王朝暉 楊 杰 曾敏川 劉建偉 何波涌 趙快平 唐艷平 曹書杰

南華大學(xué)附屬郴州市第一人民醫(yī)院創(chuàng)傷骨科，湖南省郴州市 423000

骨盆髖臼骨折是臨床中較為常見的嚴(yán)重創(chuàng)傷，多由高能量暴力所致，近年來有逐漸上升趨勢。盡管發(fā)病率僅占所有骨折的3%～8%，但其致死率卻高達(dá)20%，且50%以上伴隨其他并發(fā)損傷[1]。由于處于特殊的部位，周圍解剖關(guān)系復(fù)雜，為力學(xué)傳導(dǎo)樞紐，手術(shù)恢復(fù)骨盆環(huán)的穩(wěn)定性和解剖復(fù)位堅強固定髖臼骨折，是獲得較好療效和降低致殘率的關(guān)鍵。傳統(tǒng)手術(shù)方案主要基于X線及CT等影像學(xué)資料設(shè)計，具有一定局限性，往往難以精確再現(xiàn)骨折空間構(gòu)象及移位，而通過數(shù)字技術(shù)設(shè)計手術(shù)方案和3D打印1∶1骨盆髖臼骨折模型，可直觀立體地觀測及操作骨折模型，進(jìn)行術(shù)前模擬手術(shù)、預(yù)塑形鋼板及確定鋼板螺釘?shù)睦硐胛恢?，實現(xiàn)個性化精準(zhǔn)治療，使骨盆和復(fù)雜髖臼骨折的復(fù)位固定更高效，更安全[2-3]。2016年1月—2019年10月我科應(yīng)用數(shù)字骨科技術(shù)輔助完成了52例骨盆及復(fù)雜髖臼骨折的個性化治療，取得了滿意的療效，回顧分析總結(jié)如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2016年1月—2019年10月我院收治的骨盆髖臼骨折患者52例作為觀察對象，其中男32例，女20例，年齡18～70歲，平均年齡46.3歲；受傷原因：交通事故傷21例，重物砸傷11例，高處墜落傷20例；新鮮骨折48例，陳舊骨折4例；髖臼骨折：T型骨折6例，后柱伴后壁骨折13例，橫斷伴后壁骨折2例，雙柱骨折26例；骨盆骨折：TileC1.2 3例，TileC1.3 2例；受傷到手術(shù)時間4～31d；合并顱腦損傷16例，脊柱、四肢骨折21例，肋骨骨折肺挫傷14例，坐骨神經(jīng)損傷3例，腹內(nèi)臟器損傷7例。入院后常規(guī)行患側(cè)下肢骨牽引，請相應(yīng)科室會診協(xié)助處理合并損傷，待病情平穩(wěn)后再考慮骨盆髖臼骨折手術(shù)治療。同期或分期處理其他部位骨折。

1.2 選擇標(biāo)準(zhǔn) (1)納入標(biāo)準(zhǔn)：①術(shù)前經(jīng)X線片檢查及三維CT掃描確診為骨盆、髖臼骨折者；②術(shù)前采用數(shù)字技術(shù)3D打印骨盆髖臼骨折模型者。(2)排除標(biāo)準(zhǔn)：①髖臼簡單骨折者；②骨盆骨折保守治療者；③因基礎(chǔ)疾病不能耐受手術(shù)或其他原因未能手術(shù)者。

1.3 計算機輔助分析、3D打印實體模型并模擬手術(shù) 所有患者入院后均采用西門子64排螺旋CT掃描，獲取DICOM 數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入MIMICS 10.0 軟件，通過閾值分割及區(qū)域增長功能，重建骨盆的三維圖像，通過Simulation模塊的切割、合并分離、鏡像及布爾工具設(shè)計并模擬手術(shù)，將模型文件以STL格式導(dǎo)入3D打印機，打印出實體1∶1大小個體化骨盆三維模型。部分雙柱骨折利用數(shù)字技術(shù)復(fù)位骨折后圖像或健側(cè)的鏡面圖像設(shè)定最佳后柱通道螺釘位置并設(shè)計打印相應(yīng)導(dǎo)板模型(圖1)。在3D打印模型上模擬手術(shù)并對重建鋼板進(jìn)行預(yù)塑形。術(shù)前應(yīng)用低溫等離子消毒打印的模型，術(shù)中應(yīng)用模型指導(dǎo)骨折復(fù)位及鋼板螺釘?shù)闹踩隱4-5]。

圖1 數(shù)字技術(shù)模擬骨折復(fù)位和設(shè)計后柱螺釘導(dǎo)板

1.4 手術(shù)方法 全身麻醉，髖臼骨折患者采取漂浮體位，骨盆骨折患者采取俯臥位或仰臥位。(1)髖臼骨折：后柱伴后壁骨折(13例)和橫斷伴后壁骨折(2例)，采取患側(cè)髖部Kocher- Langenbeck (K-L)入路；雙柱骨折(23例)，11例采取腹直肌外側(cè)入路，12例采取髂腹股溝入路；T型骨折(6例)和雙柱骨折(3例)，采取后方K-L入路聯(lián)合前方髂腹股溝入路(5例)或Stoppa入路(4例)。切開皮膚，逐層分離顯露髖臼骨折部位，參照術(shù)前規(guī)劃及3D 打印模型進(jìn)行髖臼骨折復(fù)位及預(yù)塑形重建鋼板固定。前入路處理雙柱骨折時，遵循“由近向遠(yuǎn)，先前柱再后柱”順利進(jìn)行，用預(yù)塑形鋼板固定前柱骨折，以螺釘/預(yù)塑形的髂坐支撐鋼板固定后柱骨折，其中10例在3D打印導(dǎo)板輔助下置入后柱螺釘。合并坐骨神經(jīng)損傷的予以探查松解。(2)骨盆骨折：參照術(shù)前規(guī)劃及3D 打印模型，2例經(jīng)骶骨骨折者取俯臥位倒八字切口，完成后環(huán)骨折復(fù)位及預(yù)塑形重建鋼板聯(lián)合骶髂螺釘水平三角固定。3例經(jīng)骶髂關(guān)節(jié)骨折脫位者取仰臥位，髂腹股溝入路或Stoppa入路聯(lián)合髂窩入路，完成骨折復(fù)位及預(yù)塑形重建鋼板跨骶髂關(guān)節(jié)固定。前環(huán)骨折視具體情況予以預(yù)塑形重建鋼板固定、內(nèi)/外支架固定或非手術(shù)治療。

1.5 術(shù)后處理 術(shù)前30min及術(shù)后24h內(nèi)預(yù)防性應(yīng)用抗生素，圍術(shù)期應(yīng)用低分子肝素鈉防靜脈血栓，術(shù)后1～2d拔除引流管。術(shù)后第2天開始下肢主動功能鍛煉。術(shù)后行前后位、出口位、入口位、髂骨斜位、閉孔斜位X線片檢查，部分患者行三維CT檢查。定期復(fù)查X線片，視骨折愈合情況指導(dǎo)下地負(fù)重行走時間。

1.6 療效評價標(biāo)準(zhǔn) 記錄手術(shù)時間、術(shù)中出血量、并發(fā)癥。術(shù)后1周以Matta 評分標(biāo)準(zhǔn)評估骨折復(fù)位質(zhì)量：測量骨折塊分離最大距離，優(yōu)<4mm；良4～10mm；可11～20mm；差>20mm。6個月后按改良的Merle D’Aubigne和Postel評分系統(tǒng)評價髖關(guān)節(jié)功能：疼痛2～6分，行走1～6分，關(guān)節(jié)活動范圍1～6分，優(yōu)18分，良15～17分，可13～14分，差<13分。

2 結(jié)果

所有患者均順利完成手術(shù)，均獲隨訪，時間0.5～2.5年，均獲骨性愈合，愈合時間8～12周。手術(shù)時間85～255min，術(shù)中出血量：350～1 600ml，自體血回輸200～800ml。股外側(cè)皮神經(jīng)牽拉損傷2例，2周后大腿前方麻木感逐步恢復(fù)正常。腹直肌外側(cè)入路傷口感染1例，經(jīng)擴創(chuàng)VSD聯(lián)合敏感抗生素治療后愈合；3例術(shù)前坐骨神經(jīng)損傷患者隨訪1年后2例完全恢復(fù)，1例有所改善。無血管損傷、深靜脈血栓、腹股溝疝、復(fù)位丟失、內(nèi)固定失效等。術(shù)前3D打印1∶1模型與術(shù)中所見骨折情況基本一致。術(shù)前在3D打印模型上的手術(shù)模擬與術(shù)中實際手術(shù)操作非常相似。術(shù)后1周按Matta標(biāo)準(zhǔn)評估骨折復(fù)位質(zhì)量：優(yōu)36例，良12例，可4例，優(yōu)良率92.3%。術(shù)后6個月采用改良的Merle D’Aubigne 和Postel 評分系統(tǒng)評價髖關(guān)節(jié)功能：優(yōu)23例，良20例，可8例，差1例，優(yōu)良率82.7%，其中差的1例合并同側(cè)坐骨神經(jīng)損傷和Pilon骨折，神經(jīng)損傷恢復(fù)不理想。

3 典型病例

男性患者，65歲，高處墜落傷，診斷為右髖臼雙柱骨折，常規(guī)予以右下肢骨牽引，術(shù)前利用數(shù)字技術(shù)3D打印1∶1骨盆模型，以及后柱螺釘導(dǎo)板，模擬手術(shù)和預(yù)塑形鋼板，傷后13d經(jīng)腹直肌外側(cè)入路行右髖臼雙柱骨折開放復(fù)位內(nèi)固定術(shù)。具體見圖2。

4 討論

骨盆髖臼骨折常為高能量沖擊所致的復(fù)雜骨折，對骨盆髖臼穩(wěn)定性影響大，易損傷周圍組織，致a～c術(shù)前X線片示右髖臼雙柱骨折 d～f 術(shù)后X線片示前后柱骨折均復(fù)位優(yōu)殘率高。且髖臼骨折為關(guān)節(jié)內(nèi)骨折，保守治療中的二次匹配會導(dǎo)致臼頂區(qū)域的高應(yīng)力狀態(tài)，易于發(fā)生創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎，對于不穩(wěn)定的骨盆髖臼骨折建議手術(shù)治療，目的在于重新恢復(fù)骨盆環(huán)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，恢復(fù)頭臼的匹配關(guān)系，以利后期獲得滿意的功能恢復(fù)[6]。21世紀(jì)以來，創(chuàng)傷骨科朝個性化、精確化、微創(chuàng)化發(fā)展，由于骨盆髖臼骨折其解剖部位及結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，使得骨盆髖臼骨折的精準(zhǔn)個性化治療頗為困難，但是數(shù)字技術(shù)的發(fā)展使得這個目標(biāo)得以實現(xiàn)。

圖2 典型病例手術(shù)前后X線片

4.1 手術(shù)入路的選擇 骨盆髖臼骨折治療中選擇恰當(dāng)?shù)氖中g(shù)入路是確保骨折良好暴露、精確復(fù)位固定和避免血管神經(jīng)損傷等并發(fā)癥發(fā)生的極其重要的一環(huán)[7]。前方的髂腹股溝入路、后方的K-L入路以及兩者聯(lián)合使用的前后聯(lián)合入路是治療髖臼骨折的經(jīng)典入路[8]。Stoppa入路、腹直肌外側(cè)入路因其解剖操作相對簡單，可直視下處理四方體骨折，近年來成為骨盆髖臼骨折應(yīng)用研究的熱點[9-10]。對于復(fù)雜髖臼骨折，我們均采取飄浮健側(cè)臥位，這樣便于術(shù)中根據(jù)入路需要在俯臥和仰臥位之間隨意大幅度調(diào)整。對于后柱伴后壁骨折、橫斷伴后壁骨折，本組均采用K-L入路。對于髖臼雙柱骨折要求雙柱均需復(fù)位固定，前后聯(lián)合入路可充分暴露前后柱骨折，便于骨折復(fù)位固定，是治療累及髖臼雙柱骨折的經(jīng)典入路，但存在創(chuàng)傷大、手術(shù)時間長、并發(fā)癥多等不足。研究發(fā)現(xiàn)雙柱骨折以前柱移位為主，后柱移位是伴隨前柱和髖臼頂移位發(fā)生，往往移位不大，一旦髖臼頂和前柱復(fù)位，后柱一般也自行復(fù)位或很容易復(fù)位，近年來通過單一前方入路完成髖臼雙柱骨折復(fù)位固定成為創(chuàng)傷骨科的一個研究熱點[10]。本組應(yīng)用發(fā)現(xiàn)絕大部分髖臼雙柱骨折單一前方入路就能很好地完成骨折復(fù)位固定，26例中3例后柱骨折移位較大，前入路未能獲得滿意的后柱骨折復(fù)位，加作了后方K-L入路。T形骨折也累及髖臼前柱和后柱，均需復(fù)位固定，由于后柱是漂浮狀態(tài)，單一前入路往往難以獲得后柱骨折理想復(fù)位固定，仍建議采取前后聯(lián)合入路。至今前后入路的先后選擇仍存在爭議，通常認(rèn)為應(yīng)先前路復(fù)位前柱、再后路復(fù)位后柱，否則難以獲得滿意的骨折復(fù)位固定效果，也有學(xué)者認(rèn)為髖臼后側(cè)解剖相對簡單，容易進(jìn)行后柱骨折復(fù)位固定，且后柱良好的復(fù)位固定也利于前柱骨折的復(fù)位，建議先后路再前路。本組病例對于雙柱骨折，均采取先前路，必要時加作后路的方法，遵循“由近向遠(yuǎn)，先前柱再后柱”順序進(jìn)行骨折復(fù)位固定[11]。對于T形骨折則參考術(shù)前CT 圖像和3D打印模型，以骨折移位最大側(cè)為先入路。骨盆骨折則根據(jù)骨折類型和軟組織情況采取前方髂腹股溝入路、Stoppa入路聯(lián)合髂窩入路或后方倒八字切口完成骨折復(fù)位固定。

4.2 數(shù)字骨科技術(shù)應(yīng)用體會 復(fù)雜骨盆髖臼骨折手術(shù)復(fù)雜，技術(shù)要求高，充分熟悉骨盆髖臼解剖并做好術(shù)前設(shè)計，可選擇出最恰當(dāng)?shù)氖中g(shù)入路提供充分地暴露。數(shù)字骨科技術(shù)輔助治療復(fù)雜骨盆髖臼骨折是基于高性能CT掃描及3D打印機等實現(xiàn)的計算機技術(shù)與骨科手術(shù)間的完美結(jié)合，是實施骨科個體化精準(zhǔn)治療的有效手段。3D打印骨盆髖臼骨折1∶1實體模型，可以幫助術(shù)者更充分直接認(rèn)識骨折的類型及骨折移位情況，通過計算機建模并模擬骨折復(fù)位以及規(guī)劃骶髂螺釘、后柱螺釘?shù)睦硐胫踩敕较蚝烷L度，再在3D打印模型上進(jìn)行模擬復(fù)位、預(yù)塑形鋼板、確定鋼板放置的位置以及骶髂螺釘、后柱螺釘植入的方向和長度，可明顯縮短手術(shù)時間、減少內(nèi)固定相關(guān)并發(fā)癥、實現(xiàn)精準(zhǔn)復(fù)位固定，療效滿意[12-13]。Pierannunzii等[14]建議后柱螺釘進(jìn)釘點約為骶髂關(guān)節(jié)前方1cm和骨盆緣上方2.5cm交點，朝向坐骨棘和閉孔后緣的中點。王鋼等[15]通過骨盆CT掃描三維重建測量發(fā)現(xiàn)理想的后柱螺釘進(jìn)釘點為骶髂關(guān)節(jié)前方(13.6±2.2)mm與骨盆緣上方(15.3±4.0)mm的交點，進(jìn)釘方向與冠狀面呈(15.4±4.1)°，與髂骨翼平面呈(132.3±6.3)°，并且在基于CT掃描數(shù)據(jù)設(shè)計并3D打印的后柱螺釘植入導(dǎo)板輔助下實驗室及臨床應(yīng)用均全部精準(zhǔn)植入了后柱拉力螺釘。本組病例應(yīng)用兩種方法均成功植入后柱螺釘，但導(dǎo)板輔助下一次成功植入明顯要高，也成功植入骶髂螺釘，沒有發(fā)生坐骨神經(jīng)及血管損傷，認(rèn)為良好的骨折復(fù)位以及術(shù)中透視監(jiān)視下參考術(shù)前計劃是后柱螺釘、骶髂螺釘精準(zhǔn)植入的關(guān)鍵。本組依據(jù)數(shù)字骨科技術(shù)進(jìn)行的術(shù)前手術(shù)模擬與術(shù)中實際手術(shù)操作非常相似，術(shù)后評估骨折復(fù)位質(zhì)量優(yōu)良率92.3%，半年后髖關(guān)節(jié)功能評估優(yōu)良率82.7%，說明應(yīng)用數(shù)字骨科技術(shù)可以優(yōu)化手術(shù)方案，術(shù)中操作也相對簡易，提高了手術(shù)安全性、精準(zhǔn)性和療效，是實施個性化手術(shù)治療的理想方法。甚至還可通過對動脈造影，將動脈和骨盆一并打印，從而將血管也納入術(shù)前設(shè)計中，可減少對骨盆髖臼周圍重要血管的損傷，從而更完善手術(shù)方案，實現(xiàn)對復(fù)雜骨盆髖臼骨折安全精準(zhǔn)的手術(shù)治療[16]。

數(shù)字技術(shù)在輔助治療骨盆髖臼骨折中具有很好的應(yīng)用前景?；跀?shù)字技術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)的使用使經(jīng)皮精準(zhǔn)微創(chuàng)螺釘固定骨盆髖臼骨折逐步成為創(chuàng)傷骨科的熱點，大有替代開放復(fù)位鋼板內(nèi)固定的趨勢。對于毀損性髖臼骨折，可以通過數(shù)字技術(shù)3D打印髖臼植入物，取代傳統(tǒng)的關(guān)節(jié)置換，具有更好的生物相容性[17]。本組病例使用的是預(yù)塑型鋼板，如通過3D打印出個性化的骨盆髖臼接骨板，可與骨盆結(jié)構(gòu)完全匹配，實現(xiàn)精準(zhǔn)的個性化定制，如再加以使用與人體組織相容吸收的材料，則可避免再次手術(shù)取出內(nèi)固定的損傷或因金屬鋼板螺釘長期處于體內(nèi)發(fā)生炎癥等不良反應(yīng)的可能[13]。另外，通過3D打印1∶1實物模型還利于術(shù)前臨床醫(yī)師與患者及其家屬進(jìn)行溝通交流，增加患者的信任度和依從性，有助于提高療效和構(gòu)建和諧醫(yī)患關(guān)系。當(dāng)然數(shù)字骨科技術(shù)也存在不足，它要求骨科醫(yī)生掌握相關(guān)軟件操作，3D打印耗時限制其急診應(yīng)用，忽略了軟組織影響，也會額外增加住院費用。