隋吉生，殷沖沖，徐杰,江一帆

(1.南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)院(南京市第一醫(yī)院)骨科，江蘇南京 210006；2.東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院秦淮醫(yī)療區(qū)(原八一醫(yī)院)急診科，江蘇南京 210000)

頸椎損傷是脊柱外科常見傷，多伴有頸脊髓損傷，可致四肢癱瘓及嚴(yán)重的呼吸功能障礙，甚至危及生命。本研究旨在探討個(gè)體化3D打印輔助后路螺釘內(nèi)固定治療上頸椎損傷的效果及安全性，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2018年2月～2021年12月在本院行頸椎后路內(nèi)固定手術(shù)治療的上頸椎損傷患者40例。納入標(biāo)準(zhǔn)：符合上頸椎損傷相關(guān)診斷標(biāo)準(zhǔn)[1]；均行頸椎正側(cè)位片、寰樞椎張口位片、頸椎薄層 CT、頸椎 MRI檢查；臨床資料完整無缺失，包括術(shù)后復(fù)查資料。排除標(biāo)準(zhǔn)：不符合手術(shù)指征，存在手術(shù)禁忌證；存在嚴(yán)重心腦、肝腎等全身重要器官損傷；存在凝血功能障礙；術(shù)后復(fù)查時(shí)間小于6個(gè)月。根據(jù)不同手術(shù)方式，將患者分為3D打印組(20例，行個(gè)體化3D打印輔助后路螺釘內(nèi)固定治療)和徒手置釘組(20例，行徒手法置釘頸椎后路內(nèi)固定治療)。3D打印組：男12例，女8例；年齡44～58歲，平均(51.55±4.70)歲；致傷原因：交通傷13例，高處墜落傷5例，重物砸傷2例；損傷類型：寰樞椎脫位2例，寰椎骨折5例，齒狀突骨折8例，Hangman骨折2例，復(fù)合骨折3例；Frankel神經(jīng)功能分級(jí)：C級(jí)13例，D級(jí)7例，E級(jí)0例。徒手置釘組：男13例，女7例；年齡40～58歲，平均(49.40±4.91)歲；致傷原因：交通傷12例，高處墜落傷6例，重物砸傷2例；損傷類型：寰樞椎脫位2例，寰椎骨折5例，齒狀突骨折8例，Hangman骨折1例，復(fù)合骨折4例；Frankel神經(jīng)功能分級(jí)：C級(jí)12例，D級(jí)8例，E級(jí)0例。兩組性別、年齡等基礎(chǔ)資料比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。本研究通過本院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審核。

1.2 方法

1.2.1 數(shù)據(jù)采集及個(gè)體化3D打印模型制備

將患者頸椎薄層CT(荷蘭飛利浦)掃描的原始數(shù)據(jù)(DICOM文件格式)導(dǎo)入Mimics 14.0三維圖像處理軟件(比利時(shí)Materialise公司)，重建頸椎三維模型。將頸椎三維模型文件導(dǎo)入3D打印系統(tǒng)(比利時(shí)Materialise公司)，使用光敏樹脂材料在高精度模式下，打印出個(gè)體化3D上頸椎模型(比例為1∶1)。

1.2.2 手術(shù)方法

所有患者均由同一組醫(yī)師順利完成手術(shù)。全身麻醉后取俯臥位，將俯臥位頭面部保護(hù)架應(yīng)用于頭面部保護(hù)，持續(xù)行顱骨牽引(重量4kg)，使頸椎保持穩(wěn)定；使用布膠條粘貼皮膚，使頸部皮膚能夠充分繃緊，標(biāo)記長(zhǎng)度約5 cm的切口。常規(guī)后正中切口，顯露頸椎后方結(jié)構(gòu)，徹底剔除骨質(zhì)表面的軟組織，暴露C1后弓結(jié)節(jié)及C2棘突。3D打印組按照個(gè)體化3D打印頸椎模型及導(dǎo)板所標(biāo)記的骨性參照標(biāo)志、進(jìn)釘點(diǎn)及置釘方案進(jìn)行置釘；徒手置釘組按照傳統(tǒng)徒手置釘方式，使用高速磨鉆在預(yù)先設(shè)計(jì)的進(jìn)釘點(diǎn)結(jié)合臨床經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行開口，并制備椎弓根置釘通路，徒手置釘。制定完成后，行C臂機(jī)透視，確定螺釘位置良好。折彎連接鈦棒，于寰椎后弓與樞椎棘突間放入骨塊植骨融合，旋緊螺栓、固定內(nèi)置物。常規(guī)放置膠原蛋白海綿，并留置負(fù)壓引流管1根。逐層縫合并重建軟組織。3D打印組的典型病例見圖1。

圖1 3D打印的三維模型、打印模型和術(shù)中應(yīng)用情況

1.3 觀察指標(biāo)

(1)比較兩組患者手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量、術(shù)后引流量等手術(shù)相關(guān)指標(biāo)。(2)比較兩組患者手術(shù)前、術(shù)后1周、1個(gè)月的疼痛VAS評(píng)分。(3)比較兩組患者手術(shù)前、術(shù)后6個(gè)月的神經(jīng)功能Frankel分級(jí)[2]。(4)根據(jù)kawaguchi標(biāo)準(zhǔn)[3]對(duì)兩組患者置釘?shù)燃?jí)進(jìn)行評(píng)價(jià)。(5)出院后3、6個(gè)月復(fù)查頸椎CT，觀察兩組患者頸椎術(shù)后骨融合情況。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

3D打印組患者手術(shù)時(shí)間顯著短于徒手置釘組，術(shù)中出血量、術(shù)后引流量均顯著少于徒手置釘組(P<0.05)；見表1。術(shù)前、術(shù)后1周、1個(gè)月，兩組患者VAS評(píng)分差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；但術(shù)后兩組患者VAS評(píng)分均較術(shù)前顯著降低(P<0.05)，見表2。

表1 兩組患者手術(shù)相關(guān)指標(biāo)比較

表2 兩組患者手術(shù)前后VAS評(píng)分比較分)

術(shù)后置釘?shù)燃?jí)方面，3D打印組0級(jí)19例，1級(jí)1例，準(zhǔn)確率95%；徒手置釘組0級(jí)14例，1級(jí)5例，2級(jí)1例，準(zhǔn)確率70%，兩組置釘準(zhǔn)確率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(x2=4.329,P=0.037)。3D打印組術(shù)后3個(gè)月的植骨融合率為95%(19/20)，術(shù)后6個(gè)月為100%(20/20)；徒手置釘組術(shù)后3、6個(gè)月的植骨融合率分別為65%(13/20)和95%(19/20)。3D打印組術(shù)后3個(gè)月的植骨融合率顯著高于徒手置釘組(P<0.05)。

Frankel分級(jí)方面，3D打印組術(shù)前C級(jí)13例、D級(jí)7例，術(shù)后6個(gè)月改善至D級(jí)1例、E級(jí)19例；徒手置釘組術(shù)前C級(jí)12例、D級(jí)8例，術(shù)后6個(gè)月改善至C級(jí)2例、D級(jí)5例、E級(jí)13例。術(shù)后3D打印組的Frankel分級(jí)改善效果顯著優(yōu)于徒手置釘組(Z=5.161，P=0.018)。

3 討論

3D打印技術(shù)作為一種新型的快速成型及快速制造技術(shù)，逐漸被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)外研究報(bào)道，3D打印技術(shù)應(yīng)用于頸椎手術(shù)，可顯著提高手術(shù)的精確性，降低手術(shù)并發(fā)癥的發(fā)生率[4,5]。在本研究中，筆者通過將患者的術(shù)前CT數(shù)據(jù)進(jìn)行個(gè)性化3D打印上頸椎模型及導(dǎo)板，輔助后路內(nèi)固定治療上頸椎損傷，與徒手法置釘內(nèi)固定對(duì)比，手術(shù)時(shí)間縮短、術(shù)中出血量減少，術(shù)后引流量減少，提示個(gè)體化3D打印技術(shù)輔助內(nèi)固定的術(shù)中風(fēng)險(xiǎn)更低，分析其原因可能是由于個(gè)體化3D 打印輔助下進(jìn)行精準(zhǔn)的椎弓根螺釘植入，避免了血管損傷、釘?shù)勒{(diào)整等可能造成的術(shù)中出血。

本研究顯示，兩組術(shù)后3個(gè)月、6個(gè)月VAS評(píng)分較術(shù)前均有所改善，但兩組間對(duì)比無差異。Yang等[6]研究對(duì)3D打印模型輔助后路內(nèi)固定治療寰樞椎損傷的優(yōu)效性和可行性進(jìn)行了分析，同樣以徒手置釘法進(jìn)行對(duì)照，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩組在術(shù)后1周～12個(gè)月的VAS評(píng)分均差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但均較術(shù)前明顯改善；樊勇等[7]的研究報(bào)道，3D打印和術(shù)中導(dǎo)航技術(shù)與常規(guī)后路寰樞椎椎弓根內(nèi)固定手術(shù)比較，術(shù)后1年VAS評(píng)分存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。本研究結(jié)合上述報(bào)道，均提示個(gè)體化3D打印技術(shù)輔助內(nèi)固定治療上頸椎損傷在緩解患者疼痛方面有一定的效果，可能與3D 打印輔助下軟組織的精準(zhǔn)暴露和保護(hù)有關(guān)。但對(duì)于個(gè)體化3D打印技術(shù)在緩解患者疼痛方面是否具有優(yōu)越性，還未能明確。

本研究中，個(gè)體化3D打印輔助后路螺釘內(nèi)固定的置釘準(zhǔn)確率約為95.00%，顯著高于徒手法置釘?shù)?0.00%，且均未出現(xiàn)神經(jīng)、椎動(dòng)脈損傷等并發(fā)癥。唐接福等[8]研究顯示，采用3D打印個(gè)體化定位導(dǎo)板技術(shù)的置釘成功率為93.3%，高于徒手置釘，與本研究結(jié)果相似。研究提示，個(gè)體化3D打印技術(shù)輔助內(nèi)固定治療上頸椎損傷有較高的手術(shù)精確性，且無嚴(yán)重并發(fā)癥。本研究還發(fā)現(xiàn)，術(shù)后3個(gè)月，3D打印組骨融合率高于徒手置釘組，術(shù)后6個(gè)月兩組無明顯差異。方旭等[9]的研究報(bào)道，與傳統(tǒng)椎弓根內(nèi)固定術(shù)比較，3D打印聯(lián)合椎內(nèi)固定治療退行性腰椎側(cè)彎，術(shù)后6個(gè)月椎體融合率較高。本研究結(jié)果與上述報(bào)道存在部分差異，可能與本研究為上頸椎損傷疾病，較腰椎側(cè)彎更易融合有關(guān)；同時(shí)手術(shù)前通過個(gè)體化3D打印模型，評(píng)估了內(nèi)固定方案的即刻穩(wěn)定性，能多視角觀察，使上頸椎更能完整、直觀、立體地展現(xiàn)出來，準(zhǔn)確評(píng)估損傷情況，了解骨折的“個(gè)性”，且手術(shù)中能完美的實(shí)現(xiàn)；而徒手置釘在術(shù)中操作時(shí)，可能會(huì)因置釘調(diào)整、手術(shù)經(jīng)驗(yàn)等因素，影響生物力學(xué)穩(wěn)定性，從而影響其早期融合率。同時(shí)，本研究中，兩組患者術(shù)后6個(gè)月的Frankel分級(jí)均有所改善，且3D打印組改善效果較好。謝兆林等[10]研究也報(bào)道，個(gè)體化導(dǎo)航模板輔助下頸椎椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)較傳統(tǒng)方法的Frankel神經(jīng)功能分級(jí)改善效果較優(yōu)。結(jié)果提示，個(gè)體化3D打印技術(shù)輔助內(nèi)固定治療上頸椎損傷可加速患者骨融合，有助于患者脊髓損傷的恢復(fù)。

個(gè)體化3D打印技術(shù)輔助內(nèi)固定治療上頸椎損傷手術(shù)，有以下優(yōu)勢(shì)：(1)通過術(shù)前Mimics軟件搭建上頸椎虛擬模型，遵循“個(gè)體化”治療原則；(2)彌補(bǔ)了徒手置釘可能出現(xiàn)的進(jìn)釘點(diǎn)、進(jìn)釘角度的失誤，使椎弓根螺釘植入更加準(zhǔn)確，手術(shù)成功率更高，減少并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)；(3)經(jīng)低溫消毒后的3D打印頸椎模型既可在手術(shù)區(qū)域內(nèi)使用，便于術(shù)者術(shù)中再次確認(rèn)置釘?shù)慕嵌?、進(jìn)釘點(diǎn)等。

綜上所述，個(gè)體化3D打印輔助后路螺釘內(nèi)固定治療上頸椎損傷的臨床療效顯著，能有效縮短手術(shù)時(shí)間，減輕患者術(shù)后疼痛，提高置釘準(zhǔn)確性，修復(fù)脊髓損傷，促進(jìn)骨融合，減少醫(yī)源性并發(fā)癥。