3D打印技术辅助单一前入路治疗髋臼双柱骨折*

王朝晖 杨 杰 何波涌 赵快平 唐艳平 刘建伟 曾敏川 李凌霄

南华大学附属郴州市第一人民医院创伤骨科，湖南省郴州市 423000

髋臼骨折是高能量损伤所致的负重关节内骨折，其中双柱骨折是常见的髋臼复杂骨折，约占髋臼骨折的20%，骨折移位明显，往往需手术治疗[1]。前后联合入路暴露广，便于骨折复位固定，是治疗髋臼双柱骨折的经典入路，但创伤大，并发症多，近年来单一前入路治疗髋臼双柱骨折成为研究的热点[2-3]。由于髋臼解剖结构的特殊性，基于术前影像学资料的传统手术设计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使复杂髋臼骨折的复位固定更直观精整，从而提高手术安全与骨折复位固定质量[4-5]。自2016年1月—2019年4月我科应用3D打印技术辅助单一前入路治疗19例不伴后壁骨折的髋臼双柱骨折患者，疗效满意，报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 本组共19例，男13例，女6例，年龄18～70岁，平均年龄44.6岁，受伤原因：交通事故伤8例，重物砸伤5例，高处坠落伤6例。新鲜骨折18例，陈旧骨折1例，受伤到手术时间4～26d。髂腹股沟入路11例，腹直肌外侧入路8例；合并颅脑损伤6例，脊柱、四肢骨折11例，肋骨骨折肺挫伤5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，待病情平稳后再考虑髋臼骨折手术治疗。

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植入[6-7]。

1.3 手术方法 气管插管全身麻醉下，取仰卧位。腹直肌外侧入路切口头侧始于脐和髂前上棘连线的中外1/3，内下走向髂前上棘和耻骨联合连线的中点， 切开皮肤并推开皮下脂肪后，显露腹外斜肌腱膜并切开(注意保护腹股沟管浅环)，在腹直肌外侧缘切开分离可达腹膜外间隙进行进一步分离显露。在髂外血管和闭孔神经血管间钝性分离建立第1窗，可显露髂耻隆起至耻骨联合区域，进行耻骨上支和髋臼前壁骨折的复位固定；在髂腰肌和髂外血管间分离建立第2窗，向内外牵开可显露骶骨、骶髂关节、后柱内侧面和四边体，进行骨盆后环、髋臼后柱骨折及四边体骨折脱位的处理；在髂肌和腰肌间分离建立第3窗，内外牵开可显露处理髂骨翼骨折[3，8]。髂腹股沟入路常规打开外、中、内3窗显露骨折。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”顺利进行骨折复位固定。腹直肌外侧入路可直视下骨膜下剥离显露四边体，髂腹股沟入路则以手指触摸四边体，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形臂X光机前后位、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。术中均采用自体血回输技术。

1.4 术后处理 术前30min及术后预防性应用抗生素2d，围术期应用低分子肝素钠防静脉血栓，术后1～2d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：测量术后X线片上骨折块分离最大距离，优<4mm；良4～10mm；可11～20mm；差>20mm。半年后按改良的Merle D’Aubigne和Postel评分系统评价髋关节功能：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19例患者全部单一前入路完成手术，均获随访，时间0.5～2.5年，均获骨性愈合，愈合时间8～10周。手术时间100～235min，术中出血量：腹直肌外侧入路450～1 200ml，髂腹股沟入路600～1 600ml；自体血回输200～800ml。术后按Matta标准评估骨折复位质量：优7例，良9例，可3例，优良率84.2%。股外侧皮神经牵拉损伤2例，2周后大腿前方麻木感逐步恢复正常。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Merle D’Aubigne 和Postel 评分系统评价髋关节功能：优6例，良9例，可4例，优良率78.9%。典型病例见图1。

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图1 髋臼双柱骨折典型病例手术前后X线片

注：女性，49岁。a～c术前X线片示髋臼双柱骨折; d～f术后X线片示骨折解剖复位。

3 讨论

髋臼双柱骨折常为高能量所致的复杂损伤，源自多平面的骨折线使得髋臼前后柱整个与后方的骶髂关节脱离，整个髋臼呈漂浮状。由于前后柱骨折平行和旋转移位常导致头臼不匹配，尽管Letournel提出保守治疗中可发生“髋臼的二次匹配”，但生物力学显示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，对于双柱骨折往往建议手术治疗，而恰当的手术入路选择在骨折的暴露和复位固定中是不可忽略的一环。前方髂腹股沟入路联合后方K-L入路能很好地暴露前后柱骨折，直视下完成骨折的复位固定，一直以来是临床常用的经典选择，常根据主要骨折移位优先选择入路，如后柱移位为主，则先K-L入路再髂腹股沟入路，如前柱移位为主，则先髂腹股沟入路再K-L入路[1，9]。 由于前后联合入路创伤大，并发症多，而双柱骨折以前柱移位为主，后柱是伴随前柱和髋臼顶移位，往往移位不大，一旦髋臼顶和前柱复位，后柱一般也自行复位或很容易复位，通过单一前方入路完成髋臼双柱骨折复位固定成为近年来创伤骨科的一个研究热点。

前入路主要包括经典的髂腹股沟入路、Stoppa入路、腹直肌外侧入路。髂腹股沟入路可完整暴露骨盆前环、髋臼前柱、前壁，极大地推动了骨盆、髋臼骨折手术治疗，至今仍是金标准，但创伤大，学习曲线长，处理髋臼顶压缩骨折和四边体区骨折块相对困难，也易损伤股前外侧皮神经、股动静脉、股神经等[10]。Cole和Bolhofner率先应用Stoppa入路治疗骨盆髋臼骨折，通过横或纵切口可很好地显露真骨盆缘和四边体，尤其是对四边体的暴露，可直视下对其骨折进行复位固定，也能很好显露处理死亡冠血管，可用于处理髋臼横型、T 型、前柱、双柱和累及后半横的前柱骨折等，创伤小，疗效满意，但对于复杂的前柱骨折往往需增加髂窝窗来显露处理髂骨翼、骶髂关节损伤[2]。

Wang等[3]认为腹直肌外侧入路，其距离髋臼近，局部无复杂的解剖，切开皮肤、腹直肌外侧的3层肌肉到达腹膜外，于腹膜外分离显露三个手术窗，无须解剖腹股沟处复杂的神经血管、精索等结构，且对骨盆的显露范围较广：向近端延长可显露处理骶髂关节、同侧骶骨、骶神经损伤，同时也便于通过第3窗显露处理髂骨翼骨折，由于是直视下复位后柱、四边体骨折从而提高了骨折复位质量，简化了手术，缩短了手术时间和出血量。本文发现单一髂腹股沟入路或腹直肌外侧入路治疗髋臼双柱骨折骨折复位优良率达84.2%，除2例出现股外侧皮神经牵拉损伤外，无别的并发症发生，腹直肌外侧入路术中出血少于髂腹股沟入路，髂腹股沟入路对后柱显露困难，复位后柱骨折并置入后柱螺钉明显难于腹直肌外侧入路，尤其是对于低位的后柱骨折。腹直肌外侧入路的方向与后柱螺钉一致，容易置入螺钉，较髂腹股沟入路更便于单一切口处理髋臼双柱骨折。也有学者尝试通过耻骨联合上横切口联合髂窝切口、Stoppa入路联合髂窝入路、耻骨联合上入路联合腹直肌外侧入路微创治疗髋臼双柱骨折，也获得满意的疗效[2，5-6]。

髋臼骨折除了选择恰当的手术入路提供充分的暴露外，术者还须充分熟悉骨盆解剖并做好术前设计。3D打印技术辅助治疗复杂髋臼骨折是基于高性能CT扫描及3D 打印机实现的计算机技术与骨科手术间的完美结合，是实施骨科个体化治疗的有效手段。通过在3D打印模型上进行模拟复位、预弯钢板、确定钢板放置的位置以及在后柱置钉导航模板辅助下确立螺钉置入的方向和长度，可明显缩短手术时间、减少并发症、实现精整复位固定[11]。Pierannunzii等[9]建议后柱螺钉进钉点约为骶髂关节前方1cm和骨盆缘上方2.5cm交点，朝向坐骨棘和闭孔后缘的中点。王钢等[12]在基于CT扫描数据设计并3D打印的后柱螺钉植入导板辅助下实验室及临床应用均全部精准植入了后柱拉力螺钉。本组病例应用两种方法均成功植入后柱螺钉，但导板辅助下一次成功植入明显要高，没有发生坐骨神经及血管损伤，术中透视监视下参考术前计划螺钉长度植入导针是确保后柱螺钉精准植入的可靠方法。