林明亮，林羲疆，陳博韜，周 奇，曾參軍

1廣州市天河區(qū)人民醫(yī)院，廣東 廣州 510630；2南方醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院//廣東省骨科研究院骨科，廣東 廣州510630

骨盆骨折多由于高能量損傷所致，占骨折總數(shù)的1%～3%，致殘率達(dá)50%～60%，致死率為10%～25%。這些暴力直接擠壓或撞擊骨盆，如處理不當(dāng)，多伴隨各種并發(fā)癥。手術(shù)治療常是不穩(wěn)定骨盆骨折的主要方法[1-2]，但因其毗鄰重要血管神經(jīng)復(fù)雜，骨折位置深，外科手術(shù)難度大。加之骨盆個體化差異較大，目前仍然沒有報道有適合的通用型解剖鋼板[3-4]。所以傳統(tǒng)的手術(shù)治療則需要盡量暴露骨折的位置，依靠經(jīng)驗(yàn)植入鋼板就可能存在位置不佳、術(shù)中需多次塑形鋼板和透視、螺釘誤入關(guān)節(jié)、耗時及出血更多、創(chuàng)傷更大的缺點(diǎn)，進(jìn)一步加大手術(shù)風(fēng)險及術(shù)后并發(fā)癥。近年來3D打印技術(shù)在骨科的應(yīng)用是個熱點(diǎn)，已有報道在復(fù)雜Pilon骨折[5]、復(fù)雜脛骨平臺骨折[6]、肘關(guān)節(jié)恐怖三聯(lián)征[7]等骨科領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，且獲得較好治療效果。但目前關(guān)于3D打印與傳統(tǒng)腹直肌旁切口治療效果對比的相關(guān)報道卻較少見[8]。應(yīng)用3D打印技術(shù)進(jìn)行手術(shù)個性化方案設(shè)計，術(shù)前利用Mimics軟件進(jìn)行虛擬三維重建，手術(shù)鋼板螺釘預(yù)彎服貼、鋼板螺釘最佳位置設(shè)計、螺釘方向設(shè)計和螺釘長度測量，可進(jìn)行更為精確、微創(chuàng)的手術(shù)操作,縮短手術(shù)時間，減少出血量，降低傷殘并發(fā)癥的發(fā)生率，提高康復(fù)效果。但因價格昂貴，基層醫(yī)院開展仍較困難。本研究通過對50例骨盆骨折患者分別采用3D打印骨折模型指導(dǎo)手術(shù)和傳統(tǒng)影像片指導(dǎo)手術(shù)兩種方法治療，評價3D打印骨折模型用于復(fù)雜骨盆骨折治療效果，以期改善復(fù)雜骨盆骨折患者預(yù)后，現(xiàn)將結(jié)果報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2013年9月～2015年6月筆者主刀完成的50例骨盆骨折。其中男性35例，女性15例，年齡17～75歲，平均36歲；車禍傷32例，高處墜落傷18例。骨盆骨折按Tile分型：A2型2例，B1型12例，B2型14例，B3型2例，C1型13例，C2型5例，C3型2例。其中合并尿道損傷8例，腹腔臟器損傷7例，陰道肛門損傷1例，腎挫裂傷1例，股骨干骨折5例，脛腓骨骨折7例，合并神經(jīng)損傷4例，并發(fā)休克11例。納入標(biāo)準(zhǔn)：均符合骨盆骨折的診斷標(biāo)準(zhǔn)；符合手術(shù)指征；符合骨盆骨折前路內(nèi)固定標(biāo)準(zhǔn)；無手術(shù)禁忌癥。排除標(biāo)準(zhǔn)：不符合手術(shù)指征；合并有嚴(yán)重系統(tǒng)疾病者；資料不全者或未按要求完成術(shù)后隨訪者。將患者對照組和觀察組。其中對照組27例，行常規(guī)腹直肌旁切口鋼板螺釘內(nèi)固定術(shù)；觀察組23例，采用3D打印結(jié)合腹直肌旁切口鋼板螺釘內(nèi)固定術(shù)。兩組一般資料比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。本研究已通過本院倫理委員會審查，患者了解詳細(xì)研究內(nèi)容后均自愿參與研究，并簽署知情同意書。

1.2 研究方法

所有患者手術(shù)前均行骨盆前后位、入口位、出口位X線片及骨盆CT薄層掃描、三維重建檢查。觀察組典型病例展示（圖1～2），術(shù)前采用Mimics軟件進(jìn)行虛擬復(fù)位，虛擬內(nèi)固定設(shè)計、鋼板最佳位置設(shè)計、螺釘最佳位置方向設(shè)計（圖1B～D）。將復(fù)位后骨盆模型數(shù)據(jù)用STL格式數(shù)據(jù)導(dǎo)入3D打印機(jī)打印出復(fù)位后患者骨折骨盆三維物理模型，打印出患者仿真骨折骨盆（圖1E），術(shù)前在三維物理模型上進(jìn)行模擬骨折內(nèi)固定，根據(jù)虛擬內(nèi)固定設(shè)計確定鋼板螺釘最佳位置、鋼板預(yù)彎程度、螺釘長度、螺釘數(shù)量和方向、螺釘進(jìn)入角度等一系列術(shù)前模擬內(nèi)固定（圖1F）。將預(yù)彎好的鋼板螺釘術(shù)前送手術(shù)室消毒等術(shù)前準(zhǔn)備。手術(shù)入路同對照組采用腹直肌旁手術(shù)入路。手術(shù)實(shí)施與功能鍛煉、資料隨訪均由同一手術(shù)醫(yī)師完成。

圖1 觀察組患者，男性，高處墜落傷，骨盆骨折Fig.1 Patient of observation group, male, injury from falling, pelvic fracture.

圖2 典型病例術(shù)后影像Fig.2 Postoperative images of typical cases.

1.3 手術(shù)方法

50例患者均采用腹直肌旁切口，切口長約5～14 cm（其中包括部分C2型和C3性骨盆骨折患者用雙腹直肌旁切口，皮膚切口采用下腹與皮紋平行弧形切口，皮下雙側(cè)同腹直肌旁切口），皮膚切口位于患側(cè)麥?zhǔn)宵c(diǎn)至髂前上棘與恥骨聯(lián)合中內(nèi)1/3交點(diǎn)連線上（圖3A），切開皮膚皮下，順皮膚切口切開腹外斜肌腱膜（圖3B），再沿切口方向切開腹直肌前鞘，直視下可見腹直肌，從腹直肌外側(cè)緣用手指鈍性剝離顯露腹橫筋膜，從腹橫筋膜下方與腹膜外脂肪間隙可進(jìn)入腹膜外間隙，防止損傷壁層腹膜和腹壁下血管，連同腹膜外脂肪向內(nèi)推開腹膜，向頭側(cè)、內(nèi)側(cè)輕柔牽拉，以便于進(jìn)一步分離腹膜外間隙。辨認(rèn)髂外動脈和靜脈、精索或子宮圓韌帶，游離血管束，套橡膠圈，以安全地牽開。

圖3 腹直肌旁切口手術(shù)入路Fig.3 Pararectus abdominis approach.

用"S"拉鉤將腹內(nèi)斜肌、腹橫肌從腹橫筋膜下方拉起至髂嵴，用骨膜剝離器向內(nèi)側(cè)剝離髂肌在髂嵴上附著點(diǎn)可暴露髂嵴后1/3至髂前下棘內(nèi)側(cè)面形成“第一窗”，可于此窗復(fù)位放置鋼板內(nèi)固定，注意保護(hù)髂腹股溝神經(jīng)、股神經(jīng)、股外側(cè)皮神經(jīng)和生殖股神經(jīng)，以及陰部內(nèi)血管。從髂嵴髖骨上剝離少許髂肌，以顯露髂嵴、髂骨翼內(nèi)側(cè)面，于髂嵴內(nèi)側(cè)面放置術(shù)前已設(shè)計及預(yù)彎鋼板。用手指或鈍性骨膜剝離器向頭側(cè)、內(nèi)側(cè)推開腹膜，以便于進(jìn)一步分離腹膜外間隙，用"S"拉鉤向內(nèi)側(cè)拉開腹膜及腹腔內(nèi)容物，用鈍性骨膜剝離器從髂腰肌筋膜表面鈍性剝離腹膜至真骨盆入口（髂恥隆起至骶髂關(guān)節(jié)），用電刀切開髂恥筋膜和真骨盆緣骨膜，用鈍性拉鉤向外側(cè)拉開髂腰肌可暴露骶髂關(guān)節(jié)至髂恥隆起形成“第二窗”，于此窗可復(fù)位骨折及放置鋼板螺釘內(nèi)固定，于骶骨翼、骶髂關(guān)節(jié)前方、真骨盆入口緣至髂恥隆起處放置鋼板（圖2C）。于腹直肌在恥骨結(jié)節(jié)止點(diǎn)外側(cè)緣用手指鈍性剝離，向內(nèi)上鈍性推開膀胱，形成膀胱前間隙，用拉鉤拉起腹直肌，在膀胱前間隙內(nèi)恥骨聯(lián)合內(nèi)側(cè)用手指鈍性分離對側(cè)恥骨上支內(nèi)側(cè)面。手指沿切口側(cè)恥骨上支內(nèi)側(cè)面向外上方鈍性推開髂外動靜脈、精索（或子宮圓韌帶）形成“第三窗”“,第二窗”與“第三窗”間隙內(nèi)伸入左右手指會師提起髂外動靜脈、精索（或子宮圓韌帶）置入導(dǎo)尿管以安全地提起牽開“。第三窗”內(nèi)切開髂恥筋膜，部分剝離恥骨肌并牽向外側(cè)，以顯露髂恥隆起、恥骨上支、恥骨聯(lián)合和對側(cè)的恥骨上支。辨別、結(jié)扎和分開腹壁下動脈或髂外動脈與閉孔動脈之間的吻合支（死亡冠），于“第三窗”復(fù)位恥骨上支、恥骨聯(lián)合和對側(cè)的恥骨上支骨折并安全放置鋼板螺釘內(nèi)固定“。第二窗”與“第三窗”聯(lián)合可于真骨盆入口緣復(fù)位骨折并從骶骼關(guān)節(jié)至恥骨聯(lián)合至對側(cè)恥骨上支放置鋼板螺釘內(nèi)固定?？捎诖颂幏胖?D打印模擬手術(shù)時己預(yù)彎好的鋼板進(jìn)行固定。有四邊體骨折者可暴露“第四窗”，從“第二窗”真骨盆緣向下方骨膜下剝離，從四邊體上向后剝離閉孔內(nèi)肌至坐骨棘。從上方置一鈍性拉鉤拉開膀胱和閉孔神經(jīng)和血管，直至下方坐骨大小切跡，后方至骶骼關(guān)節(jié)，前方至閉孔緣暴露整個四邊體形成“第四窗”。于此窗可直視下放置復(fù)位鉗復(fù)位四邊體骨折塊，并且可從關(guān)節(jié)內(nèi)觀察有骨塊嵌壓的病例真骨盆自前方顯露，始于顯露閉孔神經(jīng)和血管，從上方置一鈍性拉鉤，直至坐骨切跡，以向內(nèi)牽拉膀胱和閉孔神經(jīng)血管結(jié)構(gòu)，從四邊體上向后剝離閉孔內(nèi)肌至坐骨棘，從坐骨緣可安全解剖至骶髂關(guān)節(jié)前方，從骶髂關(guān)節(jié)繼續(xù)向內(nèi)側(cè)和尾側(cè)，可顯露髂血管和腰叢的分叉,可直視下放置復(fù)位鉗復(fù)位四邊體骨折塊，置入術(shù)前模擬內(nèi)固定鋼板置入的最佳位置和螺釘置入的最佳方向。確定螺釘置入的安全區(qū)或絕對和相對危險區(qū)，按虛擬、模擬內(nèi)固定方案進(jìn)行操作，以避免螺釘穿入髖關(guān)節(jié)?！暗诙啊崩^續(xù)從骶髂關(guān)節(jié)向內(nèi)側(cè)和尾側(cè)可顯露髂總血管和腰骶干神經(jīng)。向后內(nèi)將腹膜連同輸尿管一起推向中央跨過髂總動靜脈至骶1椎體前方，注意勿損傷骶正中動脈及骶前靜脈叢。電刀切開骶1椎體前方骨膜，并骶骨翼血管和腰叢外側(cè)骨膜切開，從骨膜下至一導(dǎo)尿管以安全地提起牽開保護(hù)髂總動靜脈和腰叢神經(jīng)形成“第五窗”，“第五窗”聯(lián)合“第二窗”可復(fù)位骶骨骨折和放置鋼板螺釘內(nèi)固定。

1.4 術(shù)后處理及隨訪

術(shù)后均使用抗生素預(yù)防感染。切口放置負(fù)壓引流24～48 h，術(shù)后3 d免負(fù)重開始髖關(guān)節(jié)被動活動，適當(dāng)練習(xí)下肢肌肉收縮及踝關(guān)節(jié)屈伸活動；酌情早期床上翻身屈膝屈髖活動，2～4周后扶拐站立與步行、鍛煉。6～8周后根據(jù)情況可棄拐行走。術(shù)后常規(guī)護(hù)理，術(shù)后開始輔助功能鍛煉后均順利出院，兩組均在術(shù)后3 d、4周、8周、12周、6月及1年定期復(fù)查射線骨盆前后位、髂骨斜位、閉孔斜位片，必要時加照骨盆入口位、出口位和加拍CT，明確有無固定物松動、骨折移位。

1.5 觀察指標(biāo)

比較兩組手術(shù)療效指標(biāo)，包括切口長度、手術(shù)時間及出血量。隨訪期間測定患者骨盆骨折復(fù)位Matta評分[9]及術(shù)后骨盆功能Majeed評分[10]。

1.6 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS19.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。定量數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，兩樣本均數(shù)比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 治療情況

兩組骨盆骨折患者治療途中無1人因故自愿退出或其他原因被排除，最終計入結(jié)果分析的患者數(shù)量為50例。50例患者均獲隨訪，所有患者無股外側(cè)皮神經(jīng)損傷、術(shù)后髖內(nèi)收有力正常、術(shù)中無腹膜破裂，隨訪時間6～18月（平均9月），骨折均臨床愈合，臨床愈合時間6～12周(平均8周)。

2.2 兩組手術(shù)療效指標(biāo)比較

與常規(guī)手術(shù)腹直肌旁切口組相比，采用3D打印技術(shù)術(shù)前模擬手術(shù)結(jié)合腹直肌旁切口治療骨盆骨折時，患者切口長度明顯縮短，術(shù)中出血量明顯減少，手術(shù)時間明顯縮短（P＜0.05，表1）。

表1 兩組患者切口長度、手術(shù)時間及出血量的比較Tab.1 Comparison of incision length, operation time and bleeding amount(Mean±SD)

2.3 Matta及Majeed評分結(jié)果

采用Matta標(biāo)準(zhǔn)評價骨折復(fù)位情況，優(yōu)35例，良13例，可2例，優(yōu)良率96%；術(shù)后半年采用Majeed評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行功能評定，優(yōu)37例，良10例，可3例，優(yōu)良率為94%。

3 討論

骨盆骨折的類型和嚴(yán)重程度不一樣，治療方法也不同，救治不當(dāng)具有較高的死亡率和致殘率[11]，不穩(wěn)定的骨盆骨折常主張手術(shù)治療[12]。傳統(tǒng)的手術(shù)治療需要盡量暴露骨折的位置，依靠經(jīng)驗(yàn)植入鋼板則可能存在位置不佳、術(shù)中需多次塑形鋼板和透視、螺釘誤入關(guān)節(jié)、耗時及出血多、創(chuàng)傷更大，精確的鋼板和螺釘放置顯得尤為重要[13-14]。

本研究通過對比結(jié)果分析顯示，3D打印結(jié)合腹直肌旁切口組切口長度、手術(shù)時間、出血量均明顯少于常規(guī)手術(shù)腹直肌旁切口組。既往報道顯示，關(guān)于3D打印技術(shù)應(yīng)用于骨科領(lǐng)域治療，如復(fù)雜脛骨平臺骨折、肘關(guān)節(jié)恐怖三聯(lián)征以及骨盆骨折治療等均取得不錯效果[4,6-7,15]，其試驗(yàn)組手術(shù)時間、術(shù)中出血量少于對照組的結(jié)果與本研究顯示結(jié)果一致，說明3D打印技術(shù)在骨盆骨折手術(shù)中的應(yīng)用，是可以提高手術(shù)療效。但是上述研究均未對手術(shù)切口長度進(jìn)行比較。本研究通過對比顯示，采用3D打印技術(shù)組手術(shù)切口明顯比常規(guī)手術(shù)組短，表明采用3D打印技術(shù)可減少手術(shù)創(chuàng)傷。3D打印技術(shù)可根據(jù)三維重建CT的影像制作出1∶1的模型，能清晰、準(zhǔn)確、全面地顯示骨盆骨折的具體情況。對于復(fù)雜的骨盆骨折，三維物理模型可直觀顯示骨盆骨折部位與周圍結(jié)構(gòu)的立體關(guān)系，三維物理圖像可以任意旋轉(zhuǎn)，全面且清晰地顯示骨折解剖結(jié)構(gòu)，為臨床醫(yī)師提供直觀、立體的立體圖像，方便制定個性化手術(shù)方案，虛擬手術(shù)過程與實(shí)際手術(shù)過程吻合度高[16-17]。術(shù)者術(shù)前采用Mimics軟件進(jìn)行虛擬復(fù)位，虛擬內(nèi)固定、鋼板最佳位置、螺釘最佳位置方向等設(shè)計。將復(fù)位后骨盆模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入3D打印機(jī)打印出復(fù)位后的三維物理模型并在模型上進(jìn)行模擬骨折內(nèi)固定，根據(jù)虛擬內(nèi)固定設(shè)計確定鋼板螺釘最佳位置、鋼板預(yù)彎程度、螺釘長度、螺釘數(shù)量和方向、螺釘進(jìn)入角度等一系列術(shù)前模擬內(nèi)固定。術(shù)者無需術(shù)中多次塑形鋼板和透視，節(jié)約手術(shù)時間，減少了出血量，顯著提高治療效果。這也是3D打印結(jié)合腹直肌旁切口組切口長度、手術(shù)時間、出血量均明顯少于常規(guī)手術(shù)腹直肌旁切口組的原因。

但研究也發(fā)現(xiàn)，即使術(shù)前利用3D打印技術(shù)生成打印模型，仍與真實(shí)的手術(shù)有很大差距。有時模擬手術(shù)非常順利，但在實(shí)際手術(shù)中仍會遇到很多難題，如解剖和復(fù)位等?？偠灾?，通過3D打印技術(shù)在體外進(jìn)行模擬手術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn)：可優(yōu)化鋼板的最佳位置；精確鋼板預(yù)彎；可輕易找到唯一位置，使得精確預(yù)彎鋼板與模擬手術(shù)鋼板最佳位置完全吻合；明顯縮短了手術(shù)時間，術(shù)前精確預(yù)彎鋼板，可大大減少術(shù)中反復(fù)預(yù)彎鋼板的時間，模擬手術(shù)記錄了每顆螺釘?shù)拈L度，術(shù)中也節(jié)約了測量螺釘長度的時間，此優(yōu)點(diǎn)在應(yīng)用多塊鋼板時尤為突出；精確預(yù)彎鋼板提高了重建鋼板預(yù)彎后與骨面的服貼程度，實(shí)現(xiàn)更好的生物力學(xué)性能；防止因鋼板與骨面不貼螺釘加壓造成的已復(fù)位的骨折塊移位；可引導(dǎo)骨折復(fù)位，在復(fù)雜骨折移位難以復(fù)位時，可以利用精確預(yù)彎好的重建鋼板達(dá)到優(yōu)化骨折復(fù)位；有利于與患者進(jìn)行溝通，降低醫(yī)療風(fēng)險。

綜上，應(yīng)用3D打印技術(shù)術(shù)前虛擬設(shè)計及3D打印仿真模型模擬內(nèi)固定設(shè)計鋼板預(yù)彎、鋼板螺釘最佳位置設(shè)計、螺釘方向設(shè)計和螺釘長度測量等術(shù)前準(zhǔn)備，進(jìn)一步縮短了手術(shù)時間，減少了出血量，手術(shù)皮膚切口縮短提高療效。相對于傳統(tǒng)手術(shù)腹直肌旁切口治療骨盆骨折，這種聯(lián)合治療方法在臨床應(yīng)用中具有更顯著的優(yōu)勢，值得廣泛推廣。