陳華東，尚學(xué)紅，趙宇，尹坤

（大理大學(xué)第一附屬醫(yī)院 創(chuàng)傷骨科，云南 大理 671000）

髂骨、坐骨與恥骨共同組成了髖臼，此部位骨折常常是由高能量損傷（間接或擠壓暴力）引發(fā)的伴有髓關(guān)節(jié)局部疼痛、下肢畸形及活動局限等癥狀的一類骨折。雖然髖臼骨折發(fā)病率并不高（所占比例甚至未達(dá)全身骨折的2%），但通?？衫奂爸車笱芗吧窠?jīng)，特別是復(fù)雜髖臼骨折為關(guān)節(jié)內(nèi)骨折，位置深、解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，現(xiàn)階段髖臼骨折手術(shù)風(fēng)險并未顯著降低，術(shù)后可能出現(xiàn)多種不良事件（如早期內(nèi)固定失效、脂肪感染或液化、坐骨神經(jīng)損害、下肢靜脈血栓等），這就要求手術(shù)治療復(fù)雜髖臼骨折時，在術(shù)前對骨折形態(tài)、骨盆結(jié)構(gòu)有全面而準(zhǔn)確的判斷[1-2]。隨著數(shù)字醫(yī)學(xué)不斷發(fā)展，3D打印技術(shù)也逐漸成熟，其是以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，借助可粘合材料（如粉末塑料、金屬等）完成逐層打印來構(gòu)建實物的技術(shù)[3]?，F(xiàn)階段，借助CT后處理技術(shù)可實現(xiàn)復(fù)位骨折三維模型建立，為3D打印提供了條件，使得骨科手術(shù)更為精確和具有個性化[4]，多層螺旋CT（multislice spiral computed tomography,MSCT）三維重建輔助3D打印技術(shù)已在髖臼骨折手術(shù)中得到一定應(yīng)用[5]，但推廣應(yīng)用仍較局限。基于此背景，本文回顧性分析MSCT三維重建輔助3D打印技術(shù)對復(fù)雜髖臼骨折手術(shù)的應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2017年4月—2019年3月大理大學(xué)第一附屬醫(yī)院骨科收治的復(fù)雜髖臼骨折患者83例臨床資料。其中，以MSCT三維重建輔助3D打印技術(shù)進(jìn)行術(shù)前計劃的38例為指導(dǎo)組，以傳統(tǒng)方法行術(shù)前計劃的45例為常規(guī)組。兩組患者性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)、復(fù)雜髖臼骨折分型及手術(shù)入路比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。見表1。

表1 兩組患者一般資料的比較 例

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡≥20歲；②明確診斷為復(fù)雜髖臼骨折，即髖臼前后柱移位超過3 mm，合并后柱嚴(yán)重粉碎骨折或后壁骨折，合并股骨頭脫位或半脫位，合并關(guān)節(jié)內(nèi)游離骨塊；③復(fù)雜髖臼骨折分型：前柱+后半橫形骨折、雙柱骨折、T形骨折；認(rèn)知功能正常，可正常溝通交流；④臨床診治、手術(shù)資料詳實。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并脊髓損傷及胸部、頭頸部部位的骨折；②既往接受過其他盆骨、髖部關(guān)節(jié)手術(shù)；③有股骨頭壞死、關(guān)節(jié)炎病史；④術(shù)前明確存在重要臟器功能障礙與重大心腦血管病變；⑤合并骨巨細(xì)胞瘤、骨軟骨瘤、骨肉瘤等影響局部骨質(zhì)的疾?。虎迖?yán)重視聽障礙，無法正常交流者；⑦伴發(fā)腰椎間盤突出、繼發(fā)性腰椎椎管狹窄等影響下肢功能的腰部疾病。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)，患者及家屬均知情并簽署知情同意書。

1.3 術(shù)前規(guī)劃及手術(shù)方法

1.3.1 指導(dǎo)組先行MSCT檢查，采用GE Medieal Systems/Lightspeed 64排螺旋CT機(jī)（美國通用公司），平臥位下掃描，范圍自髂前上棘至坐骨結(jié)節(jié)；先行薄層掃描（參數(shù)：電壓/電流130 kV/120 mA，層距與間隔均為3.0 mm，螺距0.625，準(zhǔn)直器寬度1.2 mm），后行圖像薄層重建（層厚改為0.75 mm，增量3.0 mm），借助CT后處理技術(shù)包括多平面重建（multiplanar reformation,MPR）、表面遮蓋顯示技術(shù)（shaded surface display,SSD）及虛擬現(xiàn)實技術(shù)（virtual reality,VR）等實現(xiàn)三維重建成像，結(jié)合術(shù)前三維重建成像評估髖臼骨折情況。然后結(jié)合MSCT三維重建結(jié)果建立復(fù)位骨折模型，將骨折模型與各單一骨折塊以STL格式導(dǎo)入3D打印軟件（3D打印機(jī)及配套3D-OR-THO骨科三維手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)購自常州華森醫(yī)療器械有限公司），確認(rèn)打印方位后打印實物模型。觀察模型并明確骨折塊形態(tài)、移位情況，確定手術(shù)體位、入路方式（取髂腹股溝入路或Stoppa入路）。逐一取單一骨折塊打印模型按照復(fù)位步驟借助強(qiáng)力膠水逐一粘合以模擬術(shù)中復(fù)位，于模型上標(biāo)記骨折線形狀與走形，確定鋼板、螺釘放置部位，并結(jié)合虛擬設(shè)計螺釘方向完成模擬螺釘植入，對應(yīng)記錄螺釘長度、方向等信息，最終確定理想的髖臼骨折復(fù)位與固定計劃。

1.3.2 傳統(tǒng)組術(shù)前獲取并分析骨盆前后位及患側(cè)髖臼雙斜位X射線片、MSCT掃描等影像學(xué)資料，確定髖臼骨折手術(shù)入路等計劃，結(jié)合醫(yī)師經(jīng)驗確定并預(yù)彎接骨板。

1.3.3 手術(shù)方法兩組手術(shù)均由同一組醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行，均給予全身麻醉，常規(guī)進(jìn)行術(shù)區(qū)與患肢消毒、鋪單，均借助骨盆復(fù)位器械完成髖臼骨折復(fù)位操作。取髂腹股溝入路或Stoppa入路以良好顯露髖臼前柱、前壁、髖臼后柱內(nèi)側(cè)面等區(qū)域，術(shù)中注意避免傷及股動脈、靜脈與神經(jīng)等。顯露滿意后，優(yōu)先復(fù)位股骨頭（通常表現(xiàn)為向內(nèi)側(cè)移位），采取縱向牽引患側(cè)肢體的方式；明確髖臼前柱骨折線，經(jīng)髂骨脊上置入Schanz釘后進(jìn)行內(nèi)旋髂骨，并復(fù)位髖臼前柱，然后以重建接骨板完成固定。其次于直視下復(fù)位發(fā)生移位的髖臼后柱及方形區(qū)，滿意后以克氏針固定；真骨盆緣下予以鋼板彈性支撐及穩(wěn)固方形區(qū)。再次，于骨盆前后位、患側(cè)髖臼透視明確復(fù)位滿意即可。術(shù)后傷口常規(guī)內(nèi)置引流管，配合給予抗生素48 h，24 h后即可進(jìn)行股四頭肌、屈髖與屈膝訓(xùn)練等功能鍛煉，4周左右扶拐下地，8周左右可嘗試負(fù)重，之后可結(jié)合骨折愈合情況行負(fù)重訓(xùn)練。

1.4 觀察指標(biāo)及評估方法

①術(shù)中出血量、手術(shù)時間、術(shù)中透視時間及骨折愈合時間。②術(shù)后第3天采用Matta標(biāo)準(zhǔn)[6]評估骨盆及髖臼復(fù)位質(zhì)量。通過測量X射線片上骨折斷端分離移位的最大距離評估骨盆復(fù)位質(zhì)量，分為優(yōu)（距離＜4 mm）、良（距離4～10 mm）、可（距離＞10～20 mm）、差（距離＞20 mm）；通過測量X射線片上（必要時進(jìn)行CT檢查，于CT圖像上測量）移位程度評估髖臼復(fù)位質(zhì)量，分為解剖復(fù)位（移位＜1 mm）、滿意復(fù)位（1～3 mm）、不滿意復(fù)位（＞3 mm）。③術(shù)前、術(shù)后3個月、6個月隨訪時采用Majeed骨盆量化評分[7]、Harris髖關(guān)節(jié)評分[8]評定骨盆功能、髖關(guān)節(jié)功能恢復(fù)情況，前者從疼痛、工作、就座、性生活和站立5方面評估，后者評分內(nèi)容為髖關(guān)節(jié)疼痛、功能狀態(tài)、活動范圍、下肢畸形，分?jǐn)?shù)均為0～100分，分值越高，功能越好。④隨訪、統(tǒng)計術(shù)后不良事件。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法

數(shù)據(jù)分析采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件，計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，比較用t檢驗或重復(fù)測量設(shè)計的方差分析；計數(shù)資料以例或例（%）表示，比較用χ2檢驗或Fisher確切概率法；等級資料以等級表示，比較用秩和檢驗。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者手術(shù)指標(biāo)比較

兩組患者術(shù)中出血量、手術(shù)時間、術(shù)中透視時間及骨折愈合時間比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），指導(dǎo)組較常規(guī)組術(shù)中出血量減少，手術(shù)時間、術(shù)中透視時間及骨折愈合時間縮短。見表2。

表2 兩組手術(shù)指標(biāo)比較（±s）

表2 兩組手術(shù)指標(biāo)比較（±s）

組別指導(dǎo)組常規(guī)組t值P值n 38 45術(shù)中出血量/mL 353.30±55.46 400.05±67.15 3.418 0.001手術(shù)時間/min 105.30±21.08 123.61±25.66 3.510 0.001術(shù)中透視時間/s 21.15±5.05 27.30±6.61 4.692 0.000骨折愈合時間/d 82.64±12.45 95.57±15.51 4.135 0.000

2.2 兩組患者骨盆及髖臼復(fù)位質(zhì)量的比較

兩組患者骨盆復(fù)位質(zhì)量和髖臼復(fù)位質(zhì)量情況比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。見表3。

表3 兩組骨盆及髖臼復(fù)位質(zhì)量比較 例

2.3 兩組患者各時間點骨盆功能、髖關(guān)節(jié)功能恢復(fù)情況比較

指導(dǎo)組與常規(guī)組術(shù)前、術(shù)后3個月、術(shù)后6個月Majeed骨盆量化評分及Harris髖關(guān)節(jié)評分比較，采用重復(fù)測量設(shè)計的方差分析，結(jié)果：①不同時間點的Majeed骨盆量化評分和Harris髖關(guān)節(jié)評分有差異（F=34.571和36.096，均P=0.000）。②兩組的Majeed骨盆量化評分和Harris髖關(guān)節(jié)評分有差異（F=5.279和5.823，P=0.006和0.004），術(shù)后3個月指導(dǎo)組評分較常規(guī)組高。③兩組的Majeed骨盆量化評分和Harris髖關(guān)節(jié)評分變化趨勢有差異（F=16.826和17.748，均P=0.000）。見表4。

表4 兩組各時間點骨盆功能、髖關(guān)節(jié)功能恢復(fù)情況比較（分，±s）

表4 兩組各時間點骨盆功能、髖關(guān)節(jié)功能恢復(fù)情況比較（分，±s）

組別指導(dǎo)組常規(guī)組n 38 45 Majeed骨盆量化評分術(shù)前33.01±5.92 32.93±6.12術(shù)后3個月68.45±6.65 63.94±5.71術(shù)后6個月90.16±8.02 88.32±7.29 Harris髖關(guān)節(jié)評分術(shù)前37.59±4.79 38.11±4.58術(shù)后3個月77.20±4.69 73.58±4.18術(shù)后6個月84.80±6.59 82.33±5.62

2.4 兩組術(shù)后不良事件發(fā)生情況比較

指導(dǎo)組、常規(guī)組患者均獲得隨訪，平均隨訪時間分別為9.5個月和10.2個月，期間指導(dǎo)組與常規(guī)組不良事件發(fā)生率比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=0.613，P=0.434），未有合并2種以上不良事件的患者，且均未出現(xiàn)股外側(cè)皮神經(jīng)損傷、深靜脈血栓等其他并發(fā)癥。見表5。

表5 兩組術(shù)后不良事件發(fā)生情況比較 例（%）

2.5 MSCT三維重建輔助3D打印技術(shù)指導(dǎo)手術(shù)典型病例

患者男，58歲；左側(cè)胸廓有壓痛，左側(cè)腰臀部腫脹，左下肢畸形；術(shù)前X射線片、MSCT示左髖臼骨折（見圖1A、B）；MSCT三維重建輔助3D打印技術(shù)，VR三維成像可直觀觀察到骨折線、骨折范圍、骨折碎片移位等空間信息（見圖1C），3D打印骨折模型直觀顯示髖臼骨折情況（見圖1D）；3D骨折模擬復(fù)位模型完成手術(shù)固定計劃（見圖1E）；取髂腹股溝入路，先常規(guī)行股骨、左脛骨切開復(fù)位鋼板內(nèi)固定術(shù)，之后行髖臼骨折復(fù)位固定，術(shù)后X射線片示髖臼骨折整體復(fù)位與固定較好，后柱復(fù)位相對欠佳，考慮繼續(xù)隨訪復(fù)診（見圖1F）。

圖1 MSCT三維重建輔助3D打印技術(shù)指導(dǎo)手術(shù)典型病例

3 討論

隨著醫(yī)療技術(shù)不斷發(fā)展、骨折手術(shù)經(jīng)驗不斷充實，髖臼手術(shù)時間進(jìn)一步縮短，手術(shù)風(fēng)險不斷下降，手術(shù)效果也較為滿意，可以幫助患者恢復(fù)正常的骨盆、髖關(guān)節(jié)功能，但受骨折位置、解剖結(jié)構(gòu)、患者實際情況（合并傷、年齡等）的影響，現(xiàn)階段復(fù)雜髖臼骨折手術(shù)的順利進(jìn)行及取得理想效果并不容易，而術(shù)前對于髖臼骨折的全面理解、認(rèn)識，制訂完善的計劃、準(zhǔn)確塑形接骨板，以及術(shù)中準(zhǔn)確透視對獲得滿意的骨折復(fù)位及良好的固定至關(guān)重要[9]。事實上，即使是經(jīng)驗豐富的骨科醫(yī)師，在復(fù)雜骨折手術(shù)中做到解剖復(fù)位和固定也有一定難度，特別是復(fù)雜髖臼骨折，有可能為了爭取滿意復(fù)位，須獲得較大的手術(shù)切口，且長時間的暴露往往伴隨更高的并發(fā)癥風(fēng)險[10]。

3D打印技術(shù)能夠幫助骨科醫(yī)師全面地了解髖臼骨折情況，如粉碎、骨折塊移位程度，以便做出準(zhǔn)確的術(shù)前診斷與評估，幫助做出完備的術(shù)前規(guī)劃。本研究回顧性分析了近2年83例復(fù)雜髖臼骨折患者的臨床資料，發(fā)現(xiàn)采用MSCT三維重建輔助3D打印技術(shù)進(jìn)行術(shù)前指導(dǎo)，較傳統(tǒng)術(shù)前計劃明顯縮短手術(shù)時間和術(shù)中透視時間，減少術(shù)中出血量，加快骨折愈合，與國內(nèi)柳鑫[11]等、黃佳軍[12]等的結(jié)果類似。這是因為基于MSCT三維成像使得3D打印技術(shù)能夠滿足構(gòu)建3D模型的需求，其屬于實物模型，有報道[13]證實其與三維數(shù)字模型比較，更加直觀、形象，能夠幫助術(shù)者在充分考慮術(shù)中可能存在的風(fēng)險基礎(chǔ)上于術(shù)前作出更準(zhǔn)確的診斷，給出更多可行、詳細(xì)的手術(shù)計劃，并在實物模型上練習(xí)操作，可準(zhǔn)確預(yù)測術(shù)中情況與最終手術(shù)效果。毫無疑問，復(fù)雜的外科手術(shù)進(jìn)行術(shù)前演練可一定程度確保手術(shù)成功與效果。對于復(fù)雜髖臼骨折而言，3D打印技術(shù)結(jié)合鋼板、手術(shù)輔助器械能實施模擬手術(shù)，在充分了解每例患者術(shù)中髖臼骨折復(fù)位固定要點的條件下，結(jié)合骨折移位個性化情況，提前確定入路方式、鋼板尺寸、螺釘長度等，模擬術(shù)中骨塊復(fù)位固定思路，復(fù)位后明確鋼板理想位置，并進(jìn)行術(shù)前精確預(yù)彎鋼板，能夠避免術(shù)中因反復(fù)預(yù)彎導(dǎo)致手術(shù)時間延長等[14]；其中選擇最佳手術(shù)入路和固定方法尤為重要，入路主要基于術(shù)前正確的骨盆髖臼骨折分型，相比髂腹股溝入路，Stoppa入路無需暴露股神經(jīng)、髂外血管束、髂腰肌，且操作簡單、穩(wěn)定性高，但由于無法直視后方結(jié)構(gòu)，不能直接對其進(jìn)行處理，故不適宜應(yīng)用于后壁骨折，對骨盆髖臼骨折后部的復(fù)位較困難，往往需另作入路或選擇髂腹股溝入路?；贛SCT三維成像的3D打印技術(shù)能夠為手術(shù)入路選擇提供指導(dǎo)。傳統(tǒng)術(shù)前手術(shù)計劃多在骨科醫(yī)師腦中進(jìn)行，通常帶有明顯的局限性與主觀性，且術(shù)中復(fù)位多基于個人經(jīng)驗，存在較大的不確定風(fēng)險。

本研究顯示，兩組間骨盆及髖臼復(fù)位質(zhì)量未見顯著差異，且指導(dǎo)組術(shù)后3個月Majeed骨盆量化評分、Harris髖關(guān)節(jié)評分高于常規(guī)組，而術(shù)后6個月無差異，提示MSCT三維重建輔助3D打印技術(shù)進(jìn)行術(shù)前指導(dǎo)并未顯著改善骨盆及髖臼復(fù)位質(zhì)量，但可促進(jìn)骨盆、髖關(guān)節(jié)功能恢復(fù)進(jìn)程，與MSCT三維重建輔助3D打印技術(shù)進(jìn)行指導(dǎo)的手術(shù)更具個性化、術(shù)后骨折愈合時間短等有關(guān)。而漆啟華等[15]的報道顯示MSCT維重建輔助3D打印技術(shù)能顯著改善骨盆、髖臼復(fù)位質(zhì)量及髖關(guān)節(jié)功能，與本研究結(jié)果有所出入，可能與入選樣本量、隨訪評估時間、患者的個體差異等有關(guān)。孟羿彬等[16]研究與本研究結(jié)果一致，認(rèn)為MSCT三維重建輔助3D打印技術(shù)并不能顯著提高復(fù)雜髖臼骨折復(fù)位質(zhì)量，但認(rèn)為其有助于經(jīng)驗不足的年輕或新手醫(yī)師對手術(shù)過程的理解，縮短學(xué)習(xí)曲線。此外，隨訪期間指導(dǎo)組不良事件發(fā)生率略低于常規(guī)組，差異不顯著的原因可能為樣本量較小，仍可提示MSCT三維重建輔助3D打印技術(shù)進(jìn)行術(shù)前指導(dǎo)有望減少不良事件發(fā)生。有文獻(xiàn)[17]指出，借助3D打印技術(shù)，結(jié)合模擬鋼板固定常規(guī)操作，還能夠詳細(xì)地記錄螺釘?shù)拈L度、位置等信息，繼而有效地避免螺釘植入關(guān)節(jié)腔等事件。手術(shù)入路選擇時要同時綜合考慮髖臼的恥骨聯(lián)合、界線、骶骨情況，盡可能以單一的體位和最少的入路完成手術(shù)，否則可能因不同的手術(shù)入路切口增加感染和壞死的風(fēng)險，影響切口的愈合；還需要指出的是，MSCT三維重建輔助3D打印技術(shù)增加了治療費(fèi)用，且需要較長的準(zhǔn)備時間，有可能貽誤最佳手術(shù)時機(jī)，建議術(shù)前盡可能縮短準(zhǔn)備時間，高?；颊哂山?jīng)驗豐富的醫(yī)師手術(shù)以減少不良事件發(fā)生。本研究隨訪時間較短，MSCT三維重建輔助3D打印技術(shù)進(jìn)行術(shù)前指導(dǎo)對復(fù)雜髖臼骨折手術(shù)患者遠(yuǎn)期功能恢復(fù)的影響還需進(jìn)一步明確，且相關(guān)結(jié)論仍需擴(kuò)大樣本量、多中心的研究論證。