3D打印導航模板與傳統置釘對寰樞椎骨折和/或脫位患者螺釘置入的效果比較

徐偉明，劉剛，劉斌，楊勇，田樂，恩和吉日嘎拉，郭有為

(內蒙古醫科大學附屬醫院，內蒙古 呼和浩特 010000)

寰樞椎骨折和/或脫位多發生于高處墜落與交通事故，屬于較嚴重且復雜的脊柱損傷，甚至引起高位頸脊髓損傷。臨床上對于上頸椎損傷最主要的治療方式為椎弓根螺釘內固定治療。但寰樞椎的解剖結構復雜，常規徒手置釘具有較高的手術風險及操作難度，甚至出現螺釘穿透椎弓根皮質過深、需再次翻修的情況[1]。目前，國內已有關于3D打印導航模板用于脊柱手術的報道，本研究通過回顧性分析，比較3D打印導航模板與傳統置釘對寰樞椎骨折和/或脫位患者螺釘置入的效果，報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

納入2015年2月～2017年2月于本院治療的62例樞椎骨折和/或脫位患者，均采用后路寰樞椎切開復位內固定治療。其中，28例采用3D打印導航模板，設為觀察組；34例采用傳統置釘，設為對照組。納入標準：年齡>18歲；影像學檢查確診為樞椎骨折和/或脫位；可復型、難復型骨折和/或脫位；外力因素致傷；明顯頸部疼痛，合并或未合并神經損傷；無外科手術禁忌證。排除標準：合并骨質疏松、結核等病理性骨??；有頸椎外傷史、手術史；先天頸椎畸形；合并嚴重全身性疾??；病歷資料完整。觀察組中，男16例，女12例，年齡19～68歲，平均(37.55±7.12)歲；交通事故傷22例，高處跌落傷6例；對照組中，男19例，女15例，年齡23～69歲，平均(38.11±7.43)歲；交通事故傷26例，高處跌落傷8例。比較兩組的致傷原因、性別、年齡等一般資料，差異均無統計學意義(P>0.05)，有可比性。

1.2 置釘方法

術前常規CT檢查并行CTA造影檢查椎動脈以及寰樞椎骨質情況，觀察組患者CT數據導入三維重建軟件Mimics 17.0并打印出寰樞椎3D模型(圖1)，術中采用美國Medtronic骨科手術導航系統。所有患者取俯臥位，常規消毒鋪巾、全麻，C型臂X線機透視明確樞椎位置關系，安置脊髓監護系統。均采用常規后方正中切口，逐層分離組織直至樞椎椎板與寰椎后弓顯露，注意保護脊髓、靜脈叢以及寰枕膜。(1)對照組采用傳統置釘，徒手常規置入寰樞椎椎弓根螺釘，將固定棒預彎并安裝，再次透視明確寰樞椎與內固定位置關系正常，取自體髂骨進行植骨融合。觀察組運用3D打印導航模板，根據術前打印的3D模型確定手術方案，計劃性確定置入螺釘規格，固定棒規格、角度以及長度。術前準備及樞椎椎板與寰椎后弓顯露過程同對照組保持一致，于C3椎體棘突安裝示蹤器，安置導航系統，適當進行位置傳感器調整，進行導航校準，注冊并確定導航準確后開始導航。在導航系統以及3D打印模型指導下，將寰樞椎椎弓根螺釘精確置入，安裝固定系統、植骨融合、創口閉合、術后處理與對照組一致。

1.3 指標觀察

手術指標：記錄透視次數、單螺釘置釘時間、術中出血量、手術時間。疼痛采用VAS評分評價，頸椎功能采用JOA評分。置釘準確度評價標準[2]：0級，術后CT檢查顯示螺釘完全位于椎弓根內；1級，螺釘超過椎弓根壁≤2 mm，無相關并發癥；2級，螺釘超過椎弓根壁>2 mm，無相關并發癥；3級：發生神經根、椎動脈損傷等并發癥。以0級為準確置釘。記錄術后并發癥發生情況。

1.4 統計學分析

2 結果

觀察組透視次數、單螺釘置釘時間、術中出血量、手術時間均顯著低于對照組，差異具有統計學意義(P<0.05)，見表1。觀察組術后發生切口感染1例，切口脂肪液化1例；對照組發生切口感染2例，切口脂肪液化1例，腦脊液漏1例。兩組并發癥發生率差異無統計學意義(P>0.05)。

兩組術后疼痛VAS評分均顯著降低，JOA評分顯著升高(P<0.05)；且觀察組術后6個月、1年VAS評分顯著低于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)，見表2。觀察組置入螺釘共98枚，對照組124枚，觀察組置釘準確率(0級)為92.86%，顯著高于對照組的79.03%，差異有統計學意義(P<0.05)，見表3。

表1 兩組手術指標比較

表2 兩組VAS評分、JOA評分比較

注：與術前比較aP<0.05，與術后3 d比較bP<0.05，與術后1個月比較cP<0.05，與術后6個月比較dP<0.05，與對照組比較*P<0.05

表3 兩組置釘準確率比較[n(%)]

3 討論

目前，骨外科治療寰樞椎骨折和/或脫位主要通過后路寰樞椎復位、椎弓根螺釘內固定以及植骨融合術等步驟恢復寰樞的穩定性[3]。但經驗性操作可能存在椎弓根螺釘置入精確性低等弊端，術后出現螺釘松動等可導致再次翻修手術，影響手術效果的同時也增加了患者痛苦。文獻[4]報道顯示置釘失誤率為8.34%～24.00%，本研究為20.07%，與報道一致。

3D打印經過多年的發展，已成功應用于心胸外科、神經外科以及頜面口腔等領域，技術核心是先進行CT掃描，獲得組織器官結構的三維數據，在相應的醫學圖像軟件上構建三維模型，并打印出實體模型作為手術參考[5]。Bayerschen等[6]認為，相比于傳統置釘，在3D打印導航模板的輔助能夠明顯提高椎弓根置釘準確率，本研究觀察組置釘準確率為92.86%，顯著高于對照組的79.03%，差異有統計學意義(P<0.05)。同時，3D打印導航能夠減少術中置釘時間和整體手術時間，手術創傷更輕。3D打印導航模板受體位變化影響較小，加之導航模板只用于單個椎體，有效避免了體位變化而出現的置釘誤差，在一定程度上降低了手術的難度，減少了術中透視次數和射線暴露時間，有助于減少醫患人員的放射損害。兩組術后1年JOA評分均顯著上升，但觀察組術后6個月、1年的VAS評分顯著低于疼痛對照組，表明通過3D打印導航模板技術可減少手術難度，降低手術損傷，能夠減輕治療后疼痛。但關于兩種方式對術后疼痛影響的報道有所差異，Zhengfeng等[7]報道術后1年疼痛VAS評分差異無統計學意義(P>0.05)，可能與不同各醫院骨外科手術水平存在一定差異有關。兩組術后并發癥比較，差異無統計學意義(P>0.05)，證實了3D打印導航模板技術的安全性較好。

綜上所述，3D打印導航模板能夠有效減少手術創傷，降低透視次數以及置釘時間，提高置釘準確率。