江東育，崔 躍，吳 岳，鄭劍卿，張 欽，丁 濤**

（1南京醫(yī)科大學(xué)附屬無錫市人民醫(yī)院骨科，江蘇 214023；2南京醫(yī)科大學(xué)）

頸椎后縱韌帶骨化癥（ossification of the posterior longitudinal ligament，OPLL）是一種以頸椎后縱韌帶自發(fā)性骨化為特點(diǎn)的脊髓壓迫疾病[1]，好發(fā)于亞洲人群，國人發(fā)病率約為3.08%[2]。OPLL原始骨化灶在無外科干預(yù)的情況下會逐年增厚，最終壓迫脊髓神經(jīng)，導(dǎo)致患者出現(xiàn)四肢麻木、行走不穩(wěn)等神經(jīng)功能障礙[3]。一旦出現(xiàn)脊髓癥狀均需外科干預(yù)進(jìn)行減壓，手術(shù)入路方式有頸椎后入路、頸椎前入路或頸椎前后路聯(lián)合入路。頸椎后入路手術(shù)操作相對簡單，但僅能間接減壓，長期隨訪發(fā)現(xiàn)患者常出現(xiàn)頸椎后凸畸形，神經(jīng)減壓效果不佳等情況。頸椎前后路聯(lián)合入路雖能充分?jǐn)U大椎管容積，但手術(shù)創(chuàng)傷更大，存在術(shù)后頸椎活動度明顯丟失等缺點(diǎn)[4-5]。相較之下，頸椎前入路可直接解除骨化灶對神經(jīng)的壓迫，效果好、創(chuàng)傷小，常被選為治療OPLL的手術(shù)方式[5-6]。由于骨贅緊貼脊髓前緣，手術(shù)存在腦脊液漏、骨贅殘留等風(fēng)險(xiǎn)，術(shù)中也會有暴露過程損傷椎動脈、減壓范圍難以確定等問題[7-8]，因此精確的術(shù)前規(guī)劃是手術(shù)成功的關(guān)鍵。

目前3D打印技術(shù)輔助手術(shù)在骨科中應(yīng)用已較為廣泛，最常見的是建立骨折模型，為骨折復(fù)位提供指導(dǎo)。在頸椎OPLL術(shù)前規(guī)劃中，3D打印技術(shù)可將頸椎手術(shù)節(jié)段按1∶1比例打印，醫(yī)師可在模型上進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃，從而提高手術(shù)效率。本研究選取無錫市人民醫(yī)院2016年6月—2021年6月收治的頸椎OPLL患者43例，探討3D打印技術(shù)在頸椎OPLL前入路術(shù)前規(guī)劃中的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 OPLL患者43例，采用隨機(jī)表法分為對照組21例和3D打印組22例。對照組中男性17例，女性4例，平均年齡54.10±6.77歲，術(shù)前頸椎JOA評分9.05±1.91分，病程2.16±0.99年。3D打印組中男性18例，女性4例，平均年齡54.59±6.74歲，術(shù)前JOA評分9.27±1.93分，病程2.01±0.96年。兩組性別、年齡、術(shù)前頸椎JOA評分、病程等一般資料比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。納入標(biāo)準(zhǔn):（1）根據(jù)臨床癥狀、CT及MRI檢查確診為頸椎后縱韌帶骨化癥；（2）骨化縱向長度1～3個(gè)節(jié)段；（3）未受機(jī)械外力損傷。排除標(biāo)準(zhǔn):（1）一般情況較差，不能耐受手術(shù)者；（2）術(shù)后無法完成功能鍛煉者。本研究經(jīng)無錫市人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會審核批準(zhǔn)，所有患者簽署知情同意書。

1.2 CT掃描及數(shù)據(jù)處理 3D打印組:使用德國西門子SOMATOM SENSATION 16排螺旋CT機(jī)，以1 mm為層厚對患者頸椎1～7掃描獲得180張圖片，以DICOM格式保存并導(dǎo)入Mimics 20.0軟件。設(shè)定椎骨灰度值窗為226～1 517 HU，使用編輯功能擦除顱骨、牙齒、甲狀軟骨等顯影骨質(zhì)，填充各頸椎椎體，標(biāo)注后縱韌帶骨化物，分割出所需骨塊，最后利用3D建模及模型光滑功能得到C1～7椎體模型。對照組:與3D打印組相同，完成頸椎1～7螺旋CT掃描，層厚1 mm，以DICOM格式保存并導(dǎo)入Mimics 20.0軟件，不進(jìn)行三維重建，僅得到冠狀位、矢狀位圖像。

1.3 術(shù)前規(guī)劃與手術(shù)操作 3D打印組:在Mimics 20.0軟件中建立頸椎OPLL三維模型，將骨塊透明化可直接觀察骨化灶位置，在椎管內(nèi)選中骨化灶并高亮標(biāo)記，根據(jù)骨贅位置確定減壓手術(shù)節(jié)段（圖1）。利用軟件旋轉(zhuǎn)平移放大功能觀察毗鄰結(jié)構(gòu)，選擇手術(shù)入路避開椎動脈，同時(shí)盡量減少對氣管的推移牽拉。根據(jù)骨化灶寬度在椎體上選擇合適的截骨角度，測量磨鉆深度，模擬鈦籠放置位置，使神經(jīng)得到最大程度的減壓。在數(shù)字模型上完成手術(shù)規(guī)劃后，使用3D打印技術(shù)按1∶1比例打印實(shí)體模型（圖2），手術(shù)醫(yī)師根據(jù)規(guī)劃好的入路在3D模型上進(jìn)行模擬手術(shù)，使用超刀磨鉆進(jìn)行截骨操作，測量磨鉆鉆入的角度及深度，確定鈦籠的位置大小。常規(guī)手術(shù)消毒3D打印模型，術(shù)中主刀醫(yī)師在臺上可隨時(shí)對照模型，嚴(yán)格按術(shù)前制定的方案進(jìn)行椎體次全切，把控截骨的寬度、長度、角度以保護(hù)椎動脈，高速磨鉆逐層磨除椎體，使后縱韌帶的增生骨贅漂浮或去除，達(dá)到減壓目的，最后置入鈦籠融合椎體。對照組按傳統(tǒng)進(jìn)行常規(guī)術(shù)前規(guī)劃。兩組均采取頸椎前入路減壓+植骨融合術(shù)手術(shù)方式，術(shù)后予地塞米松、甘露醇、抗生素靜滴3天，佩戴頸圍進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，復(fù)查頸椎三維CT。

圖1 頸椎OPLL三維模型

圖2 3D打印模型

1.4 觀察指標(biāo) （1）術(shù)中相關(guān)指標(biāo):包括手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量、術(shù)中透視時(shí)間。（2）并發(fā)癥發(fā)生率。（3）頸椎JOA評分改善率:術(shù)后6個(gè)月采用術(shù)后頸椎JOA評分，改善率=（術(shù)后評分-術(shù)前評分）/（17-術(shù)前評分）×100%。改善率＜25%為差，25%～60%為可，60%～80%為良，80%～100%為優(yōu)。以優(yōu)+良計(jì)為改善。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 應(yīng)用SPSS 26.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。計(jì)量資料以表示，組間比較采用t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以頻數(shù)或率表示，組間比較采用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 兩組術(shù)中相關(guān)指標(biāo)比較 3D打印組手術(shù)時(shí)間227.8±25.6 min、術(shù)中出血量171.1±30.1 mL、術(shù)中透視時(shí)間10.2±2.6 s，分別少于對照組的252.9±27.0 min、239.0±33.3 mL及12.9±2.8 s，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）。

2.2 兩組并發(fā)癥發(fā)生率比較 發(fā)生腦脊液漏3D打印組有1例（4.55%），對照組有6例（28.57%），3D打印組腦脊液漏發(fā)生率顯著低于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。3D打印組未發(fā)生椎動脈損傷，對照組發(fā)生1例（4.76%）椎動脈損傷?；颊邽镃6椎體后縱韌帶骨化壓迫，骨化灶較寬，在術(shù)中截骨過程中椎體右側(cè)發(fā)生出血，量較大，考慮損傷椎動脈，隨即停止減壓操作。予以大量止血材料壓迫止血，視野改善后，骨蠟封閉減壓造成的側(cè)方骨缺損破口，觀察5分鐘后未見活動性出血，繼續(xù)完成手術(shù)。術(shù)后立即行血管造影，所幸無動靜脈瘺或假性動脈瘤，腦部血液供應(yīng)正常?；颊邿o腦缺血損傷表現(xiàn)，10天后復(fù)查磁共振血管成像（MRA）和CT血管成像（CTA）。

2.3 兩組術(shù)后JOA評分改善率比較 所有患者隨訪6～12個(gè)月，平均隨訪10.7個(gè)月。術(shù)后6個(gè)月3D打印組JOA評分改善率81.82%，顯著高于對照組的52.38%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表1。

表1 兩組術(shù)后JOA評分改善率比較 n（%）

3 討 論

頸椎OPLL是一種罕見的后縱韌帶骨質(zhì)沉積的病理過程，骨化逐年增厚最終壓迫脊髓神經(jīng)。無神經(jīng)癥狀患者可選擇保守治療，對于有神經(jīng)根型或脊髓型癥狀嚴(yán)重影響生活質(zhì)量的患者，手術(shù)解除壓迫是唯一治療方法[1]。經(jīng)頸椎前入路可以咬除后縱韌帶骨化，對脊髓進(jìn)行直接減壓，較后入路間接減壓的效果更好，同時(shí)有利于恢復(fù)頸椎前凸[9-10]。由于OPLL緊貼硬脊膜，減壓過程中易發(fā)生腦脊液漏，因此保護(hù)硬脊膜是手術(shù)的重要環(huán)節(jié)。

3D打印技術(shù)以影像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立數(shù)字模型后將材料逐層固化堆砌，打印成實(shí)體模型。術(shù)前規(guī)劃應(yīng)用3D打印技術(shù)已成為骨科手術(shù)的發(fā)展趨勢，在各種骨折內(nèi)固定術(shù)、關(guān)節(jié)置換術(shù)及骨腫瘤手術(shù)中均有報(bào)道[11-14]。精確的三維重建及3D模型有助于骨科醫(yī)生在術(shù)前全面直觀了解手術(shù)部位的解剖結(jié)構(gòu)。在Mimics 20.0軟件中可同時(shí)重建氣管、食道和椎旁血管，明確頸椎比鄰結(jié)構(gòu)，排除畸形血管可能，合理規(guī)劃手術(shù)切口入路。截骨減壓范圍關(guān)系到手術(shù)出血量，在打印模型上根據(jù)后縱韌帶骨化的寬度和長度，在椎體前方劃定截骨范圍和選擇截骨角度，在手術(shù)中可參考模型盡可能保留椎體，以減少出血量。

保護(hù)硬脊膜的操作是頸椎前入路手術(shù)時(shí)間的限速器，特別是在椎體截骨過程中，需要時(shí)刻注意磨鉆的磨除深度，在預(yù)估靠近硬脊膜時(shí)就要減慢速度，甚至放棄使用磨鉆改用刮勺進(jìn)行逐層刮除，直至進(jìn)入椎管。在本研究中，3D打印組在術(shù)前根據(jù)3D打印的模型，個(gè)性化地設(shè)計(jì)了截骨的角度與深度，手術(shù)中與模型直接比對，對超刀或磨鉆的減壓角度和深度進(jìn)行實(shí)時(shí)糾偏。在到達(dá)設(shè)定深度后僅隔著一層薄的骨皮質(zhì)，此時(shí)再改用刮勺，完成最后的截骨操作。這種方式明顯縮短了手術(shù)時(shí)間，同時(shí)減少了腦脊液漏的風(fēng)險(xiǎn)。

頸椎前入路手術(shù)對椎管直接減壓，減壓的充分程度是術(shù)后神經(jīng)功能改善的重要保障，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，頸前路椎體次全切除術(shù)已形成了一套成熟的手術(shù)流程，足以指導(dǎo)醫(yī)師完成神經(jīng)減壓，但較長的手術(shù)時(shí)間和較高的并發(fā)癥發(fā)生率一直困擾著脊柱科醫(yī)師。3D打印技術(shù)根據(jù)患者影像，個(gè)性化地為醫(yī)師提供了一個(gè)直觀的手術(shù)視角，在模型的指導(dǎo)下可以為每個(gè)患者設(shè)計(jì)術(shù)前計(jì)劃，既保證減壓充分，又將損傷降到最低。與此同時(shí)基于完善的術(shù)前規(guī)劃，頸椎前入路微創(chuàng)操作得以實(shí)施，微創(chuàng)技術(shù)可以減小手術(shù)窗口，降低頸椎拉鉤的拉力，以此降低術(shù)后發(fā)生頸部血腫呼吸危象等并發(fā)癥[15]。

綜上所述，通過3D打印技術(shù)對OPLL患者進(jìn)行頸椎前入路手術(shù)術(shù)前規(guī)劃，可縮短手術(shù)時(shí)間，減少術(shù)中出血量和降低術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率，提高患者脊髓功能改善率。但本研究具有一定的局限性，病例樣本量較少，隨訪時(shí)間較短，在后續(xù)的研究中，我們將擴(kuò)大樣本數(shù)量，延長隨訪時(shí)間，以增加本研究結(jié)論的可靠性。