3D打印技術(shù)在髖臼骨折中的臨床應(yīng)用

黃其志 李俊豪 陳大樂 葉東城 曾參軍

髖臼骨折是骨科常見的一種嚴(yán)重?fù)p傷，每10萬人群發(fā)生率約20～37人次，約占所有骨折的0.3%～6.0%，死亡率達(dá)10.2%，復(fù)雜的髖臼骨折死亡率約為31.1%[1]。隨著對髖臼骨折認(rèn)識的深入，近年來主張對不穩(wěn)定性髖臼骨折采取積極的手術(shù)治療[2]，由于髖臼解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，神經(jīng)、血管分布密集、位置深在，使髖臼骨折手術(shù)創(chuàng)傷大、風(fēng)險(xiǎn)高、難度大，容易發(fā)生神經(jīng)、血管醫(yī)源性損傷，對手術(shù)醫(yī)師要求極高[3-5]，也增加了患者的心理痛苦和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。3D打印技術(shù)制作三維模擬假體并預(yù)彎鋼板，可以有效在術(shù)前為臨床醫(yī)生提供精確的指導(dǎo)，并且在體外進(jìn)行手術(shù)模擬，以達(dá)到在手術(shù)中減小創(chuàng)傷，縮短時(shí)間，提高矯正精準(zhǔn)度的目的，為患者提供更加有效、安全、精準(zhǔn)的治療。

1 臨床資料與方法

1.1 一般資料

2016年5月—2018年7月在我院住院部手術(shù)治療的36例髖臼骨折患者。將其采用隨機(jī)分為兩組。治療組18例，男10例，女8例，年齡25～59歲，平均年齡（43.6±9.5）歲，術(shù)前時(shí)間窗5～15天，平均（9.1±0.7）天，髖臼骨折分型：Ⅰ型10例，Ⅱ型8例；對照組18例，男9例，女9例，年齡29～55歲，平均年齡（43.4±9.1）歲，術(shù)前時(shí)間窗5～15天，平均（8.9±0.9）天，髖臼骨折分型：Ⅰ型11例，Ⅱ型7例；兩組患者一般資料經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有分組研究價(jià)值。本次研究申報(bào)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)開展，所有患者均對本次研究之情同意且自愿簽署知情同意書。

1.2 治療方法

1.2.1 術(shù)前準(zhǔn)備 （1）入院行常規(guī)檢查，實(shí)驗(yàn)室常規(guī)檢查，心電圖，評估手術(shù)耐受力，排除手術(shù)禁忌證；（2）所有患者入院后均攝傷髖前后位、傷髖閉孔斜位、傷髖髂骨斜位片，傷髖三維重建CT片，確定骨折分型情況，排除非研究骨折分型。（3）入院后常規(guī)骨牽引，手術(shù)時(shí)間以傷后5～7天為最佳．最遲不超過傷后3周。

1.2.2 手術(shù)操作 （1）麻醉方式：患者均采用椎管內(nèi)麻醉。（2）手術(shù)方法：治療組采用3D打印技術(shù)：通過髖臼CT及三維重建進(jìn)行數(shù)據(jù)測量及收集，術(shù)前根據(jù)測量結(jié)果設(shè)計(jì)并選擇個(gè)體化的螺釘及解剖鋼板，同時(shí)根據(jù)3D髖臼模型預(yù)彎鋼板，根據(jù)骨折分型應(yīng)用理想的髖臼骨折手術(shù)入路進(jìn)行手術(shù)。對照組采用傳統(tǒng)技術(shù)手術(shù)：根據(jù)骨折分型應(yīng)用理想的髖臼骨折手術(shù)入路進(jìn)行手術(shù)。

1.2.3 術(shù)后處理 所有患者術(shù)后均給予藥物預(yù)防感染、抗凝、止痛治療，持續(xù)被動(dòng)活動(dòng)關(guān)節(jié)（CPM）和靜力性肌收縮功能鍛煉，半個(gè)月后主動(dòng)伸屈髖關(guān)節(jié)并扶拐行走，3個(gè)月后根據(jù)骨折愈合情況棄拐行走。術(shù)后手術(shù)切口1～3 d定期換藥，以預(yù)防傷口感染。

1.3 觀察指標(biāo)及療效判定

1.3.1 觀察指標(biāo) 觀察兩組患者手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量，術(shù)后骨折復(fù)位情況，術(shù)后并發(fā)癥及術(shù)后功能恢復(fù)情況。

1.3.2 評價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)Matta提出的復(fù)位標(biāo)準(zhǔn)及Merle d’Aubigne提出的臨床評定標(biāo)準(zhǔn)[6]。

髖臼骨折的復(fù)位情況按matta標(biāo)準(zhǔn)：＜1 mm為解剖復(fù)位，＜3 mm且≥1 mm為滿意復(fù)位，＞3 mm為不滿意復(fù)位。根據(jù)改良的Merle d’Aubigne和Postel評分標(biāo)準(zhǔn)（優(yōu)：≥18分，良15～17分，可13～14分，差＜13分）。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)意義

應(yīng)用SPSS 17軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料采用（±s）表示，采用t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)，采用（%）表示，P＜0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 手術(shù)時(shí)間及出血量比較

治療組手術(shù)時(shí)間及術(shù)中出血量均少于對照組，組間數(shù)據(jù)對比差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），詳情見表1。

2.2 兩組治療手術(shù)骨折復(fù)位情況

治療組術(shù)后骨折端移位情況優(yōu)于對照組，數(shù)據(jù)比較差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；兩組患者術(shù)后滿意復(fù)位情況雖有差異，但數(shù)據(jù)比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），詳情見表2。

2.3 手術(shù)后并發(fā)癥情況

治療組術(shù)后合計(jì)發(fā)生并發(fā)癥1例，發(fā)生率5.56%，低于對照組發(fā)生6例，發(fā)生率33.33%，差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），詳情見表3。

2.4 手術(shù)后功能恢復(fù)情況

治療組術(shù)后功能評分優(yōu)于對照組，數(shù)據(jù)比較差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；兩組患者術(shù)后功能評級雖有差異，但數(shù)據(jù)比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），詳情見表4。

3 討論

隨著計(jì)算機(jī)及軟件的開發(fā)和利用，數(shù)字化醫(yī)學(xué)得到蓬勃發(fā)展。3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，利用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行體外重建人體解剖學(xué)結(jié)構(gòu)，可以將患者等比例骨盆模型打印出來，在體外顯示骨折情況，使得復(fù)雜的髖臼骨折變得更加直觀，為手術(shù)醫(yī)師提供準(zhǔn)確的骨折信息[7-8]。利用3D打印技術(shù)制作的三維模擬假體并預(yù)彎鋼板，可以有效的在術(shù)前為臨床醫(yī)生提供精確的指導(dǎo)，并且在體外進(jìn)行手術(shù)模擬，以達(dá)到在手術(shù)中減小創(chuàng)傷，縮短時(shí)間，提高矯正精準(zhǔn)度的目的[9-10]。

表1 手術(shù)時(shí)間及出血量（±s）

表1 手術(shù)時(shí)間及出血量（±s）

組別 例數(shù) 手術(shù)時(shí)間（min） 出血量（mL）治療組對照組t值P值18 18--138．06±22．83 166．39±12．10 4．65＜ 0．05 718．89±221．71 911．67±124．12 3．22＜ 0．05?

表2 手術(shù)骨折復(fù)位情況

表3 手術(shù)后并發(fā)癥情況

表4 手術(shù)后功能恢復(fù)情況

3.1 兩組治療方式手術(shù)時(shí)間及出血量比較分析

運(yùn)用3D打印技術(shù)進(jìn)行手術(shù)無論在手術(shù)時(shí)間，還是出血總量來說，均優(yōu)于傳統(tǒng)手術(shù)的對照組。主要得益于運(yùn)用了3D打印技術(shù)制作的三維模擬假體并進(jìn)行術(shù)前復(fù)位，同時(shí)根據(jù)復(fù)位情況進(jìn)行鋼板預(yù)彎，可以有效的在術(shù)中為臨床醫(yī)生提供精確的指導(dǎo)，減少術(shù)中骨折反復(fù)復(fù)位及鋼板因不貼骨面而進(jìn)行反復(fù)調(diào)整，從而大大縮短手術(shù)時(shí)間，同時(shí)因?yàn)橛屑袤w模型的模擬復(fù)位及固定，減少了術(shù)中對骨折周圍軟組織的剝離，從而達(dá)到在手術(shù)中縮短時(shí)間，減少創(chuàng)傷，降低出血量。

3.2 兩組治療方式手術(shù)骨折復(fù)位、功能、并發(fā)癥情況比較分析

兩組治療方式的術(shù)后功能評分情況治療組的術(shù)后功能評分較對照組高；兩組治療方式術(shù)后功能評級差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明兩組手術(shù)治療均可以取得較好效果。治療組的術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率低于對照組。可以看出手術(shù)中的復(fù)位精度越高，術(shù)后功能評分越高，出現(xiàn)創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎的發(fā)生率越低，同時(shí)治療組因術(shù)前運(yùn)用了3D打印技術(shù)進(jìn)行術(shù)前模擬復(fù)位扣鋼板的預(yù)彎，有效減少手術(shù)時(shí)間及對組織的牽拉剝離范圍，可以有效減少甚至避免出現(xiàn)一些醫(yī)源性的并發(fā)癥可能。

對手術(shù)并發(fā)癥的防治處理。選擇手術(shù)入路的原則是[11]：能夠充分顯露骨折，以便解剖復(fù)位和內(nèi)固定；術(shù)中盡量減少肌肉的剝離，避免血管、神經(jīng)損傷；操作時(shí)間應(yīng)縮短，減少出血；減少術(shù)中及術(shù)后并發(fā)癥[12]。髖臼骨折術(shù)后常見并發(fā)癥有異位骨化、股骨頭缺血壞死、創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎、坐骨神經(jīng)損傷等。異位骨化的發(fā)生與手術(shù)軟組織剝離范圍和程度有關(guān)[13]。異位骨化的預(yù)防方法是術(shù)中盡量減少軟組織的剝離和損傷，術(shù)后放置引流管。術(shù)后口服消炎痛，對防止異位骨化有確切的作用[14]。股骨頭缺血壞死主要發(fā)生在髖關(guān)節(jié)后脫位骨折中，其與股骨頭損傷程度、脫位時(shí)間持續(xù)長短有關(guān)。傷后應(yīng)盡早對股骨頭脫位進(jìn)行復(fù)位，盡可能保護(hù)股骨頭的血運(yùn)，有利于防止股骨頭缺血壞死的發(fā)生。創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎與骨折復(fù)位有關(guān)。因此，盡量解剖復(fù)位，減少創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎的發(fā)生或延長其發(fā)生時(shí)間。