術前3D打印骨折模型在股骨轉子間骨折中的應用效果

王 鋒 吳銀生 滕紅林

(溫州市中西醫結合醫院創傷骨科 溫州 325000)

作為臨床中一種極為常見的骨科疾病，股骨轉子間骨折主要指的是發生于股骨頸基底與小轉子水平以上部位的骨折現象，其主要由直接或間接暴力所致[1]。隨著數字醫學及3D打印技術的發展，3D打印骨折模型在股骨轉子間骨折中得以應用，其能夠客觀、準確地反映出復雜解剖結構，為手術計劃的制定提供參考。為探究其應用效果，研究收集我院40例股骨轉子間骨折患者的病例資料予以分析，對研究結果予以總結與報告。

1 資料與方法

1.1 一般資料

病例來源于2015年1月～2017年1月我院收治的40例股骨轉子間骨折患者，數字隨機法對患者實施分組，觀察組與對照組各20例。觀察組男11例，女9例，年齡為27～78歲，平均年齡為(58.5±6.6)歲；對照組男12例，女8例，年齡為25～76歲，平均年齡為(58.1±6.8)歲。納入標準：(1)經過臨床診斷及X線片掃描、股骨CT掃描檢查，所有患者均符合股骨轉子間骨折的臨床診斷標準[2]；(2)臨床科室對本次研究同意并支持，醫學倫理會批準此次研究，納入病例均表示自愿參與研究，并在知情同意書上簽署患者及家屬姓名。排除標準：(1)存在重要臟器疾病者及伴隨心、肝、腎功能疾病者；(2)意識模糊及精神紊亂者；(3)合并嚴重器質性病變者；(4)合并其他部位骨折及明顯骨質疏松者；(5)存在手術禁忌癥患者[3]。兩組患者一般資料無統計學意義(P>0.05)。

1.2 方法

1.2.1術前3D打印模型的制作

研究采用Philips MRC 600 16排螺旋CT對患者骨盆及股骨軸向容積予以掃描，容積層厚以5mm為宜，矩陣為512×512，掃描完成后實施骨窗重建，厚度設置為1mm，并將掃描結果按照Dicom格式導入Mimics 10.0，根據域值分割及區域增長功能獲得患髖三維模型3D模型。通過醫學影像處理軟件CHAOS II(上海麥遞途工貿有限公司提供)將所獲得的3D影像模型數據轉化為打印格式，能夠被3D打印機識別；并由該公司生產的盤古IV系列3D醫學打印機，選取聚乳酸材料，經過層層加工后將支撐以及平臺去除，獲得1∶1模型。

1.2.2手術方法

觀察組患者實施麻醉后保持仰臥位，躺于骨科牽引床，在C型臂X線機透視作用下，實施閉合復位，然后于距離大轉子近端5cm位置于頭側行一3～4cm外側切口，對肌肉實施鈍性分離，手術期間加強對臀中肌的保護，將大轉子作為頂點進行進針，采用3.2mm螺紋導針進行鉆孔，擴髓處理后將PFNA主釘插入其中，采用瞄準器對前傾鉆入股骨頭頸內導針進行有效控制，然后對外側皮質實施擴口處理；術前選取合適長度螺旋刀片，待其解鎖后直接將其打入，對螺旋刀片進行鎖定，然后在瞄準器作用下將其打入遠端，并對螺釘進行鎖定，將尾帽擰入，也可采用骨臘對主釘尾孔實施封閉處理。對照組不建立模型，采用同樣的手術體位及入路，置入股骨頭頸內導針，測深后擴外側皮質，將螺旋刀片打入標記好的深度；同樣的方法置人遠端鎖定螺釘；透視證實螺旋刀片在正位片上位于股骨頭中心或下1/3，側位片上位于股骨頭中心，沖洗切口，逐層關閉切口。

1.3 觀察指標

對不同手術治療方式下患者手術治療情況、透視次數及一次置釘成功率進行綜合評價，并對觀察組術前規劃、術中實際應用的PFNA主釘直徑、主釘長度等進行比較。髖關節Harris評分包括疼痛、功能、關節活動度等4個方面，共計100分，分值越高，患者髖關節功能越好[4]。

1.4 統計學方法

2 結果

2.1 觀察組與對照組患者手術治療情況比較

觀察組患者手術時間、術中出血量、術后引流量及住院時間均少于對照組，髖關節Harris評分明顯高于對照組(P<0.05)，兩組間比較有統計學意義，見表1。

組別n手術時間(min)術中出血量(mL)術后引流量(mL)住院時間(d)髖關節Harris評分(分)觀察組2046.42±5.74102.32±3.1242.76±5.528.21±1.3683.24±4.35對照組2061.82±7.56132.51±9.3259.67±6.5212.08±2.2668.52±6.36t/5.7386.8484.7568.57212.569P/<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05

2.2 觀察組與對照組患者透視次數及一次置釘成功率比較

觀察組平均透視次數為(5.21±0.83)次、一次置釘成功率達到90.0%(27/30)，對照組平均透視次數為(9.53±1.83)次、一次置釘成功率為43.3%(13/30)，兩組比較差異較大(P<0.05)，統計學有意義，見表2。

表2 觀察組與對照組患者透視次數及一次置釘成功率比較

組別n透視次數(次)一次置釘成功率(%)觀察組205.21±0.8318(90.0)對照組209.53±1.839(45.0)t/χ2/9.69325.793P/<0.05<0.05

2.3 觀察組患者術前計劃及實際手術應用主釘直徑、長度、螺旋刀片長度及TAD比較

觀察組實際手術操作中的主釘直徑、主釘長度及螺旋刀片長度等指標與術前計劃差異不大(P>0.05)，無統計學意義，見表3。

組別主釘直徑(mm)主釘長度(mm)螺旋刀片長度(mm)TAD術前計劃9.46±0.63177.46±12.9184.57±5.9323.28±0.76實際手術9.54±0.73178.35±20.3285.41±5.3523.26±0.74t0.5760.1290.3850.742P>0.05>0.05>0.05>0.05

3 討論

臨床研究報道，股骨轉子間骨折多發于老年群體，其在65歲以上老年人群中占90%，且隨著年齡的增長，其發病率呈顯出增高趨勢。目前臨床中對股骨轉子間骨折多采用的是手術治療方式。有學者在研究中對人工股骨頭置換術及PFNA術治療股骨轉子間骨折的效果進行分析，結果顯示，與人工股骨頭置換術相比，PFNA所用時間更短，患者住院時間少，有利于患者康復治療[5]。高齡患者多伴隨不同程度骨量丟失，因此，必須選擇頭頸部骨質量最好的部位予以固定。

此次研究對觀察組給予的是術前3D打印技術，并構建了相應的骨折模型，其能夠幫助醫師增加對患者骨折塊三維結構的了解與把握，確定移位方向及骨塊間的位置關系，對骨折分型進行細化，從而為閉合牽引復位治療提供參考，一方面降低了透析次數，縮短了手術時間，另一方面可直觀的進行牽引復位，確保手術的成功進行。通常，為確保內固定的穩定性，骨折線累計大轉子需要主釘穿過以為骨折塊，其會影響到進針點的選擇，而在3D模型體骨折復位指導下，有利于恢復其正常解剖結構，了解需要穿過的骨折塊，選擇合適的進針點。此次研究結果顯示觀察組患者手術時間、住院時間均短于對照組，且術中出血量少(P<0.05)，手術效果優于傳統手術治療的對照組，提示3D打印技術在術前牽引復位階段發揮了極為重要的作用。此次研究觀察組患者實際手術主釘直徑、長度及螺旋刀片長度等均與手術計劃相差無幾，說明其具有較強的精度與準確度。綜上所述，對股骨轉子間骨折患者給予術前3D打印骨折模型能夠為手術治療提供可靠的參考依據，降低手術創傷，縮短手術及住院時間，促進患者早日活動訓練，療效優于傳統手術治療，可廣泛應用于臨床。

1 林鋼,李鵬,肖菊姣,等.3D打印技術在股骨髁上骨折醫患溝通中的效果研究.中國臨床解剖學雜志,2017,35(3):336～340.

2 游新茂,葉秀益,邵永科.閉合復位防旋股骨近端髓內釘治療老年股骨轉子間骨折效果分析.現代實用醫學,2013,25(7):824～825.

3 歐孌海,蘇偉,趙勁民,等.3D打印技術在復雜骨折手術治療中的應用.中國骨與關節損傷雜志,2016,31(8):890～891.

4 楊龍,王建吉,孫琦,等.脛骨平臺骨折植入物內固定修復中3D打印技術的輔助應用.中國組織工程研究,2016,20(13):1904～1910.

5 張偉,王慶雷,張鐵良,等.3D打印技術在移位髖臼骨折合并不穩定型骨盆后環損傷治療中的應用.中華創傷骨科雜志,2017,19(8):182～184.