yōu)勢,例如在治療陳舊性髖臼后壁骨折中,按1∶1比例打印骨盆3D模型可以更直觀地了解髖臼后壁骨折情況,實現(xiàn)術(shù)前的模擬復(fù)位練習(xí)[4]。本研究回顧性分析2020年3月—2022年1月筆者醫(yī)院收治復(fù)雜髖臼骨折患者97例,探討橋接組合式內(nèi)固定系統(tǒng)聯(lián)合3D打印技術(shù)在復(fù)雜髖臼骨折中的臨床效果。

臨床資料

1 一般資料

納入標(biāo)準(zhǔn):(1)年齡>18歲;(2)復(fù)雜髖臼骨折診斷標(biāo)準(zhǔn)參照《實用骨科學(xué)》[5],經(jīng)CT、MRI等影像學(xué)證實,復(fù)雜髖臼包括:前柱與后半橫骨折、T形骨折、后柱與后壁骨折等;(3)均為新鮮骨折,受傷時間在2周內(nèi);(4)符合手術(shù)指征,手術(shù)操作由同一組醫(yī)師完成;(5)精神狀態(tài)正常,可正確表達(dá)意識。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)既往有骨折手術(shù)或重大手術(shù)史;(2)盆腔大血管神經(jīng)發(fā)生損傷;(3)髖臼后壁大面積缺失;(4)合并心肺疾病、生命體征不穩(wěn)定;(5)合并精神疾病。

本組收治復(fù)雜髖臼骨折患者97例,男性51例,女性46例;年齡28～69歲,平均42.2歲。根據(jù)手術(shù)方式不同將患者分為傳統(tǒng)組(45例,重建鋼板手術(shù))和3D組(52例,3D打印技術(shù)聯(lián)合橋接組合式接骨板內(nèi)固定系統(tǒng)治療)。傳統(tǒng)組男性24例,女性21例;年齡28～67歲,平均42.6歲;高處墜落傷13例,道路交通傷23例,擠壓傷9例;骨折按Letournel-Judet分型:前柱+后半橫形骨折11例,雙柱骨折13例,T形骨折21例;受傷至手術(shù)時間2～14d,平均8.5 d;合并顱腦損傷9例,胸腹臟器損傷10例,失血性休克3例,出現(xiàn)坐骨神經(jīng)損傷癥狀3例,下肢深靜脈血栓形成4例。3D組男性27例,女性25例;年齡30～69歲,平均41.8歲;高處墜落傷15例,道路交通傷28例,擠壓傷9例;骨折按Letournel-Judet分型:前柱+后半橫形骨折11例,雙柱骨折15例,T形骨折26例;受傷至手術(shù)時間3～13d,平均8.2d;合并顱腦損傷11例,胸腹臟器損傷13例,下肢深靜脈血栓形成5例,失血性休克4例,出現(xiàn)坐骨神經(jīng)損傷癥狀者5例。兩組患者一般資料比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。本研究經(jīng)北京積水潭醫(yī)院貴州醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會審批(202001057)。

2 方法

傳統(tǒng)組:入院后給予補液、維持電解質(zhì)平衡、抗休克處理,根據(jù)骨折分型選擇合適的手術(shù)入路方案?；颊呷“雮?cè)臥位,全身麻醉后,實施重建鋼板手術(shù)。顯露骨折后,檢查并清理骨折端,使用髖臼復(fù)位鉗盡可能將骨折尤其是負(fù)重區(qū)的關(guān)節(jié)面解剖復(fù)位。復(fù)位后選擇合適的重建鋼板固定,重建鋼板必須足夠堅強以利于患者術(shù)后早期活動。術(shù)中使用C型臂X線機觀察骨折復(fù)位及內(nèi)固定情況。術(shù)畢給予常規(guī)抗感染和抗凝治療。

3D組:入院后給予補液、維持電解質(zhì)平衡、抗休克處理,橋接組合式接骨板內(nèi)固定系統(tǒng)包含鎖定螺釘、固定棒、連接塊3個部分。術(shù)前CT掃描骨折部位,仔細(xì)分析骨折塊形態(tài)及移位情況,根據(jù)Letournel-Judet分型,確定好手術(shù)入路方式,運用閾值分割和區(qū)域增長功能快速分離骨折塊。通過對單個骨折塊進(jìn)行移動、旋轉(zhuǎn)等操作完成髖臼骨折的虛擬復(fù)位,將所有復(fù)位骨折塊合并成一個復(fù)位模型,并可見骨折塊間骨折線。使用3D打印機采用熔融沉積成型法技術(shù),打印出同比例的三維模型。術(shù)前醫(yī)師在三維模型上進(jìn)行模擬訓(xùn)練,掌握骨折塊的結(jié)構(gòu)、復(fù)位順序,提前塑型,制定好具體的手術(shù)入路方案,確定固定數(shù)量等。術(shù)中采取髂腹股溝入路,切開皮膚、皮下,分層切開腹股溝韌帶。在髂前上棘和恥骨結(jié)節(jié)之間的中部辨認(rèn)出髂恥梳筋膜,將外側(cè)的腰大肌和股神經(jīng)與內(nèi)側(cè)的髂外動靜脈分隔,游離此筋膜到骨盆入口緣,將其切斷,進(jìn)入到四邊體表面和真骨盆腔。術(shù)中沿骨盆入口緣、四邊體表面以及恥骨上支進(jìn)行剝離,充分顯露前柱骨折。必要時加做后方入路,將臀大肌向后內(nèi)側(cè)牽開,分離、牽開短外旋肌,顯露整個后壁和后柱。術(shù)畢常規(guī)放置引流管,給予抗凝和常規(guī)抗感染治療。

3 觀察指標(biāo)

(1)手術(shù)相關(guān)指標(biāo):記錄兩組患者住院時間、術(shù)中出血量、術(shù)中透視次數(shù)、手術(shù)時間、術(shù)后引流量。(2)髖關(guān)節(jié)功能:術(shù)前、術(shù)后6個月采用Harris髖關(guān)節(jié)功能評分[6]評估患者髖關(guān)節(jié)功能狀況,包括功能(0～47分)、活動度(0～5分)、畸形(0～4分)、疼痛(0～44分)4個項目,總分100分,評分越高功能越好。(3)復(fù)位情況:術(shù)后第3天患者均接受骨盆正位、閉孔斜位、髂骨斜位X線片檢查,其中解剖復(fù)位:骨折移位<1mm;復(fù)位滿意:骨折移位2～3mm;復(fù)位不滿意:骨折移位>3mm?？倧?fù)位滿意率=解剖復(fù)位率+復(fù)位滿意率。(4)并發(fā)癥:記錄兩組患者術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生情況,包括傷口脂肪液化、股神經(jīng)牽拉、異位骨化、創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎等。

4 統(tǒng)計學(xué)分析

結(jié) 果

與傳統(tǒng)組比較,3D組術(shù)中透視次數(shù)、術(shù)后引流量、術(shù)中出血量較少,住院時間、手術(shù)時間短(P<0.001)。見表1。兩組患者Harris髖關(guān)節(jié)功能評分各項目:功能、活動度、畸形、疼痛及總分,術(shù)前組間比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。兩組患者術(shù)后6個月活動度、疼痛、畸形、功能、總分均升高,且3D組高于傳統(tǒng)組(P<0.001)。見表2。兩組患者總復(fù)位滿意率組間比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表3。兩組患者并發(fā)癥發(fā)生率比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表4。典型病例見圖1、2。

圖1 患者男性,57歲,高處墜落傷致右側(cè)髖臼Tile C型骨折。a.術(shù)前骨盆正位X線片;b、c.術(shù)前CT斷層掃描;d、e.術(shù)前CT三維重建模型;f、g.術(shù)前骨折1∶1 3D打印模型;h、i.術(shù)前在骨折1∶1 3D模型上行手術(shù)設(shè)計及橋接內(nèi)固定系統(tǒng)成型;j、k.術(shù)后骨盆正、側(cè)位X線片

圖2 患者男性,38歲,高處墜落傷致右側(cè)髖臼Tile C型骨折。a.術(shù)前骨盆正位X線片;b、c.術(shù)前CT斷層掃描;d、e.術(shù)前CT三維重建模型;f、g.術(shù)前骨折1∶1 3D打印模型,并在骨折1∶1 3D模型上行手術(shù)設(shè)計及橋接內(nèi)固定系統(tǒng)成型;h、i.術(shù)后骨盆正位、右側(cè)髂骨斜位X線片;j.部分骨盆髖臼骨折病例1∶1 3D打印模型

表1 兩組患者手術(shù)相關(guān)指標(biāo)比較

表2 兩組患者Harris 髖關(guān)節(jié)功能評分比較分)

表3 兩組患者復(fù)位情況比較 [n(%)]

表4 兩組患者并發(fā)癥發(fā)生率比較 [n(%)]

討 論

髖臼是髖關(guān)節(jié)的重要組成部分,是人體內(nèi)最大的活動和承重關(guān)節(jié),且髖臼周圍肌肉發(fā)達(dá),布滿復(fù)雜的血管和神經(jīng)。髖臼骨折多由髖關(guān)節(jié)中心性脫位或髂骨、恥骨、坐骨骨折導(dǎo)致,屬于高能量損傷[7]。而髖臼骨折按照J(rèn)udet-Letournel分型又分為復(fù)雜髖臼骨折和簡單髖臼骨折,簡單髖臼包括:前壁骨折、橫行骨折、后壁骨折等;復(fù)雜髖臼則包括:前柱與后半橫骨折、T形骨折、后柱與后壁骨折等[8]。其中復(fù)雜髖臼骨折的手術(shù)治療仍然充滿挑戰(zhàn),因復(fù)雜髖臼骨折具有以下特點:(1)解剖結(jié)構(gòu)紊亂,其周圍有眾多軟組織如血管、肌肉、神經(jīng)、韌帶等;(2)易破壞關(guān)節(jié)血運,股骨頭的血運容易受到影響,最終導(dǎo)致股骨頭壞死;(3)復(fù)位難度大,此類患者骨折碎片比較多、移位比較大,又因為髖臼位置比較深,手術(shù)可操作空間比較小;(4)手術(shù)創(chuàng)傷大、并發(fā)癥多,術(shù)中單一缺口難以滿足治療需要,而缺口廣泛顯露又易增加感染風(fēng)險,不利于術(shù)后恢復(fù)[9-10]。所以,復(fù)雜髖臼骨折的治療必須以最小的創(chuàng)傷達(dá)到最佳效果,手術(shù)要求較高。因此,術(shù)前精確的診斷、詳盡的手術(shù)方案設(shè)計、熟練的手術(shù)操作技巧,均是復(fù)雜型髖臼骨折治療成功的必要條件。

傳統(tǒng)手術(shù)方法治療復(fù)雜髖臼骨折,為了完全顯露骨折斷端,需對人體軟組織進(jìn)行廣泛剝離,進(jìn)而在術(shù)中根據(jù)骨折形態(tài)塑形接鋼板,明顯增加了手術(shù)創(chuàng)傷、延長了手術(shù)時間,導(dǎo)致術(shù)后效果一般[11]。橋接組合式內(nèi)固定系統(tǒng)具有以下優(yōu)點:(1)靈活性及適應(yīng)性較高,可根據(jù)骨折類型調(diào)換棒、釘?shù)葦?shù)量;(2)有利于骨折術(shù)后愈合,即無需或較少剝離骨膜即可完成特殊部位固定[12]。在3D打印技術(shù)的指導(dǎo)下,能對各部位的解剖結(jié)構(gòu)關(guān)系進(jìn)行了解,準(zhǔn)確和全面地顯示骨折立體形態(tài),有助于手術(shù)的順利實施[13]。本研究結(jié)果顯示,橋接組合式內(nèi)固定系統(tǒng)聯(lián)合3D打印技術(shù)治療復(fù)雜髖臼骨折,可縮短住院時間和手術(shù)時間,減少術(shù)后引流量、術(shù)中透視次數(shù)、術(shù)中出血量。傳統(tǒng)手術(shù)方法根據(jù)髖臼骨折的不同部位通過彎曲塑形以適應(yīng)髖臼骨折的特殊形態(tài),使各個骨碎塊能良好地復(fù)位到接近正常的解剖位置加以內(nèi)固定。但在手術(shù)操作時因局限于二維圖像,骨折部位的立體結(jié)構(gòu)并不能直觀顯示出來,為了盡可能地暴露術(shù)區(qū)而導(dǎo)致創(chuàng)傷較大、術(shù)中出血量多,手術(shù)時間延長[14]。3D打印技術(shù)聯(lián)合橋接組合式內(nèi)固定系統(tǒng)治療優(yōu)勢:(1)3D打印骨折模型技術(shù)核心是制作同比例模型,在術(shù)者面前精準(zhǔn)的展示髖臼骨折情況,彌補了傳統(tǒng)影像學(xué)檢查方法的缺陷;(2)術(shù)者通過骨折實物模型進(jìn)行術(shù)前操作模擬,設(shè)計及規(guī)劃、鋼板及螺釘?shù)倪x用,術(shù)中根據(jù)術(shù)前實踐方案進(jìn)行操作,可使手術(shù)步驟簡化、手術(shù)時間縮短,從而減少術(shù)中繼發(fā)性損傷[15-16]。而本研究結(jié)果顯示,兩組手術(shù)方式下的總體復(fù)位滿意率比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義,筆者分析原因可能是因為筆者醫(yī)院收治的復(fù)雜髖臼骨折均由經(jīng)驗豐富的主任醫(yī)師完成,且醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的應(yīng)用,可幫助術(shù)者理解骨折形態(tài)及特點,加上術(shù)中復(fù)位技術(shù)均為間接復(fù)位,使用相同的骨折復(fù)位技術(shù)及器械,故而可能導(dǎo)致總體復(fù)位滿意率無明顯差異[17]。同時本次研究也發(fā)現(xiàn),橋接組合式內(nèi)固定系統(tǒng)聯(lián)合3D打印技術(shù)治療復(fù)雜髖臼骨折,可促進(jìn)髖關(guān)節(jié)功能恢復(fù)。這可能與此類手術(shù)方式可減輕手術(shù)創(chuàng)傷,有利于患者術(shù)后早期進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練,進(jìn)而獲得較好的髖關(guān)節(jié)功能改善效果有關(guān)[18]。本研究中兩組患者并發(fā)癥發(fā)生率比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義,但有減少的趨勢,分析其原因可能與納入病例數(shù)少有關(guān),具體的結(jié)論還需進(jìn)一步擴大樣本量驗證。此外,有關(guān)橋接組合式內(nèi)固定系統(tǒng)聯(lián)合3D打印技術(shù)的適應(yīng)證尚不明確,仍需進(jìn)一步分析。

綜上所述,復(fù)雜髖臼骨折采用橋接組合式內(nèi)固定系統(tǒng)聯(lián)合3D打印技術(shù)治療,可縮短手術(shù)時間,減少術(shù)中出血量,提高髖關(guān)節(jié)功能恢復(fù)效果。

作者貢獻(xiàn)聲明：秦航:資料收集,論文撰寫、修改及審校;李順華、王從濤:資料收集、文獻(xiàn)檢索;郭永明、羅智成:資料整理、統(tǒng)計學(xué)分析;羅鴻:論文修改及審校、研究指導(dǎo)