3D打印技术辅助髂腹股沟入路治疗髋臼双柱骨折

杨杰，王朝晖，何波涌，赵快平，唐艳平，刘建伟，李凌霄，曹书杰

(南华大学附属郴州市第一人民医院创伤骨科，湖南 郴州 423000)

髋臼骨折大多是由冲击导致的负重关节内骨折，其中双柱骨折最为常见，约占髋臼骨折的22.7%，具有骨折移位明显、复位困难、周围解剖结构复杂等特点，是创伤骨科处理较棘手的问题，往往需手术治疗[1]。前后联合入路是经典的髋臼双柱骨折手术入路，具有暴露广、便于骨折复位固定等优势，但创伤大、解剖复杂、并发症多，而采取髂腹股沟等单一前入路治疗髋臼双柱骨折创伤明显减少，疗效满意，近年来逐渐成为研究热点[2-4]。由于髋臼解剖结构的特殊性，术前传统的X线及CT等影像学资料具有一定局限性，往往难以精确再现骨折空间构象及移位，而3D打印髋臼骨折模型可1︰1精准复制髋臼骨折结构，直观立体地观测及操作骨折模型，使复杂髋臼骨折的复位固定更高效，从而提高手术安全与骨折复位固定质量[5-6]。本文回顾性分析自2016年1月至2019年5月，我科应用3D打印技术辅助髂腹股沟入路治疗12例不伴后壁骨折的髋臼双柱骨折患者，疗效满意，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 本研究共12例，其中男9例，女3例；年龄24～70岁，平均(46.4±15.1)岁。受伤原因：交通事故伤6例，重物砸伤2例，高处坠落伤4例。新鲜骨折11例，陈旧骨折1例。受伤至手术时间6～26 d。合并颅脑损伤6例，脊柱、四肢骨折7例，肋骨骨折、肺挫伤4例，骶骨骨折并坐骨神经损伤1例。入院后常规行患侧下肢骨牵引，请相应科室会诊协助处理合并损伤，待病情平稳后再行髋臼骨折手术治疗。

1.2 3D打印骨盆模型并模拟手术 所有患者均采用西门子64排螺旋CT扫描确认为不伴后壁骨折的髋臼双柱骨折，获取DICOM数据，将数据导入MIMICS 10.0软件，完成三维模型重建。同时利用健侧的镜面图像设计后柱螺钉导板模型，输出模型的STL文件，再输入3D打印机，打印出1︰1骨盆模型和后柱螺钉导板。在模型上模拟手术并对钢板进行预塑形，指导术中骨折复位及内固定钢板螺钉的置入[7-8]。

1.3 手术方法 气管插管全身麻醉下取仰卧位。从髂后上棘近端沿髂嵴至耻骨联合切开，逐层切开皮肤、皮下组织至腹外斜肌腱膜层，推开筋膜组织。分离组织并建立三窗，注意保护重要血管、神经以及精索或者子宫圆韧带。分别自第1、2、3窗分离显露探查骨折，先向外牵引复位向内脱位的股骨头，再遵循“由近向远，先前柱再后柱”顺序进行骨折复位固定[9-10]。以手指触摸四边体，牵引下采用顶棒、复位钳或复位钩复位后柱骨折并克氏针临时固定，利用导板或手指引导下置入后柱螺钉导针，C型臂X线机前后位、髂骨斜位、闭孔斜位透视骨折复位及后柱螺钉导针满意后，用预塑形钢板固定前柱骨折，以螺钉和/或通过3D模型预塑形的髂坐支撑钢板固定后柱骨折。1例合并骶骨骨折的先予以后路骶髂螺钉联合张力带钢板三角固定。术中均采用自体血回输技术。

1.4 术后处理 术前30～60 min及术后24 h内预防性应用抗生素。围术期应用低分子肝素钠防静脉血栓，术后1～2 d拔除引流管。术后第2天开始下肢主动功能锻炼。术后1、2、3、6个月复查X线片，视骨折愈合情况指导下地负重行走时间。

1.5 术后评估 记录手术时间、术中出血量、并发症。术后拍摄患侧前后位、髂骨斜位、闭孔斜位X线片并按Matta标准评估骨折复位质量[11]：测量术后X线片上骨折块分离最大距离，优：<4 mm；良：4～10 mm；可：11～20 mm；差：>20 mm。半年后按改良的Merled’Aubigne和Postel评分系统评价髋关节功能[12]：疼痛2～6分，行走1～6分，关节活动范围1～6分。优：18分；良：15～17分；可：13～14分；差：<13分。

2 结 果

本组患者除1例加作K-L入路外，其余均采用单一髂腹股沟入路完成手术。全部患者均获得随访，随访时间0.5～2.5年，平均(1.5±0.7)年。骨性愈合时间8～10周。手术时间130～245 min，术中出血量600～1 600 mL，自体血回输300～800 mL。术后按Matta标准评估骨折复位质量：优6例，良4例，可2例，优良率83.3%。股外侧皮神经牵拉损伤2例，大腿前方麻木感于2周后逐步恢复正常。无血管损伤、伤口感染、深静脉血栓、腹股沟疝、异位骨化、复位丢失、内固定失效等。采用改良的Merled’Aubigne和Postel评分系统评价髋关节功能：优5例，良4例，可3例，优良率75.0%。

典型病例为一70岁男性患者，因高处坠落致左髋部疼痛、活动受限2 d入院，入院时诊断为左侧髋臼双柱骨折。常规予以左下肢骨牵引，术前利用数字技术3D打印1︰1骨盆模型，模拟手术和预塑形钢板，受伤后8 d在全身麻醉下经左髂腹股沟入路行左髋臼双柱骨折切开复位预塑形钢板螺钉内固定术，术后3个月复查X线片显示骨性愈合，可弃拐行走。手术前后影像学资料见图1～4。

3 讨 论

双柱骨折为高能量所致的复杂髋臼骨折，骨折线呈多平面，多由两条或者多条骨折线会聚组成“T”型或者“Y”型骨折，髋臼前后柱与骶髂关节脱离使整个髋臼呈漂浮状，称为“浮动髋臼”。目前，尚无一种方法能全面详细地对所有髋臼骨折进行准确分类。Luca把髋臼双柱骨折分为三个部分，髂后部：固定于骶髂关节，与髋关节无任何连接；髂耻部(前柱)：与股骨头接触，包括髋臼窝中央1/3和前角；坐骨部(后柱)：通过髋臼窝后角与股骨头接触。根据骨折线形态分为两型，I型：前线自髂前上、下棘之间水平向后，与髋臼上方“T”型骨折相似；Ⅱ型：前线自髂嵴垂直向下，与髋臼上方“Y”型骨折相似[1，13]。由于髋臼双柱骨折移位通常超过3 mm，牵引等保守治疗很难获得满意的二次匹配，会引起臼顶区域的高应力状态，从而易于发生创伤性关节炎、股骨头坏死、关节僵硬等并发症[14]。临床上往往建议采取手术治疗，其疗效与初始损伤的严重程度、骨折复位固定质量及术后康复锻炼等多方面因素有关，其中恰当的手术入路在骨折的暴露和复位固定中是不可忽略的一环。

前后联合入路暴露广，便于较好的完成骨折复位固定，但创伤大、手术时间长、学习曲线长，易出现感染、神经血管损伤、外展肌无力和异位骨化等并发症[14-15]。近年来，单一前入路成为髋臼双柱骨折治疗的研究热点，主要包括经典的髂腹股沟入路、Stoppa入路、改良髂腹股沟入路、腹直肌外侧入路等。髂腹股沟入路可提供整个同侧半骨盆内侧表面的广泛视野来复位，包括骨盆前环、髋臼前柱、前壁，很大程度促进骨盆、髋臼骨折手术发展，很多术式都是以此改良及补充，至今仍是金标准。临床应用发现髂腹股沟入路可直视下复位固定前柱骨折，通过牵引下采用顶棒、复位钳或复位钩等复位后柱骨折，并以后柱通道螺钉/髂坐支撑钢板固定后柱骨折。本组病例除2例出现股外侧皮神经牵拉损伤外，无其他并发症发生。本组1例术中发现后柱骨折难以获得满意复位，加作了后方K-L入路，疗效满意，是治疗双柱骨折的有效方法。

图2 术前CT三维重建示左髋臼双柱骨折 图3 3D打印1︰1骨盆模型大体照

图4 髂腹股沟入路术后3个月X线片示骨折愈合

除了选择恰当的手术入路以及提供充分的暴露外，术者还需充分熟悉骨盆解剖并做好术前设计。为此，我们通过CT扫描重建髋臼骨折的立体、直观的三维模型，直接观察及模拟骨折的复位固定，通过3D打印的髋臼骨折患侧镜面模型，术前进行钢板的预弯处理和确立后柱螺钉的理想进钉点及植入方向，术中可通过预弯的钢板协助和判断骨折复位，从而进一步避免骨折复位不良的发生，有效缩短了手术时间，提高了安全性，优化手术方案[5，16]。数字技术为临床医生提供了虚拟的治疗环境，模拟了临床操作步骤、内固定的位置和角度，与常规手术相比，具有直观、无损伤、可视化、可重复性等特点，结合血管造影，将血管和骨盆一并打印，从而将血管也纳入术前设计中，可减少对髋臼周围重要血管及周围结构的损伤，从而更完善手术方案，实现对复杂髋臼骨折安全精准的手术治疗[17]。本组病例采用3D打印技术辅助单一髂腹股沟入路治疗髋臼双柱骨折，骨折复位优良率达83.3%。

总之，3D打印技术辅助髂腹股沟入路治疗不伴后壁骨折的髋臼双柱骨折，方法可行，疗效肯定，值得推广。