3D打印技術(shù)輔助胸腔鏡肋骨骨折反向內(nèi)固定的臨床研究

叢樹(shù)亮

（巨野縣人民醫(yī)院胸外科，山東 巨野 274900）

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，胸部創(chuàng)傷的發(fā)病率逐漸增加[1]。最常見(jiàn)的胸部創(chuàng)傷是肋骨骨折；由于胸壁不穩(wěn)定和連枷胸，多發(fā)性骨折患者可發(fā)生嚴(yán)重的呼吸和循環(huán)功能障礙[2]。嚴(yán)重者可導(dǎo)致急性呼吸窘迫綜合征（ARDS），病死率為16%～20%。及時(shí)有效地治療骨折，預(yù)防各種并發(fā)癥是降低病死率、改善預(yù)后的重要方法[3]。肋骨骨折患者中，單肋骨骨折、多肋骨骨折、連枷胸分別為5%、41%和1%，其中單肋骨骨折通常能完全愈合[4]。多發(fā)性肋骨骨折通常發(fā)生在鈍性創(chuàng)傷后，常合并肺挫傷、血胸、氣胸和鈍性心臟損傷[5-6]，患者多采用切開(kāi)復(fù)位和內(nèi)固定的方法進(jìn)行治療[7]。因評(píng)估方法和參考標(biāo)準(zhǔn)的不同，多發(fā)性肋骨骨折輕度損傷患者是否進(jìn)行內(nèi)固定手術(shù)治療尚有一定爭(zhēng)議[8-10]。傳統(tǒng)上，大多數(shù)患者采取保守治療，如鎮(zhèn)痛、胸外固定（胸帶繃帶、肋骨外固定鋼板固定、牽引固定）、呼吸機(jī)支持等[11]。由于非手術(shù)治療周期長(zhǎng)，患者不得不長(zhǎng)期忍受疼痛，限制日常活動(dòng)，容易發(fā)生并發(fā)癥，嚴(yán)重影響患者的心理和生理[12]。本文隨機(jī)選取85例2018年至2021年間在巨野縣人民醫(yī)院進(jìn)行肋骨骨折手術(shù)的患者，比較了3D打印胸腔鏡微創(chuàng)內(nèi)固定術(shù)與常規(guī)開(kāi)胸手術(shù)的療效。報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 隨機(jī)選取85例2018年至2021年間在巨野縣人民醫(yī)院接受肋骨骨折手術(shù)治療的患者。研究組47例，男29例，女18例，平均年齡（51.10±11.20）歲。傷害原因：交通事故傷32例，墜落傷8例，重物撞擊傷4例，墜落傷3例。單側(cè)肋骨骨折17例，雙側(cè)肋骨骨折30例；血?dú)庑?8例，肺挫裂傷45例。對(duì)照組38例，男22例，女16例，平均年齡（50.10±10.80）歲。傷害原因：交通事故傷27例，墜落傷6例，重物撞擊傷3例，墜落傷2例。單側(cè)肋骨骨折11例，雙側(cè)肋骨骨折27例；血?dú)庑?9例，肺挫裂傷33例。兩組患者年齡、性別、骨折部位無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。患者對(duì)本研究知情同意并簽署知情同意書，本研究已獲得我院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)。

1.2 方法

兩組患者均給予鎮(zhèn)痛、止血、抗感染等綜合對(duì)癥治療。兩組患者均采用氣管插管麻醉，患者均處于標(biāo)準(zhǔn)臥位。首先根據(jù)胸部情況處理嚴(yán)重氣胸和血胸。

對(duì)照組根據(jù)骨折部位采用前外側(cè)或后外側(cè)切口，固定后常規(guī)開(kāi)胸，切口一般15～30 cm，術(shù)中骨折處肌肉游離，直視下解剖復(fù)位，鈦鎳合金肋骨骨折鋼板內(nèi)固定，將胸腔閉式引流管置于腋窩中線第七根肋骨之間。

研究組應(yīng)用3D打印技術(shù)輔助胸腔鏡下肋骨骨折微創(chuàng)反向內(nèi)固定。切口一般為4～5 cm。在胸腔鏡下探查咯血，探查出血部位，并進(jìn)行相應(yīng)的止血以修復(fù)損傷。根據(jù)術(shù)前3D打印模型，在胸腔鏡下快速準(zhǔn)確定位肋骨骨折位置，用電鉤打開(kāi)骨折處的骨膜，推開(kāi)肋間神經(jīng)和血管，解剖復(fù)位肋骨。手術(shù)中無(wú)須放松胸壁肌肉。根據(jù)術(shù)前3D打印模型，選擇合適的模型和曲率反轉(zhuǎn)肋骨接骨板固定肋骨骨折，固定范圍和數(shù)量以消除連枷胸和胸壁塌陷為標(biāo)準(zhǔn)。常規(guī)縫合切口，在腋窩中線第七根肋骨間放置一根閉合的胸腔引流管。

1.3 術(shù)后恢復(fù)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

1.3.1 術(shù)后疼痛判斷標(biāo)準(zhǔn) 分為輕度疼痛、中度疼痛和劇烈疼痛3個(gè)級(jí)別；并發(fā)癥：嚴(yán)重疼痛癥狀，如昏厥和短期意識(shí)喪失。理想的鎮(zhèn)痛率=（輕度疼痛病例數(shù)+中度疼痛病例數(shù)）/該組例數(shù)×100%[13]。

1.3.2 手術(shù)效果評(píng)價(jià) Ⅰ級(jí)：無(wú)胸痛，呼吸正常；影像學(xué)檢查顯示雙側(cè)胸廓對(duì)稱，肋骨排列整齊。Ⅱ級(jí)：無(wú)胸痛，呼吸正常；影像學(xué)檢查顯示胸部基本對(duì)稱，肋骨排列整齊。Ⅲ級(jí)：輕微胸痛；影像學(xué)檢查顯示胸部輕微塌陷或不對(duì)稱，少數(shù)肋骨排列整齊，位移在3 mm以內(nèi)。Ⅳ級(jí)：胸痛，肋骨明顯移位，移位3 mm以上。總有效率=（Ⅰ級(jí)例數(shù)+Ⅱ級(jí)例數(shù)）/總病例數(shù)×100%。

1.4 統(tǒng)計(jì)處理 采用SPSS 17.0軟件統(tǒng)計(jì)和處理數(shù)據(jù)。計(jì)量數(shù)據(jù)用（）表示，采用t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)用百分比（%）表示，采用χ2檢驗(yàn)。P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 呼吸指標(biāo) 兩組護(hù)理前肺功能及血?dú)夥治鲋笜?biāo)相似（P＞0.05）；護(hù)理后研究組肺功能、血?dú)夥治鲋笜?biāo)較護(hù)理前明顯改善，而且優(yōu)于對(duì)照組（P＜0.05）。見(jiàn)表1。

表1 兩組患者呼吸指標(biāo)對(duì)比表（）

表1 兩組患者呼吸指標(biāo)對(duì)比表（）

2.2 疼痛 研究組理想鎮(zhèn)痛率明顯優(yōu)于對(duì)照組 （P＜0.05）。見(jiàn)表2。

表2 兩組疼痛情況比較

2.3 手術(shù)療效 研究組有效率高于對(duì)照組，差異有顯著性（P＜0.05）。見(jiàn)表3。

表3 兩組手術(shù)療效比較

3 討 論

肋骨骨折在胸部創(chuàng)傷患者中最常見(jiàn)，約占55%。對(duì)于胸部創(chuàng)傷引起的多發(fā)性肋骨骨折，目前尚無(wú)明確的手術(shù)指征[14-15]。有臨床試驗(yàn)表明，多發(fā)性肋骨骨折復(fù)位內(nèi)固定術(shù)比保守治療有更好的療效和術(shù)后恢復(fù)[16]。多項(xiàng)臨床試驗(yàn)結(jié)果表明，機(jī)械通氣患者需要通過(guò)手術(shù)固定來(lái)保護(hù)自己的胸部，這有助于正常呼吸，減少多處肋骨骨折引起的疼痛[17-21]。在緊急情況下，外科肋骨固定術(shù)適用于胸部創(chuàng)傷、急性呼吸衰竭和無(wú)法機(jī)械通氣的患者。建議肋骨骨折伴慢性癥狀性骨不連的患者推遲手術(shù)治療[22]。最近的一項(xiàng)研究評(píng)估了多處肋骨骨折對(duì)患者身體的長(zhǎng)期功能影響。結(jié)果表明，近三分之一的多發(fā)性肋骨骨折患者會(huì)有慢性疼痛，其中近一半患有慢性疾病[23]。此外，肋骨骨折固定治療癥狀性骨不連已被證明是安全、可行且可能有益的[24]。

本研究主要針對(duì)多處肋骨骨折，即相鄰五處肋骨有兩處以上骨折。這種創(chuàng)傷通常是由強(qiáng)大的外力引起的，這種外力可與嚴(yán)重的胸部創(chuàng)傷，如血胸和肺挫傷相結(jié)合。如果不及時(shí)處理，可能會(huì)導(dǎo)致呼吸和循環(huán)系統(tǒng)紊亂，嚴(yán)重情況下會(huì)迅速死亡[25]。臨床上，對(duì)無(wú)明顯肋骨移位或內(nèi)臟損傷的患者常采用保守治療。主要方法有胸腔閉式引流、寬膠帶繃帶、多頭胸帶、彈性胸帶捆綁固定或外固定。采用這種方法的患者制動(dòng)嚴(yán)重，疼痛嚴(yán)重，術(shù)后恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)[26]。患者必須嚴(yán)格臥床休息。同時(shí)，輕微的活動(dòng)甚至咳嗽可能會(huì)導(dǎo)致劇烈疼痛。咳痰的效果很差，這通常會(huì)導(dǎo)致并發(fā)癥，如累積性肺炎和壓瘡。使用普通氣管插管機(jī)械通氣可以緩解連枷胸引起的呼吸窘迫[27]，但肺部并發(fā)癥的發(fā)生率很高。

3D打印有助于復(fù)雜肋骨骨折的內(nèi)固定。長(zhǎng)期以來(lái)，內(nèi)固定鈦板和螺釘一直是固定多發(fā)性肋骨骨折的標(biāo)準(zhǔn)材料。要求植入材料必須與患者的解剖結(jié)構(gòu)一致。美國(guó)食品和藥物管理局批準(zhǔn)的使用說(shuō)明表明，手術(shù)期間反復(fù)彎曲可能會(huì)增加鋼板失效的風(fēng)險(xiǎn)，因此應(yīng)盡可能降低固定材料的彎曲程度[28]。在這種背景下，3D打印制造的肋骨固定裝置應(yīng)運(yùn)而生。近年來(lái)，隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展和模擬成像軟件的進(jìn)步，以及材料科學(xué)的進(jìn)步，3D打印已經(jīng)在許多生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了發(fā)展[29-33]。因此，3D打印技術(shù)在肋骨內(nèi)固定手術(shù)中可能變得更有價(jià)值，這需要多機(jī)構(gòu)的前瞻性研究來(lái)證實(shí)3D打印的安全性和可行性。

本研究通過(guò)3D打印技術(shù)，根據(jù)可視化的3D圖像模型，對(duì)骨折位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位。①將皮膚設(shè)置為半透明狀態(tài)，在視覺(jué)狀態(tài)下測(cè)量肋骨骨折的水平距離，合理設(shè)置皮膚切口和手術(shù)入路，以達(dá)到更微創(chuàng)的治療效果。②根據(jù)3D圖像模型，選擇的肋骨連接件高度和曲率完全滿足肋骨斷裂處肋骨高度和曲率的要求。它緊密貼合，模擬良好的固定，避免重復(fù)更換固定鋼板，增加創(chuàng)傷，延長(zhǎng)手術(shù)室，或因鋼板的選擇而導(dǎo)致固定不穩(wěn)定。③根據(jù)3D圖像模型，患者及其家屬可以更好地了解病情，有利于術(shù)前醫(yī)患溝通，取得良好效果。數(shù)字化醫(yī)療技術(shù)有助于醫(yī)護(hù)人員全面了解肋骨骨折的三維解剖關(guān)系，準(zhǔn)確定位肋骨骨折，并設(shè)計(jì)個(gè)性化的微創(chuàng)手術(shù)方案。④通過(guò)3D打印技術(shù)，可以更直觀、立體地了解骨折情況，有利于術(shù)前安全評(píng)估、醫(yī)患溝通和術(shù)中操作導(dǎo)航。

傳統(tǒng)開(kāi)胸肋骨固定術(shù)具有創(chuàng)傷大、手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)、出血量大、術(shù)后疼痛明顯、住院時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)。與傳統(tǒng)開(kāi)胸手術(shù)相比，電視胸腔鏡下應(yīng)用鈦鎳合金肋骨鋼板治療多發(fā)性肋骨骨折有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：手術(shù)定位準(zhǔn)確，創(chuàng)傷小，術(shù)中出血少，疼痛輕，術(shù)后早期拔管，恢復(fù)快，住院時(shí)間短，療效可靠。目前，胸腔鏡手術(shù)的范圍越來(lái)越廣，但不能完全取代開(kāi)胸手術(shù)。在胸腔鏡手術(shù)中，如果懷疑合并胸部器官或肋間血管損傷，也必須根據(jù)情況改為常規(guī)開(kāi)胸手術(shù)。肋骨骨折常用的內(nèi)固定材料包括克氏針、可吸收棒等，但有許多缺點(diǎn)。鈦鎳合金肋板是一種技術(shù)成熟的內(nèi)固定，具有良好的抗扭轉(zhuǎn)和抗彎曲性能。用其進(jìn)行骨折復(fù)位穩(wěn)定可靠，具有良好的組織相容性[14,34]。對(duì)CT等檢查無(wú)影響，成像清晰，操作簡(jiǎn)單，無(wú)須二次手術(shù)切除，不易損傷肋間神經(jīng)和血管。本研究發(fā)現(xiàn)，3D打印技術(shù)輔助胸腔鏡肋骨骨折微創(chuàng)逆向內(nèi)固定治療多發(fā)性肋骨骨折具有創(chuàng)傷小、恢復(fù)快、住院時(shí)間短、術(shù)后呼吸功能恢復(fù)快等優(yōu)點(diǎn)。它減輕了患者的負(fù)擔(dān)，提高了生活質(zhì)量。是一種安全、方便、有效、微創(chuàng)的先進(jìn)方法。

3D打印輔助胸腔鏡微創(chuàng)肋骨骨折反向內(nèi)固定術(shù)能明顯減輕疼痛，減少術(shù)中出血，降低肺部感染的發(fā)生率。根據(jù)打印的肋骨模型，選擇合適的反向環(huán)抱肋骨記憶合金固定器進(jìn)行手術(shù)設(shè)計(jì)。其優(yōu)點(diǎn)之一是避免因條件不當(dāng)而重復(fù)更換植入物，縮短手術(shù)時(shí)間。本實(shí)用新型具有骨折，尤其是粉碎性骨折解剖對(duì)齊，內(nèi)固定牢固，創(chuàng)傷小，術(shù)后1 d即可下床，早期拔管，術(shù)后呼吸功能恢復(fù)快，住院時(shí)間短等，減少護(hù)理工作量，并發(fā)癥少。值得臨床推廣。