3D打印大轉子頂部定位器輔助PFNA精準置入在粗隆間骨折治療中的應用

鐘俊敏，白龍，于志勇，陳西政，林龍波，劉大洲

深圳市寶安區福永人民醫院骨一科，廣東 深圳518103

粗隆間骨折是髖部骨折主要類型之一，占所有髖部骨折類型的10.0%~30.0%[1]。自我國邁入老齡化社會以來，粗隆間骨折發生率明顯升高，而且高齡患者多伴有高血壓、糖尿病等多種慢性疾病，髖部肌肉、肌力下降明顯，同時保守治療者需要長期臥床，并發癥多，康復困難[2]。股骨近端防旋髓內釘(PFNA)是治療粗隆間骨折的可靠方法，有利于患者術后的恢復及早期下床活動[3-4]。但PFNA內固定術對醫師技術要求高，其實施時需要骨折可以精準閉合復位及有效的髓內釘固定。近年來，3D打印技術逐漸應用于臨床，該技術可高度還原患者的患端骨結構，幫助手術醫師制定可視化的手術方案，進而提高手術效果[5]。因此，本研究探討了3D打印大轉子頂部定位器輔助PFNA精準置入在粗隆間骨折治療中的應用效果，現報道如下：

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2019年1月至2021年1月深圳市寶安區福永人民醫院骨一科收治的70例粗隆間骨折患者的臨床資料。納入標準：①骨折類型符合文獻指南的判定標準[6]；②接受PFNA內固定術；③骨折到院的手術時間未超過1周；④無惡性腫瘤、精神分裂癥者。排除標準：①伴心、肝、腎等多臟器疾病；②伴其他類型骨折；③正在參與其他研究者；④開放性骨折、病理性骨折等骨折類型；⑤受傷前存在癱瘓或肢體功能障礙。根據患者術前是否使用3D打印技術分為3D組35例和非3D組35例。3D組中男性21例，女性14例；年齡45~82歲，平均(62.85±3.85)歲；左側18例，右側17例；致傷原因中，意外摔倒18例，交通意外傷11例，高處墜落6例；骨折分型：EvansⅠ型6例，Ⅱ型18例，Ⅲ型11例。非3D組中男性20例，女性15例；年齡45~82歲，平均(63.02±3.91)歲；左側19例，右側16例；致傷原因中，意外摔倒20例，交通意外傷10例，高處墜落5例；骨折分型：EvansⅠ型5例，Ⅱ型20例，Ⅲ型10例。兩組患者的基線資料比較差異均無統計學意義(P＞0.05)，具有可比性。本研究經醫院醫學倫理委員會審核通過后實施。

1.2 治療方法

1.2.1 3D組 該組患者術前進行64層螺旋CT檢查，掃描骨盆與股骨解剖結構，經配套醫學軟件獲取患側骨折的三維模型，測定骨折塊復位、髓內釘置入等相關數據。使用HY-500熔融沉積、聚乳酸材料逐層加工得到1：1手術模型。在直視下對手術過程進行模擬，復位骨折塊，測定螺旋刀片的長度、髓內釘長度與直徑、置入深度，獲得良好的尖頂距。具體手術方法：麻醉后，在C型臂X線機下對骨折進行閉合復位，于大粗隆頂點做一條長度4~5 cm的縱向切口，分離組織，經術前3D打印模擬，確定進針點，置入導針。根據導針方位，以及在C型臂X線機透視下，于近端置入合適直徑、長度的髓內釘，并將防旋刀片緩慢插入，根據3D模擬調整置釘的角度、插入深度，于骨折遠端置入螺釘，擰緊主釘尾帽。手術結束后，逐層關閉切口。

1.2.2 非3D組 該組患者單獨采用PFNA內固定術，手術方法同3D組，術中用手指探查及確定導針置入位置，在C型臂X線機下置入導針。兩組患者切口關閉后，預防性應用抗生素，指導其肢體康復鍛煉。

1.3 觀察指標(1)比較3D組患者術前計劃與手術實際參數。(2)比較兩組患者的手術參數，詳細記錄患者手術及恢復的全過程所需時間。(3)比較兩組患者髖關節功能優良率。髖關節功能：于術前、術后1周均采用Harris量表評價[6]，量表標準分設為100分，優：分值在90分以上；良：分值在80~89分；可：分值在70~79分；差：分值不足70分。(4)比較兩組患者術后并發癥發生情況。

1.4 統計學方法 應用SPSS19.0軟件進行-數據分析，計量資料符合正態分布，以均數±標準差(±s)表示，組間均數比較采用t檢驗，計數資料比較采用χ2檢驗，均以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 3 D組患者術前計劃與手術實際參數比較 兩組患者均順利完成手術，左側股骨粗隆間骨折，術前使用3D打印技術，予PFNA釘內固定術治療，術后攝片示骨折復位良好。典型病例見圖1。3D組術前主釘直徑、主釘長度、螺旋刀片長度、尖頂距與實際手術比較差異均無統計學意義(P＞0.05)，見表1。

圖1 男性患者，55歲，左側股骨粗隆間骨折

表1 3D組患者術前計劃與手術實際參數比較(±s，mm，n=35)

表1 3D組患者術前計劃與手術實際參數比較(±s，mm，n=35)

時間 主釘直徑 主釘長度 螺旋刀片長度 尖頂距術前9.42±0.85175.87±12.6485.78±5.4625.91±0.74術后9.50±0.82176.12±13.1486.08±5.5126.05±0.78 t值0.4010.0810.2290.770 P值0.6900.9360.8200.444

2.2 兩組患者的手術參數比較3D組患者的牽引復位時間、透視次數、手術時間、術中出血量明顯短(少)于非3D，差異均有統計學意義(P＜0.05)；但兩組患者的住院時間比較差異無統計學意義(P＞0.05)，見表2。

表2 兩組患者手術全過程各參數比較(±s)

表2 兩組患者手術全過程各參數比較(±s)

組別 例數 牽引復位時間(min)透視次數(次)手術時間(min)術中出血量(mL)住院時間(d)3D組355.82±1.466.48±1.8756.52±5.6998.89±5.4613.87±4.87非3D組358.65±1.5110.35±2.6863.17±6.72135.52±7.1714.10±5.13 t值7.9717.0064.46824.0460.192 P值0.0010.0010.0010.0010.848

2.3 兩組患者髖關節功能優良率比較3D組患者術后1周關節功能優良率為82.86%，與非3D組的74.29%比較差異無統計學意義(χ2=0.339，P=0.560＞0.05)，見表3。

表3 兩組髖關節功能優良率比較(例)

2.4 兩組患者術后并發癥比較 兩組患者均無假體松動、內固定失敗，3D組有1例切口黏連，占2.86%；非3D組有1例切口感染，1例下肢靜脈血栓形成，占5.71%；差異均無統計學意義(χ2=0.348，P=0.555)。

3 討論

粗隆間骨折主要是指發生在股骨頸基底至小轉子水平上緣部位的骨折，常表現為患肢腫脹、疼痛、短縮，肢體畸形以及功能喪失等癥狀[7]。因此對此類型骨折患者的治療，需要盡快恢復肢體能力，使其參與日常生活，防范并發癥的發生。既往是采用保守療法如牽引、推拿等，以此促進骨折愈合，改善肢體功能。但保守治療患者需要長期臥床，下肢深靜脈血栓、泌尿系感染、褥瘡等并發癥發生率較高，使其臨床應用受限[8]。因此，手術成為治療粗隆間骨折的主要探究方向。目前PFNA作為主要術式，其骨折固定的穩定性、骨折類型、復位質量、固定材料等均影響著術后恢復效果。通過對患者采用PFNA內固定術治療，于股骨頸段置入螺旋刀片，遠端鎖釘固定，固定牢靠；而且該固定術操作簡單、創傷小，術中螺旋刀片可保留基本骨質，增加與骨質的接觸面積，提高固定效果[9-10]。吳智濤等[11]報道PFNA術治療優良率為95.0%，較鎖釘鋼板的90.0%比較差異無統計學意義，但并發癥發生率僅為5.0%，明顯低于鎖釘鋼板的22.50%。張軒軒等[12]系統性評價指出PFNA治療粗隆間骨折有一定優勢，較髖關節置換術相比，可減少手術創傷。因此PFNA術可作為治療粗隆間骨折的理想術式，但手術仍存在諸多不足，比如頭頸釘置不合理、遠期股骨頭切除不佳。因此術中需要精準置入主釘，準確復位，提高髓內釘固定效果。自3D打印技術用于骨科領域，術前在獲得患者知情同意后，通過CT診斷了解骨折結構，按照1∶1實物模型打印骨折解剖結構，是手術設計及手術操作過程實施的仿真模具，能夠優化手術流程，規范手術操作技巧，熟悉骨折類型及程度[13]；同時術前通過實物模具，可使臨床醫師在直視下模擬手術過程，復位骨折塊，測定螺旋刀片的長度、髓內釘長度與直徑、置入深度，獲得良好的尖頂距，為手術實施提供合理的參數依據[14-15]。

本研究中，3D組術前主釘、螺旋刀片、尖頂距計劃參數與實際手術過程的參數比較差異無統計學意義(P＞0.05)。結果證實術前經3D實物模擬手術過程及確定手術參數，能夠獲得較為準確的主釘長度與直徑、螺旋刀片長度等參數。而采用3D打印技術后，患者牽引復位時間、透視次數少于非3D組，并能減少患者的手術時間、術中出血量。其原因是采用3D打印技術輔助PFNA手術治療，通過1:1實物模型，使臨床醫師直視骨折部位，了解骨折的位置、移位程度，使手術醫師能更加直觀的選擇、確定進針點，減少手指檢查次數，減少反復的透視次數，為內固定術的實施提供參考指導，有助于手術快速、準確完成，以此減少手術創傷性[16]。本研究中，兩組患者住院時間、術后1周功能優良率(82.86%vs 74.29%)、并發癥比率(2.86%vs 5.71%)比較差異無統計學意義(P＞0.05)。結果證實采用3D打印技術并不會影響患者的手術效果，再次證實該技術的可行性。

本研究還發現，采用3D打印技術輔助手術治療時，通過制定實物模擬，使臨床醫師能直觀、了解到骨折三維結構、骨折位置以及移位程度，對骨折進行分型，指導骨折閉合復位、進針位置以及髓內釘的長度、直徑等，以此使骨折能盡快完成復位[17]；術中明確主釘需要透過的骨折塊，規劃手術過程，以此能縮短手術時間，加快患者康復速度[18]。但采用該技術輔助手術操作時，無法對遠端經皮導航實現精準定位，無法對模型周圍組織進行展示，難以精準測定骨折力學結構。同時該技術需要一定的數據采集、處理，外科醫師需要學習數字化軟件知識，需要延長自我技術知識的學習曲線，以此提高數據采集及處理的合理性。

綜上所述，3D打印大轉子頂部定位器輔助股骨近端防旋髓內釘精準置入，可實現粗隆間骨折患者的精準治療，減少手術創傷，臨床價值高。但本次研究可納入的樣本量少，遠期效果未進行評估，需擴大臨床研究樣本量，對其遠期效果評估，以此肯定該技術的應用效果。