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        3D打印下Tonnis三聯(lián)截骨治療兒童發(fā)育性髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良的療效分析

        2022-12-28 08:18:22字紹能徐永清徐小山陳蘇麗陳星倫
        局解手術(shù)學(xué)雜志 2022年12期
        關(guān)鍵詞:坐骨髖臼骨盆

        字紹能,徐永清,徐小山,陳蘇麗,陳星倫

        (解放軍聯(lián)勤保障部隊(duì)第九二○醫(yī)院骨科,云南 昆明 650000)

        發(fā)育性髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良(developmental dysplasia of the hip,DDH)是兒童時(shí)期常見(jiàn)的一種下肢畸形,可引起髖部疼痛、活動(dòng)受限、跛行,若未得到準(zhǔn)確診治,可導(dǎo)致骨關(guān)節(jié)炎、退行性骨關(guān)節(jié)病,給患兒家庭、社會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重傷害和沉重負(fù)擔(dān)[1-2]。目前DDH的治療策略包括保髖與置換手術(shù),對(duì)兒童DDH多主張采用保髖治療[3]。其中坐骨、髂骨、恥骨(Tonnis)三聯(lián)截骨能恢復(fù)解剖學(xué)形態(tài),改善患兒髖關(guān)節(jié)功能,是治療兒童DDH的一種重要策略,但術(shù)中截骨操作要求高度精確[4-5]。常規(guī)Tonnis三聯(lián)截骨術(shù)前設(shè)計(jì)多依賴(lài)X射線(xiàn)片、術(shù)者個(gè)人經(jīng)驗(yàn)等,因此術(shù)前測(cè)量、術(shù)中操作不可避免地存在一定誤差,嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致醫(yī)源性股骨頭再脫位,所以探究更精確的截骨方法是必要的,且意義重大[6-7]。近年來(lái),計(jì)算機(jī)輔助外科與3D打印技術(shù)的發(fā)展使DDH個(gè)性化精準(zhǔn)外科治療成為可能,但與常規(guī)Tonnis三聯(lián)截骨術(shù)相比,3D打印下Tonnis三聯(lián)截骨能否增加患兒獲益尚不明確。基于以上背景和意義,本研究初次嘗試從手術(shù)效果、解剖學(xué)參數(shù)、步態(tài)表現(xiàn)等角度對(duì)比兩種方法的應(yīng)用價(jià)值,以期為臨床治療DDH提供客觀參考,現(xiàn)報(bào)告如下。

        1 資料與方法

        1.1 臨床資料

        選取2018年2月至2021年2月我院收治的 62例兒童DDH患者,按照隨機(jī)數(shù)字表法分為3D組(31例38髖)、對(duì)照組(31例36髖)。2組患兒臨床資料比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),見(jiàn)表1。

        表1 2組臨床資料對(duì)比(n=31)

        納入標(biāo)準(zhǔn):符合DDH診斷標(biāo)準(zhǔn)[8];年齡≤15歲;既往無(wú)髖關(guān)節(jié)手術(shù)史;無(wú)腦癱等其他影響功能評(píng)定的疾病。排除標(biāo)準(zhǔn):身體伴有相關(guān)疾病,不能耐受手術(shù);

        無(wú)臨床癥狀;術(shù)前外展內(nèi)旋位X射線(xiàn)片證實(shí)脫位不可復(fù)位;合并神經(jīng)肌肉源性疾病;隨訪依從性較差或脫落失訪。本研究獲我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審核通過(guò)[(2018)倫審第(27)號(hào)],患兒家長(zhǎng)同意接受手術(shù)治療,并就本研究?jī)?nèi)容簽署知情同意書(shū)。

        1.2 術(shù)前設(shè)計(jì)

        3D組:術(shù)前采用3D打印技術(shù)測(cè)量與設(shè)計(jì),行骨盆正位及外展內(nèi)旋位X射線(xiàn)檢查、雙側(cè)股骨64排螺旋CT掃描,檢查后將原始DICOM格式數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics軟件,重建雙側(cè)股骨、骨盆三維模型,3D打印機(jī)快速制作雙側(cè)股骨、骨盆模型(圖1),在模型上測(cè)量股骨頸前傾角、股骨頸干角等相關(guān)形態(tài)學(xué)參數(shù),模擬股骨近端截骨,移動(dòng)股骨頭,復(fù)位股骨頸干角、股骨頸前傾角,保證Shenton線(xiàn)連續(xù),并模擬坐骨、恥骨截骨,截骨完成后,根據(jù)髖臼覆蓋缺陷情況旋轉(zhuǎn)髖臼,使整個(gè)髖臼圍繞股骨頭旋轉(zhuǎn),保證髖臼覆蓋滿(mǎn)意。

        a:9歲女童模型;b:10歲男童模型

        對(duì)照組:術(shù)前行常規(guī)測(cè)量與設(shè)計(jì),包括術(shù)前骨盆正位及外展內(nèi)旋位X射線(xiàn)檢查、雙側(cè)股骨64排螺旋CT掃描,通過(guò)X射線(xiàn)片、CT測(cè)量股骨近端各項(xiàng)參數(shù)。

        1.3 手術(shù)方法

        2組均行Tonnis三聯(lián)截骨術(shù)?;純撼R?guī)全身麻醉,取45°健側(cè)臥位,于大腿外側(cè)以大轉(zhuǎn)子為中心作3 cm左右的切口,切開(kāi)皮膚及皮下組織,分離闊筋膜張肌,切開(kāi)大轉(zhuǎn)子滑囊,從股外側(cè)肌后緣進(jìn)入,對(duì)股骨進(jìn)行截骨,將股骨頸干角及股骨頸前傾角調(diào)整至正常,在不剝離坐骨骨膜的情況下顯露髖臼基底部、關(guān)節(jié)囊內(nèi)下方坐骨支,C型臂X射線(xiàn)透視定位坐骨截骨方向、位置,于指向坐骨棘、髖臼切跡遠(yuǎn)端5 mm位置截骨,保留骶棘韌帶止點(diǎn)于髖臼端,坐骨支、骨膜順著坐骨棘截?cái)啵_認(rèn)以上操作完成后,沖洗創(chuàng)面,并逐層縫合,然后將患者調(diào)整至平臥位。取比基尼切口,經(jīng)縫匠肌、闊筋膜張肌進(jìn)入,切斷股直肌止點(diǎn),前方關(guān)節(jié)囊顯露后,將髂腰肌止點(diǎn)經(jīng)小轉(zhuǎn)子位置離斷,在股動(dòng)靜脈內(nèi)側(cè)顯露恥骨,恥骨支的上下緣骨膜外依次插入Hohmann拉鉤,以保護(hù)恥骨支、骨膜,注意仔細(xì)操作,保護(hù)股動(dòng)靜脈,C型臂X射線(xiàn)透視確認(rèn)恥骨截骨滿(mǎn)意。將恥骨支、骨膜橫斷,以保證髖臼旋轉(zhuǎn)時(shí)恥骨截骨位置的充分旋轉(zhuǎn)度,若恥骨截骨位置有未離斷的骨膜,將髂翼骨骺一并離斷,暴露坐骨大孔,在髂前上下棘、坐骨大孔之間截?cái)圜墓?,?枚臨時(shí)Schanz針輔助固定,并結(jié)合髖臼覆蓋缺陷情況,對(duì)髖臼進(jìn)行適當(dāng)旋轉(zhuǎn),以保證整個(gè)髖臼圍繞股骨頭旋轉(zhuǎn)。確認(rèn)髖臼覆蓋滿(mǎn)意后,髂骨截骨位置用克氏針和螺釘按照交叉法固定,截骨端填塞自體髂骨,觀察切口無(wú)出血后充分沖洗,逐層關(guān)閉,包扎,術(shù)后囑患兒穿戴防旋鞋。術(shù)后6周開(kāi)始進(jìn)行屈髖功能鍛煉,術(shù)后3個(gè)月左右根據(jù)截骨位置愈合情況拆除支架,并指導(dǎo)患兒進(jìn)行一定免負(fù)重鍛煉,術(shù)后3個(gè)月后循序漸進(jìn)下地負(fù)重行走,術(shù)后8個(gè)月左右攝片顯示截骨段愈合良好則拆除內(nèi)固定物。

        1.4 觀察指標(biāo)

        比較2組手術(shù)一般情況,包括:手術(shù)時(shí)間、術(shù)中X射線(xiàn)透視次數(shù)、術(shù)中出血量、住院費(fèi)用。比較2組患髖解剖學(xué)參數(shù),包括:患髖臼頭指數(shù)、臼頂角、中心邊緣角、髖臼Sharp角,測(cè)量方法見(jiàn)圖2。術(shù)后1年采用Harris評(píng)分評(píng)估髖關(guān)節(jié)功能,Harris評(píng)分≥90分、80~89分、70~79分、<70分依次為優(yōu)、良、可、差;術(shù)后1年采用Severin X射線(xiàn)評(píng)估影像學(xué)參數(shù),Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)、Ⅳ~Ⅴ級(jí)依次為優(yōu)、良、可、差,統(tǒng)計(jì)髖關(guān)節(jié)功能和影像學(xué)優(yōu)良率,優(yōu)良率=(優(yōu)例數(shù)+良例數(shù))/總例數(shù)×100%。術(shù)后1年采用三維運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)(美國(guó)motion)進(jìn)行步態(tài)分析,暴露受檢者雙側(cè)大腿中段及以下部位,骨盆部-腰腹部、雙側(cè)膝/踝關(guān)節(jié)、雙側(cè)跟骨結(jié)節(jié)為三維步態(tài)分析反光點(diǎn),指引患兒沿指定方向走過(guò)去,并原路返回,記錄在行走過(guò)程中骨盆下傾、前傾、患側(cè)旋轉(zhuǎn)的情況。比較2組并發(fā)癥發(fā)生率。

        a:髖臼Sharp角;b:中心邊緣角;c:臼頂角;d:臼頭指數(shù)

        1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

        2 結(jié)果

        2.1 手術(shù)一般情況比較

        3D組手術(shù)時(shí)間、術(shù)中X射線(xiàn)透視次數(shù)、術(shù)中出血量短/少于對(duì)照組(P<0.05),住院費(fèi)用與對(duì)照組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),見(jiàn)表2。

        表2 手術(shù)一般情況比較

        2.2 患髖解剖學(xué)參數(shù)比較

        2組術(shù)后臼頭指數(shù)、中心邊緣角均較術(shù)前升高/增大(P<0.05),臼頂角、髖臼Sharp角均較術(shù)前減小(P<0.05)。3D組術(shù)后臼頭指數(shù)、中心邊緣角較對(duì)照組升高/增大,臼頂角、髖臼Sharp角均較對(duì)照組減小(P<0.05),見(jiàn)表3。

        表3 患髖解剖學(xué)參數(shù)比較

        2.3 髖關(guān)節(jié)功能優(yōu)良率比較

        3D組髖關(guān)節(jié)功能優(yōu)良率為94.74%(36/38),與對(duì)照組的88.89%(32/36)比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),見(jiàn)表4。

        表4 髖關(guān)節(jié)功能情況比較[例(%)]

        2.4 影像學(xué)優(yōu)良率比較

        3D組影像學(xué)優(yōu)良率為100%(38/38),與對(duì)照組的94.44%(34/36)比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),見(jiàn)表5、圖3。

        表5 影像學(xué)情況比較[例(%)]

        a:術(shù)前正位片;b:術(shù)前斜位片;c:術(shù)后第2天正位片;d:術(shù)后8個(gè)月正位片;e:術(shù)后10個(gè)月拆除內(nèi)固定物后

        2.5 術(shù)后步態(tài)分析結(jié)果比較

        在術(shù)后行走過(guò)程中,3D組骨盆下傾、前傾、患側(cè)旋轉(zhuǎn)較對(duì)照組明顯改善(P<0.05),3D組術(shù)后步寬、步長(zhǎng)、步頻、步速與對(duì)照組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),見(jiàn)表6。

        表6 術(shù)后步態(tài)分析結(jié)果比較

        2.6 并發(fā)癥比較

        3D組并發(fā)癥總發(fā)生率為3.23%(1/31),與對(duì)照組的12.90%(4/31)比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),見(jiàn)表7。

        表7 并發(fā)癥情況比較[n=31,例(%)]

        3 討論

        DDH治療的目的是恢復(fù)股骨頭與髖臼之間的同心圓關(guān)系,保證髖臼的滿(mǎn)意覆蓋,預(yù)防繼發(fā)骨關(guān)節(jié)炎,提高患兒髖關(guān)節(jié)功能與生活質(zhì)量?,F(xiàn)階段針對(duì)不同年齡兒童的治療方法不同,一般認(rèn)為年齡較小的兒童恥骨聯(lián)合柔韌性較佳,僅依賴(lài)單一的髂骨橫行截骨即能增加髖臼對(duì)股骨頭前外側(cè)的覆蓋,但隨著年齡逐漸增長(zhǎng),恥骨聯(lián)合柔韌性降低,髖臼旋轉(zhuǎn)范圍受限,單純采用髂骨橫行截骨常無(wú)法對(duì)異常的髖臼進(jìn)行矯形,以Pemberton為代表的髖臼成形術(shù)易引起新的頭臼不對(duì)稱(chēng),所以往往需要給予Tonnis三聯(lián)截骨[10-11]。

        Tonnis三聯(lián)截骨成功治療兒童DDH的關(guān)鍵在于術(shù)中精確截骨,因此如何提高截骨的精確性成為臨床研究的熱點(diǎn)[12]。本研究通過(guò)比較不同方法發(fā)現(xiàn),3D組功能優(yōu)良率、影像學(xué)優(yōu)良率與對(duì)照組相近,提示2種治療方法均能獲得滿(mǎn)意的髖關(guān)節(jié)功能與影像學(xué)效果。Saqib等[13]納入了23例(26髖)DDH患兒,髖臼Sharp角從術(shù)前的(40.30°±2.70°)縮小至末次隨訪時(shí)的(23.40°±3.80°),影像學(xué)優(yōu)良率為95.70%,并指出Tonnis三聯(lián)截骨具有良好的髖關(guān)節(jié)功能和影像學(xué)結(jié)果。Tonnis三聯(lián)截骨可改善股骨頭包容,增加股骨頭覆蓋,從而實(shí)現(xiàn)股骨頭同心復(fù)位,有利于患兒髖關(guān)節(jié)功能的恢復(fù),為患兒術(shù)后頭臼發(fā)育創(chuàng)造了良好條件,故效果滿(mǎn)意。本研究中3D打印下Tonnis三聯(lián)截骨與常規(guī)Tonnis三聯(lián)截骨獲得了相似的髖關(guān)節(jié)功能和影像學(xué)結(jié)果,可能是由于臨床醫(yī)師經(jīng)驗(yàn)豐富,依靠常規(guī)術(shù)前影像學(xué)檢查亦實(shí)現(xiàn)了復(fù)位與髖臼良好覆蓋。但3D組手術(shù)時(shí)間、術(shù)中X射線(xiàn)透視次數(shù)、術(shù)中出血量均短/少于對(duì)照組,臼頂角、髖臼Sharp角均小于對(duì)照組,術(shù)后臼頭指數(shù)較對(duì)照組升高,中心邊緣角較對(duì)照組增大,表明3D打印下Tonnis三聯(lián)截骨能縮短手術(shù)時(shí)間,減輕手術(shù)創(chuàng)傷及減少患兒輻射暴露,且能更精確地實(shí)現(xiàn)解剖復(fù)位。王彭等[14]通過(guò)3D打印技術(shù)制作仿真模型與手術(shù)導(dǎo)板,結(jié)果顯示3D打印技術(shù)能減少術(shù)中X射線(xiàn)透視次數(shù),縮短手術(shù)時(shí)間,降低術(shù)中出血量,本研究結(jié)果與之一致。其原因在于,3D打印可預(yù)先模擬截骨方法、路徑,根據(jù)患兒畸形情況預(yù)判截骨細(xì)節(jié),且可通過(guò)三維模型實(shí)現(xiàn)對(duì)股骨頸前傾角等的精確測(cè)量,從而有利于臨床制定個(gè)性化截骨方案,進(jìn)而減少創(chuàng)傷、縮短手術(shù)時(shí)間,促進(jìn)解剖復(fù)位。

        有研究指出,Tonnis三聯(lián)截骨后會(huì)導(dǎo)致骨盆穩(wěn)定性變差[15-16]。由于恥骨截骨操作相對(duì)簡(jiǎn)單,所以各種手術(shù)方法操作基本相似,而坐骨截骨入路方式、入路位置則是手術(shù)方法的要點(diǎn)所在。本研究對(duì)Tonnis三聯(lián)截骨進(jìn)行了一定改良,在坐骨棘的近端對(duì)坐骨進(jìn)行截骨,可增加髖臼三維可移動(dòng)性,避免骶棘韌帶和骶結(jié)節(jié)韌帶對(duì)截骨塊的牽拉,保證髖臼旋轉(zhuǎn)范圍和畸形的充分矯正,并可增加髖臼透明軟骨承重面積及股骨頭與髖臼的接觸面積,為解剖學(xué)復(fù)位及術(shù)后功能恢復(fù)奠定基礎(chǔ)。同時(shí)筆者通過(guò)長(zhǎng)期臨床工作經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),通過(guò)3D打印模擬手術(shù),術(shù)后3D組所有患兒骶棘韌帶均存在幾毫米的短縮,雖然這個(gè)改變微小,但患髖解剖學(xué)參數(shù)、影像學(xué)優(yōu)良率的結(jié)果足以證實(shí)在坐骨棘的近端對(duì)坐骨進(jìn)行截骨不會(huì)影響游離髖臼的適當(dāng)旋轉(zhuǎn),且骶棘韌帶在髖臼端的附著又可避免髖臼過(guò)度外移,有利于維持髖臼潛在的穩(wěn)定性,減小對(duì)骨盆穩(wěn)定性的影響。此外,3D打印下Tonnis三聯(lián)截骨還有常規(guī)Tonnis三聯(lián)截骨無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì),即通過(guò)手術(shù)模擬能預(yù)先觀察到術(shù)中不同截骨處理方法的矯形效果,幫助年輕醫(yī)師更深入地理解Tonnis三聯(lián)截骨術(shù),認(rèn)識(shí)不同截骨處理方法對(duì)髖臼發(fā)育的矯正作用以及矯正程度,縮短學(xué)習(xí)曲線(xiàn),提升自身操作熟練度與技巧。

        步態(tài)分析是定性、定量了解人體力學(xué)、解剖學(xué)、生理學(xué)的一種方法,對(duì)術(shù)后康復(fù)、遠(yuǎn)期并發(fā)癥原因分析等起到積極的提示意義。根據(jù)既往報(bào)道,DDH術(shù)后會(huì)出現(xiàn)不同程度的骨盆下移并前傾不足、患側(cè)髖關(guān)節(jié)屈曲活動(dòng)減少[17-18]。雖然3D打印下Tonnis三聯(lián)截骨與常規(guī)Tonnis三聯(lián)截骨獲得了相似效果,但兩者對(duì)步態(tài)的影響目前尚缺乏相關(guān)報(bào)道。本研究嘗試對(duì)此進(jìn)行探討發(fā)現(xiàn),3D組術(shù)后步寬、步長(zhǎng)、步頻、步速與對(duì)照組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但在術(shù)后行走過(guò)程中,3D組骨盆下傾、前傾、患側(cè)旋轉(zhuǎn)較對(duì)照組明顯改善。分析其原因發(fā)現(xiàn),3D打印下Tonnis三聯(lián)截骨旋轉(zhuǎn)后髖臼中心未外移,并保持了坐骨后柱的完整性,患兒骨盆無(wú)明顯變形,所以對(duì)術(shù)后步態(tài)影響較小。值得注意的是,由于患兒年齡較小,在進(jìn)行步態(tài)分析時(shí)可能因緊張、害怕等因素影響測(cè)試結(jié)果,且本研究中患兒數(shù)量亦偏少,可能會(huì)進(jìn)一步影響結(jié)果,后續(xù)仍需完善質(zhì)控方法、增加病例數(shù)對(duì)步態(tài)進(jìn)行進(jìn)一步的分析和驗(yàn)證。

        綜上所述,3D打印下Tonnis三聯(lián)截骨治療兒童DDH能在取得滿(mǎn)意髖關(guān)節(jié)功能和影像學(xué)效果的基礎(chǔ)上,縮短手術(shù)時(shí)間,減少患兒手術(shù)創(chuàng)傷和輻射暴露,實(shí)現(xiàn)更精確的解剖復(fù)位,并能改善在行走過(guò)程中骨盆的下傾、前傾及患側(cè)旋轉(zhuǎn),安全可靠。

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