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3D打印技术辅助下微创内固定治疗骨盆前环骨折.doc

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3D打印技术辅助下微创内固定治疗骨盆 前环骨折 陈龙 汪国栋 刘曦明 蔡贤华 钟炎军 解放军武汉总医院骨科 武汉672 中西医结合医院骨 科 摘 要: 目的 评价 3D打印技术辅助下微创内固定治疗骨盆前环骨折的临床疗效。方法 回顾性分析2014年 1月—2017 年2月解放军武汉总医院骨科收治的 42例骨盆 前环骨折患者资料, 其中男性23例, 女性 19例;年龄21 6 8岁, 平均 44.2岁。 按手术方法分为两组:A组27例采用3D打印技术辅助下微创内固定治疗, B组 15例采用传统切开复位内固定治疗。从手术时间、出血量、术后并发症发生率、 术后应用Matta放射学标准评定骨折复位质量、末次随访 Majeed骨盆骨折功能 评分等方面对两组进行疗效对比研究。结果 42例患者术后获得门诊随访, 随访 时间6 2 4 个月 (平均 13.7个月) 。A组患者骨盆前环手术时间和术中出血量 (27.45±1.60) min、 (26.30±3.85) m L 显著少于B组 (66.20±3.56) min、 (128.00±8.89) m L, 差异均有统计学意义 (P0.05) 。 随访期间 A组有1例出现螺钉松动;B组有2例出现前环长期疼痛, 3 例由于过度肥胖, 切口脂肪液化出现感染, 经过局部清创缝合后愈合;无1例患 者发生骨折不愈合、医源性神经血管损伤等并发症。两组术后并发症发生率差异 有统计学意义 (P0.05) , 具有可比性, 见表 1。本研究已获得医院伦理委员会批准, 所有患者均同意并签 署知情同意书。 表1 A 组与 B组术前一般资料比较 (例 下载原表 2 纳入标准和排除标准 纳入标准:属于Tile B、C型骨盆骨折且前环需手术者。排除标准: (1) 开放性 骨盆骨折; (2) 前后环进针点区域骨折者; (3) 合并耻骨联合分离者; (4) 合并 严重心血管疾病、肝肾功能不全、凝血功能不全等基础疾病者, 或合并有血管损 伤、神经症状者; (5) 无法在2周内行手术治疗者; (6) 重度骨质疏松患者; (7) 失访或随访时间20mm。末次随访时骨盆功能采用 Majeed功能评分[4], 根据患者术后疼痛、站坐、工作情况及性生活, 分为优 85~100分、 良70~84 分、 可55~69分、 差0.05) , 见表3。随访期间 A 组有1例出现螺钉松动;B组有2例前环出现长期疼痛, 3例 由于过度肥胖, 切口脂肪液化出现感染, 经过局部清创缝合后愈合;无1例患者 发生骨折不愈合、医源性神经血管损伤等并发症。A组患者术后并发症发生率与 B组比较差异有统计学意义 (P2cm[3];但耻骨支骨折不愈合的情况并非少见, 近髋臼的 耻骨支骨折已被证实预后较差[6];对老年人而言, 考虑长期卧床及功能较差带 来的并发症, 常建议手术治疗[7]。 Tile B型骨盆骨折属于部分稳定型骨盆骨折, 因此是否需前后联合固定, 还存在争议。有学者[8-9]认为, 骨折移位<1cm者可 予以非手术治疗。 但非手术治疗会带来压疮、 坠积性肺炎、 功能活动差等并发症, 且随着人口老龄化的推进及患者对于术后生活质量的要求逐渐提高, 有学者提 出疼痛及活动受限可作为手术指征, 通过采取手术方法使患者尽早的生活自理 [10-11]。 对于骨盆前环骨折的固定方法包括外固定支架固定、钢板内固定、“内置支架” 固定、耻骨支髓内钉固定等。虽然外固定支架能有效快速地稳定骨盆达到缓解疼 痛等目的, 但易出现钉道感染, 且术后无法早期功能锻炼。 传统的经髂腹股沟入 路切开复位内固定术手术创伤大, 对钢板塑形要求高, 手术操作复杂, 并发症 多, 且沿骨盆界限放置有螺钉穿入髋关节内或损伤股神经和股血管等严重并发 症发生的危险[12]。 计算机辅助导航技术可解决上述问题, 但该技术较复杂, 学 习时间长, 设备价格昂贵, 基层医院推广困难[13]。 图1患者男性, 44岁, 交通事故致Tile B2.1 型骨盆骨折。a、b.术前 X线片及 CT三维重建示左侧耻骨支粉碎性骨折, 左侧骶骨骨折 (Denis II区) ;c.术前打 印3D模型, 模拟复位及提前预弯重建钢板;d.骨盆前环耻骨支高位骨折可采用 沿髂前上棘至髂嵴的斜切口和耻骨结节向外的横切口, 分别长约4cm、8cm, 建 立骨膜下隧道, 重建钢板塑形后, 钻孔测深拧入合适长度螺钉;e.术后切口照, 骨盆前环两处切口分别长约 10cm、5cm;f.术后 1月复查示骨折复位质量优;g.术 后6月复查X线片示骨折愈合良好;h.术后6个月按Majeed评分标准评定疗效为 优 随着医疗水平的进步及患者对手术预期值的提高, 如何术前更加准确的对骨折 进行判断、术中缩短复位及重建板的植入时间、减少术中出血量及术后并发症等 问题逐渐引起关注。 近年来, 计算机数字化三维重建技术为现代骨科手术提供新 的辅助手段, 使骨科手术精确化、 个性化的术前设计成为可能, 实现了从虚拟模 拟到现实模拟的跨越。3D打印技术最早用于工业, 后逐渐用于骨科, 如骨缺损、 骨肿瘤等治疗[14]。本研究中, 部分患者采用数字化及 3D打印技术辅助微创治 疗骨盆前环骨折, 得到了良好的手术效果, 3D 打印组患者术后复位质量评分优 良率达88.89%, 与传统的切开复位内固定相比无明显统计学意义;且 3D打印组 通过优化的术前设计选择合适的手术入路、内固定方式、内固定物的放置及型号 等, 缩短了手术时间及术中出血量, 明显优于对照组 (P<0.05) 。 除此之外, 骨 盆前环区域脂肪垫较厚, 传统切开复位内固定术后容易出现脂肪液化, 且术中 出血量较多容易导致会阴部及阴囊区的血肿, 对术后恢复造成影响。本研究中, A组术后并发症发生率显著低于 B组, 且差异有统计学意义。Bagaria 等[15]、 王锋等[16]在术前应用 3D打印技术制作了骨盆髋臼模型, 在模型上行预手术, 完善术前设计, 也取得了满意的效果。 研究表明[17], 利用 3D打印技术打印出骨折部位的三维模型, 可在术前对骨折 有详尽和全面的了解并作出精准的诊断和分型, 也可在模型上实施模拟手术过 程, 如骨折复位、 选择合适的内固定物、 预弯塑形钢板、 确定螺钉长度及方向等, 通过模拟手术选择不同的手术方法及调整手术策略, 制定出最佳个体化手术方 案, 减少手术失误, 减少术中透视时间, 缩短手术时间, 减少术中出血量, 同 时也可使手术助手明确手术思路, 更好的辅助手术。 虽然3D打印技术是一种新型的快速成型技术, 但骨科个性化的3D打印技术还存 在以下缺点: (1) 打印设备价格从数万元到上千万元不等; (2) 应用 3D打印技 术实现骨折模型还原重建及设计制作个体化手术导板均对 3D打印机有较高的精 准性; (3) 3D 打印技术完成术前规划, 但患者改变体位、搬运等活动后导致术 中与3D 打印骨盆模型出现偏差; (4) 3D打印 1∶1模型耗时较长, 可能影响最 佳手术时机; (5) 对于 3D导板的使用, 术中需达到良好的复位, 若复位不良会 导致钉道的偏移, 增加手术风险, 需改行切开复位内固定。 综上所述, 术前规划可尽可能缩短术中复位时间, 国际内固定研究学会推荐常 规术前规划是在术前 X线片及平面纸上进行, 术中实际复位情况常与平面规划 相差甚远。而3D打印技术可制作出骨折部位物理模型, 提供逼真的术前模拟环 境, 术者可尝试不同手术方法, 从而选择最佳的个体化手术方案, 减少术中失 误, 大大降低了手术创伤, 具有临床意义。 参考文献 [1]陈龙, 汪国栋, 刘曦明.骨盆前环骨折的研究进展[J].中国矫形外科杂志, 2017, 25 (6) :524-526. 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