3D打印技術(shù)輔助Salter骨盆截骨術(shù)治療兒童發(fā)育性髖關節(jié)脫位療效及對髖關節(jié)形態(tài)和功能恢復的影響

王 寧,安菲斐,韓 蕾,嚴亞波

(空軍軍醫(yī)大學西京醫(yī)院骨科,陜西 西安 710032)

發(fā)育性髖關節(jié)脫位(Developmental dislocation of the hip,DDH)屬于兒童常見畸形,其發(fā)病機制較為復雜,可導致患兒出現(xiàn)跛行、髖部疼痛等,若不進行及時治療,引起退行性關節(jié)病,嚴重影響患兒發(fā)育健康[1-2]。目前臨床上一般采用截骨術(shù)進行矯正,根據(jù)患兒髖關節(jié)脫位程度以及患兒年齡,可采取Salter、Bernese等多種術(shù)式,其中Salter骨盆截骨術(shù)可以將遠端截骨通過向下、向外等不同方向旋轉(zhuǎn)來重新建立髖臼頂部[3-4]。截骨術(shù)中髖臼的矯正效果對手術(shù)療效至關重要,若外側(cè)股骨覆蓋不足,會引起早期不穩(wěn),覆蓋過多將進一步限制髖關節(jié)活動[5-6]。隨著醫(yī)療技術(shù)進步,計算機輔助在截骨術(shù)中不斷開展,利用3D虛擬技術(shù)可以模仿手術(shù)過程,通過打印導板有利于醫(yī)師精準地完成手術(shù)操作[7-8]。為進一步探究3D打印技術(shù)輔助Salter骨盆截骨術(shù)的精確性,本研究回顧性分析Salter骨盆截骨術(shù)治療DDH患兒的臨床資料,現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2020年7月至2022年7月我院就診且接受3D打印技術(shù)輔助Salter骨盆截骨術(shù)治療的DDH患兒46例納入觀察組,同期接受常規(guī)Salter骨盆截骨術(shù)治療的DDH患兒50例納入對照組。病例納入標準:①所有患兒均確診為DDH[9];②均行Salter骨盆截骨術(shù),進行股骨近端矯正;③均為單側(cè)患病;④臨床資料完整。排除標準:①年齡超過12歲;②有髖關節(jié)手術(shù)史者;③患有系統(tǒng)性疾病影響手術(shù)治療效果者。兩組患兒一般資料比較差異無統(tǒng)計學意義(均P>0.05),具有可比性,見表1。

表1 兩組患兒一般資料比較

1.2 手術(shù)方法 對照組采用常規(guī)Salter骨盆截骨術(shù)進行治療:術(shù)前常規(guī)檢查,患兒全身麻醉后,于髖關節(jié)前側(cè)入路,沿髂嵴外側(cè),向遠端股骨延伸。分離深層肌肉組織,切斷股直肌近端、髂腰肌腱,切開關節(jié)囊。術(shù)中保留截骨處大切骨骨膜,將髖臼向不同方向旋轉(zhuǎn)移動進行矯正;依據(jù)術(shù)前評估數(shù)據(jù)利用克氏針增加外側(cè)股骨覆蓋。手術(shù)完成后縫合關節(jié)囊,石膏固定股骨中段。觀察組使用3D打印技術(shù)輔助Salter骨盆截骨術(shù)進行治療:術(shù)前進行常規(guī)生命體征檢查,使用髖關節(jié)CT掃描儀獲取患兒髖部CT數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)導入分析系統(tǒng),使用表面遮蓋法進行骨盆、股骨三維建立,利用三維圖像測量患兒雙側(cè)髖臼旋轉(zhuǎn)角(ATA)、髖臼指數(shù)(AI)等數(shù)據(jù)。在患側(cè)選定截骨線,通過旋轉(zhuǎn)、移動等指令,以患兒健側(cè)ATA、AI等數(shù)據(jù)作為參考標準,進行矯形截骨。矯形完成后生成截骨固定導板,再通過3D導板打印生成實物模型,醫(yī)師利用模型模擬手術(shù)過程。麻醉后,手術(shù)分離肌肉、骨膜等組織,操作與對照組相同,利用安置于髂嵴上的截骨導板進行截骨,然后將固定導板安放于截骨面合適位置,利用克氏針進行固定,將股骨復位至正常狀態(tài)。手術(shù)完成后對傷口進行縫合、石膏固定等。

1.3 觀察指標 ①記錄兩組患兒手術(shù)時長、術(shù)中出血量、術(shù)中透射次數(shù)、住院費用。②臨床療效:利用Mckay臨床評定標準[10]于治療4個月后,對患兒臨床療效進行評估。優(yōu):患兒無癥狀,關節(jié)活動度正常;良:髖關節(jié)穩(wěn)定,無痛感,全關節(jié)活動度超過160°;可:輕微疼痛,跛行,全關節(jié)活動度在60°～160°;差:活動嚴重受限,全關節(jié)活動度低于60°;總有效率=(優(yōu)+良+可)例數(shù)/總例數(shù)×100%。③髖關節(jié)功能:于治療前、治療4個月后使用日本骨科協(xié)會髖功能評分(JOA)[11]標準對兩組患兒髖功能進行評估。JOA包括4個維度,主要對患兒髖關節(jié)疼痛、活動能力、行走、生活能力進行評估,滿分80分,得分越高表示患兒髖功能功能越好。④影像學指標:于治療前、治療4個月后利用CT掃描儀檢測兩組AI、中心邊緣角(CEA)、頭臼指數(shù)(AHI)。

2 結(jié) 果

2.1 兩組手術(shù)相關指標比較 觀察組患兒手術(shù)時長顯著短于對照組,術(shù)中出血量、術(shù)中透射次數(shù)顯著低于對照組(均P<0.05),兩組住院費用比較無統(tǒng)計學差異(P>0.05),見表2。

表2 兩組手術(shù)相關指標比較

2.2 兩組臨床療效比較 治療4個月后,觀察組總有效率顯著高于對照組(P<0.05),見表3。

表3 兩組臨床療效比較[例(%)]

2.3 兩組髖關節(jié)功能比較 治療4個月后,兩組JOA各項評分均顯著升高,且觀察組高于對照組(均P<0.05),見表4。

2.4 兩組影像學指標比較 治療4個月后,兩組AI均顯著降低,且觀察組低于對照組(P<0.05),兩組CEA、AHI均顯著升高,且觀察組高于對照組(均P<0.05),見表5。

表5 兩組影像學指標比較

3 討 論

DDH其病理特征可分為髖關節(jié)脫位、髖臼發(fā)育不良,治療時主要根據(jù)患兒年齡及其髖關節(jié)脫位程度選擇合適治療方案,針對年齡較低,脫位程度較輕患兒可采用閉合復位,若患兒閉合復位療效不佳或者由于年齡較大錯失閉合復位機會,需及時通過手術(shù)進行矯正[12-13]。目前關于DDH的手術(shù)治療方案種類較多,如股骨近端截骨,骨盆截骨術(shù)包括Salter截骨術(shù)、Bernese截骨術(shù)、Pemberton髖臼成形術(shù)等[14-15]。手術(shù)的作用是通過旋轉(zhuǎn)移動截骨從而將頭臼同心圓復位,促進股骨和髓臼的發(fā)育,使得患兒髖關節(jié)盡快恢復正常功能。

本研究觀察組采用3D打印技術(shù)輔助下Salter骨盆截骨術(shù)進行治療,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其手術(shù)時長顯著短于對照組,術(shù)中出血量、術(shù)中透射次數(shù)顯著低于對照組,治療有效率顯著高于對照組。分析原因:Salter骨盆截骨術(shù)涉及股骨復雜立體結(jié)構(gòu)并進行多中心旋轉(zhuǎn),因此術(shù)前對矯正過程的設計以及術(shù)中操作的準確性是決定患兒康復的關鍵因素。常規(guī)的Salter截骨術(shù)中醫(yī)師難以精確掌握截骨的骨塊大小,而利用X透視方法僅可以評估AI數(shù)值,對于骨塊立體結(jié)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)角度難以把握,在實際操作中若骨塊旋轉(zhuǎn)過小導致覆蓋率不足,增加再脫位概率,若旋轉(zhuǎn)過大又影響髖關節(jié)后期發(fā)育[16-17]。3D打印技術(shù)在骨科的廣泛應用提高了骨科矯形的安全性和有效性,該技術(shù)通過“鏡像”原理將患兒健側(cè)髖關節(jié)對稱到患側(cè),調(diào)節(jié)患側(cè)截骨塊與之重合[18-19];再利用三維重建方法,構(gòu)建多平面信息,充分展示骨盆、髖臼的前傾以及覆蓋情況,使操作者在術(shù)野較差情況下也能進行手術(shù)規(guī)劃,從而確定截骨的位置和大小[20],有效提高手術(shù)治療效果。

本研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn)觀察組治療后JOA各項評分、CEA、AHI均顯著高于對照組,AI顯著低于對照組,表明3D打印技術(shù)輔助下Salter骨盆截骨術(shù)可有效改善DDH患兒的髖關節(jié)功能。骨盆多為不規(guī)則骨塊,下呈半圓形,患側(cè)髖關節(jié)在髖臼的大小、容積、生長方向上均存在異常,還常伴有股骨近端不同程度畸形。因此僅憑術(shù)前二維影像學數(shù)據(jù),術(shù)中根據(jù)醫(yī)師臨床經(jīng)驗和主觀判斷進行截骨,難以達到理想效果,易增加疼痛、髖關節(jié)活動受限等不良癥狀發(fā)生。3D打印技術(shù)具有快速成型的特點,根據(jù)患兒CT數(shù)據(jù)在計算機輔助下進行材料精準堆積,是一種新的數(shù)字化技術(shù)[21-22]。利用3D掃描技術(shù)可以建立骨盆精確模型,將其作為一個整體進行測量相關數(shù)據(jù),評估截骨處骨盆整體與髖臼局部的結(jié)合性,為患兒制定個性化手術(shù)方案,術(shù)者能精準確定截骨骨塊旋轉(zhuǎn)方向和填充骨三角的最佳角度[23-24],使手術(shù)效果更加客觀,有利于患兒髖關節(jié)功能盡快恢復。

綜上所述,3D打印技術(shù)輔助Salter骨盆截骨術(shù)治療DDH患兒,能有效縮短手術(shù)時長,減輕患兒輻射暴露,有效改善患兒髖關節(jié)脫位癥狀,是一種適合臨床推廣治療的方法。另外本研究樣本量較少,未來還需擴大樣本以對本研究結(jié)論進行進一步論證。