3D打印技術(shù)結(jié)合數(shù)字化設(shè)計(jì)在髖臼后壁骨折中的應(yīng)用

徐明方，黃榮東，周冬長

（惠陽三和醫(yī)院骨科，廣東惠州 516211）

髖臼后壁骨折是臨床上常見的骨折類損傷。隨著交通業(yè)、建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，交通撞擊、墜落等事故引發(fā)的髖臼后壁骨折的患者越來越多，髖臼后壁骨折的發(fā)生率急速增長[1]。此外，髖臼后壁骨折還易與其他損傷合并，因而造成治療難度相對較大。目前，髖關(guān)節(jié)后側(cè)入路聯(lián)合重建鈦板治療，為該病的傳統(tǒng)治療方法。但該法需要結(jié)合患者的髖關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)多次調(diào)整鈦板，導(dǎo)致鈦板容易發(fā)生金屬疲勞、螺釘方向固定、鈦板固定不牢等危險(xiǎn)，進(jìn)而影響患者髖關(guān)節(jié)功能的恢復(fù)。而利用3D打印技術(shù)結(jié)合數(shù)字化設(shè)計(jì)+定制做出的鎖定鈦板，可以在術(shù)前結(jié)合患者的髖關(guān)節(jié)3D模型調(diào)整鈦板形狀，以保證鈦板個(gè)性化，避免了術(shù)中過度調(diào)整鈦板，降低了患者手術(shù)創(chuàng)傷風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而達(dá)到改善髖關(guān)節(jié)固定的效果[2]。本文旨在探究3D打印技術(shù)輔助數(shù)字化設(shè)計(jì)+定制的鎖定鈦板治療髖臼后壁骨折的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取惠陽三和醫(yī)院2015年7月至2020年8月收治的86例髖臼后壁骨折患者進(jìn)行前瞻性研究，按照隨機(jī)數(shù)字表法分為對照組（43例）、觀察組（43例）。對照組患者中男性25例，女性18例；年齡25～64歲，平均年齡（48.77±4.35）歲；致傷原因：跌倒19例、墜落12例、撞擊12例。觀察組患者中男性27例，女性16例；年齡24～67歲，平均年齡（49.10±5.25）歲；致傷原因：跌倒21例、墜落11例、撞擊11例。兩組患者一般資料比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。本研究經(jīng)惠陽三和醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所納入患者及家屬均簽署知情同意書。納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合《骨科疾病診療指南》[3]的診斷標(biāo)準(zhǔn)并確診；②手術(shù)耐受性良好；③髖關(guān)節(jié)不穩(wěn)定；④髖臼與股骨頭不匹配，骨折位移≥3 mm；⑤臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并凝血功能障礙、血液系統(tǒng)疾??；②嚴(yán)重的心肝腎等臟器功能障礙者；③合并惡性骨腫瘤者；④妊娠或哺乳期患者；⑤合并糖尿病、甲亢等內(nèi)分泌疾病。

1.2 方法 對照組患者給予重建鈦板治療，術(shù)前準(zhǔn)備：入院后，對患者的骨折部位進(jìn)行CT薄層掃描，然后進(jìn)行三維重建，結(jié)合影像學(xué)資料制定手術(shù)方案，并對患者行皮牽引、消腫及對癥治療。手術(shù)方法：給予患者全身麻醉或腰硬聯(lián)合麻醉后，選取俯臥位，確定髖關(guān)節(jié)后側(cè)入路切口，逐層切開并查探骨折情況；結(jié)合術(shù)前預(yù)判、術(shù)中實(shí)際情況進(jìn)行骨折復(fù)位，并以2 mm克氏針臨時(shí)固定；將預(yù)彎重建鈦板置入骨折段，若與骨折段解剖學(xué)結(jié)構(gòu)貼合性不佳，則在C型臂X線透視下反復(fù)進(jìn)行鈦板塑形直至貼合效果滿意，然后擰入螺釘固定，拔出克氏針；手術(shù)切口留置引流管，最后逐層縫合。術(shù)后處理：術(shù)后使用1次抗生素，常規(guī)抗凝；抬高患肢，24～48 h內(nèi)結(jié)合實(shí)際情況拔除引流管，結(jié)合其康復(fù)情況實(shí)施鄰關(guān)節(jié)及肌肉收縮功能鍛煉；定期復(fù)查X線片。

觀察組患者給予3D打印結(jié)合數(shù)字化設(shè)計(jì)+定制的鎖定鈦板治療，術(shù)前準(zhǔn)備：在對照組基礎(chǔ)上，對患者及其家屬講解數(shù)字化設(shè)計(jì)+定制鈦板的治療優(yōu)勢，取得患者及家屬同意后，與廠家合作，將患者CT薄層掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建，數(shù)字化模擬出骨折形態(tài)，制作1∶1骨折模型；結(jié)合模型特征虛擬復(fù)位后，設(shè)計(jì)和定制3D數(shù)字化鎖定鈦板并進(jìn)行高溫消毒。在患者傷后6～10 d開展手術(shù)治療。手術(shù)方法：患者給予全身麻醉或腰硬聯(lián)合麻醉，選取俯臥位，確定髖關(guān)節(jié)后側(cè)入路切口，逐層切開并查探骨折情況；依據(jù)術(shù)前規(guī)劃將骨折段復(fù)位；復(fù)位良好后，用2 mm克氏針臨時(shí)固定，將定制鈦板依據(jù)術(shù)前模擬置入制定位置，并依據(jù)術(shù)前設(shè)計(jì)固定螺釘、拔出克氏針；手術(shù)切口留置引流管并常規(guī)縫合；若合并骨缺損，則通過人工骨、自體髂骨進(jìn)行植骨治療，以C型臂X線透視確定骨折復(fù)位及內(nèi)固定效果。術(shù)后處理：處理方法與對照組相同。兩組患者術(shù)后均隨訪6個(gè)月。

1.3 觀察指標(biāo) ①比較兩組手術(shù)相關(guān)指標(biāo)，包括手術(shù)時(shí)間、術(shù)中失血量、術(shù)后引流量及術(shù)中透視次數(shù)。②比較兩組髖關(guān)節(jié)功能，利用改良Merle D ' Aubigne &Postel髖關(guān)節(jié)評(píng)分系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)[4]，共計(jì)3項(xiàng)評(píng)價(jià)內(nèi)容，包括疼痛、行走、活動(dòng)范圍，總分18分為優(yōu)秀，15～17分為良好，13～14分為可，＜13分為差。優(yōu)秀占比=優(yōu)秀例數(shù)/總例數(shù)×100%。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，其中計(jì)量資料以（±s）表示，組間行t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以[例（%）]表示，行χ2檢驗(yàn)；P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者手術(shù)相關(guān)指標(biāo)對比 觀察組患者手術(shù)時(shí)間短于對照組患者，組間比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；觀察者患者術(shù)中失血量、術(shù)后引流量、術(shù)中透視次數(shù)少于對照組患者，組間比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），見表1。

2.2 兩組患者髖關(guān)節(jié)功能對比 兩組患者均在術(shù)后隨訪6個(gè)月，觀察組患者髖關(guān)節(jié)功能評(píng)分優(yōu)秀占比為65.12%，高于對照組患者的41.86%，組間比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表2。

3 討論

手術(shù)治療是髖臼后壁骨折的主要治療方式，但髖臼后壁骨折具有位置較深、解剖學(xué)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、神經(jīng)血管豐富等特點(diǎn)[5]，會(huì)造成術(shù)前骨折類型判斷、術(shù)中復(fù)位的難度均相對較大。隨著影像學(xué)技術(shù)的發(fā)展，CT三維重建技術(shù)可為手術(shù)治療提供更多的參考。然而，在實(shí)際手術(shù)治療中，骨折復(fù)位方向、骨折線判斷、重建鈦板植入位置、螺釘固定方向等的判斷均依賴于醫(yī)師的臨床經(jīng)驗(yàn)，為保證重建鈦板完全與骨折段貼合，需要在術(shù)中多次對鈦板的形狀進(jìn)行調(diào)整。上述操作不僅增加了鈦板的金屬疲勞度，還對其固定穩(wěn)定性造成影響。除此之外，由于螺釘孔方向固定且易進(jìn)入關(guān)節(jié)，所以患者的痛苦會(huì)增加，從而影響治療效果。

3D打印技術(shù)結(jié)合數(shù)字化設(shè)計(jì)和定制的鎖定鈦板，主要治療優(yōu)勢如下：①3D模型可以幫助醫(yī)生在術(shù)前充分了解患者的骨折形態(tài)，并模擬復(fù)位，減少術(shù)中不確定性[6]；②利用一塊定制鈦板即可替代2～3塊重建鈦板，節(jié)省治療費(fèi)用；③術(shù)中醫(yī)生無需對鈦板反復(fù)進(jìn)行塑形，并通過鉆孔擰入螺釘固定，使得螺釘方向具有可控性，固定效果極佳；④術(shù)中操作更簡便，且術(shù)中可隨時(shí)參考模型，降低術(shù)中透視頻率，縮短手術(shù)時(shí)間，減小患者手術(shù)創(chuàng)傷，提高治療效果，且可以改善預(yù)后[7]。

本次研究發(fā)現(xiàn)，觀察組患者應(yīng)用3D打印結(jié)合數(shù)字化設(shè)計(jì)的鎖定鈦板進(jìn)行治療，與重建鈦板治療的對照組患者相比，觀察組患者手術(shù)時(shí)間顯著縮短，術(shù)中失血量、術(shù)后引流量及術(shù)中透視次數(shù)也比對照組患者少，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），說明采用3D打印結(jié)合數(shù)字化設(shè)計(jì)可以縮短手術(shù)時(shí)間、簡化手術(shù)操作流程、提高手術(shù)效率且減小對患者的創(chuàng)傷；另外在隨訪中發(fā)現(xiàn)，觀察組患者髖關(guān)節(jié)優(yōu)秀占比顯著高于對照組患者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），說明采用3D打印結(jié)合數(shù)字化設(shè)計(jì)有利于患者的髖關(guān)節(jié)功能的恢復(fù)，遠(yuǎn)期效果顯著。黃旭科等[8]的研究與本次研究結(jié)果一致。

綜上，在對髖臼后壁骨折患者髖關(guān)節(jié)后側(cè)入路手術(shù)治療中，與常規(guī)重建鈦板固定治療相比，應(yīng)用3D打印技術(shù)輔助數(shù)字化設(shè)計(jì)治療，可改善患者手術(shù)相關(guān)指標(biāo)及髖關(guān)節(jié)功能，效果顯著，值得臨床推廣。

表1 兩組患者手術(shù)相關(guān)指標(biāo)對比（±s）

表1 兩組患者手術(shù)相關(guān)指標(biāo)對比（±s）

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表2 兩組患者髖關(guān)節(jié)功能對比[例（%）]