数字化设计3D打印技术联合前路微创手术治疗股骨头缺血性坏死的临床效果

苏福锦 黄国福 何 忠 李伟光

(北流市人民医院骨科，广西北流市 537400)

股骨头缺血性坏死是一种慢性、进行性、致残性的疾病，发病率近年来逐年上升，其发病与创伤、大量饮酒等有关[1-2]。药物或其他非手术治疗效果较差，人工全髋关节置换术(total hip arthroplasty，THA)是晚期病变最有效且最成功的治疗方法。然而，在采用THA治疗股骨头缺血性坏死过程中，因个体差异而出现关节局部解剖结构变异以及备用假体不适合等问题，导致手术时间长、出血量大、感染风险增加、术后恢复差等[3]，故而其在基层医院中较难普及。数字化设计3D打印技术，能够以1 ∶1比例打印出手术部位的三维实物模型，有利于医生了解不同个体的解剖情况，并针对个体解剖特点定制个性化的髋关节假体以及制订详细的手术方案，从而提高手术成功率和安全性[4-5]。此外，THA可分为直接前方入路和侧卧位直接外侧入路，而前方入路是该手术最受欢迎的微创入路[6]。为了进一步探讨数字化设计3D打印技术联合前路微创手术在基层医院治疗股骨头缺血性坏死的临床效果，本研究分别采用数字化设计3D打印技术联合前路微创手术与单纯前路微创手术治疗股骨头缺血性坏死，并对治疗效果进行比较分析，旨在为临床治疗该病提供一定的理论依据。现将结果报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2018年10月至2019年11月在我院骨科诊治并初次行THA的股骨头缺血性坏死患者34例(42髋)的临床资料，患者及家属对手术治疗方式均知情，且签署相关同意书。纳入对象已排除僵直融合髋、感染性髋关节炎、Crowe Ⅲ/Ⅳ型脱位、晚期髋部疾病、股骨近端畸形、髋关节疾病等。其中接受数字化设计3D打印技术联合前路微创手术治疗的17例(21髋)为研究组，同期接受前路微创手术治疗的17例(21髋)患者为对照组。研究组男9例，女8例；年龄18～78(63.7±1.6)岁；左髋病变7例，右髋病变6例，双髋病变4例。对照组男7例，女10例；年龄20～76(64.3±2.1)岁；左髋病变5例，右髋病变8例，双髋病变4例。两组患者一般资料比较，差异无统计学意义(均P>0.05)，具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 对照组 嘱患者取侧卧位，常规消毒术区后做切口，显露髋臼、打磨髋臼，试模后冲洗，保持前倾角(10°～15°)、外展角(40°～45°)压配置入髋臼杯。接着充分显露股骨近端髓腔后开髓口，股骨柄假体插入髓腔压配固定，安装假体，留置负压引流管。

1.2.2 研究组 在对照组的基础上，于术前运用数字化设计3D打印技术，具体为用CT扫描，将采集的图像以DICOM格式输入 Mimics Research 19.0(比利时Materialise 公司)软件中，通过软件中阈值分割和区域增长模块完成三维重建，构建患髋3D模型。利用3D打印机(上海复翔信息科技有限公司，Raise 3D N2 熔融堆积打印机)打印患髋模型，并分析髋臼解剖特点，进而开展术前预演，订制个体化假体，以确保手术的顺利开展。两组术后管理和疼痛控制方案相同，均予静脉滴注头孢呋辛等预防感染，并注意预防深静脉血栓。

1.3 观察指标 (1)手术相关指标：术中出血量、手术时间、术后下床活动时间。(2)髋关节功能评价：术前、术后1个月、术后3个月分别进行Harris髋关节评分，其由疼痛(44分)、关节功能(18分，包括能否自行穿鞋袜、上楼梯,以及腿部畸形等)、关节运动(5分)、行走能力(33分) 4部分组成，共计100分，评分越高表明治疗效果越好[7]。(3)通过假体影像测量假体角度：外展角、前倾角。(4)术后并发症： 股外侧皮神经损伤、假体脱位。

1.4 统计学方法 应用SPSS 19.0统计学软件进行数据分析，计量资料用均数±标准差(x±s)表示，组间比较采用t检验；计数资料用例数和百分率[n(%)]表示，组间比较采用χ2检验。以P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 手术相关指标比较 研究组患者手术时间短于对照组，术中出血量少于对照组，术后下床活动时间早于对照组，差异均有统计学意义(均P<0.05)。见表1。

表1 两组患者手术相关指标比较 (x±s)

2.2 Harris评分比较 术前两组患者Harris评分比较，差异无统计学意义(P>0.05)；术后1个月，研究组Harris评分高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)；术后3个月，两组Harris评分比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 两组患者手术前后Harris评分比较 (x±s，分)

2.3 髋臼假体影像测量结果比较 两组患者术后髋臼假体外展角、前倾角比较，差异均无统计学意义(均P>0.05)。见表3。

表3 两组患者术后髋臼假体影像测量结果比较 (x±s，°)

2.4 术后并发症情况比较 两组患者术后股外侧皮神经损伤、假体脱位发生率比较，差异均无统计学意义(均P>0.05)。见表4。

表4 两组患者术后并发症比较 [n(%)]

3 讨 论

THA是目前治疗晚期股骨头缺血性坏死的首选手段，其在消除患者疼痛的同时，又能够有效地恢复关节功能[8]。然而，相关研究表明，股骨头缺血性坏死后行THA治疗，对许多基层医院的骨科医生而言，该手术较为复杂，难度较大，手术时间长，术中出血量较多，且术后患者通常康复慢，这些问题急需妥善处理，以为广大患者谋福利[9]。随着医疗技术的发展，临床医疗逐步转向个体化、精准化，尤其是骨科领域，在数字化设计3D打印技术问世后，其得到了极大发展，各项高难度手术的治疗效果得到了有效提高[10]。本研究对34例该病患者分别采用数字化设计3D打印联合前路微创手术治疗与单纯前路微创手术治疗两种方案，探讨数字化设计3D打印技术在基层医院治疗股骨头缺血性坏死的临床效果。

因不同患者的年龄、体重、性别等因素不同，髋关节的解剖特点可以存在较大的差异。这些差异在股骨头缺血性坏死晚期行THA治疗时，无疑增大了手术处理难度，导致手术耗时长、出血量大，增加感染风险，最终引起术后恢复差等问题。3D打印通过黏合材料，打印与实体等大的三维实物模型，有利于医生了解不同患者的个体解剖异常，从而制订精准的个性化手术方式，提高手术效率和安全性，缩短手术时间。李俊豪等[5]通过利用数字化设计3D打印技术，分析其在THA治疗先天性髋关节发育不良中的优势，发现治疗效果比常规手术用时短、术中出血量少等。在本次研究中，采用数字化设计3D打印的研究组的手术时间短于运用常规手术的对照组，术中出血量明显少于对照组，差异均有统计学意义(均P<0.05)，与类似研究结果相似[11]。

Harris评分为评价髋关节功能的方法之一， 其应用广泛，常被用来评价THA的治疗效果，评分越高表明治疗效果越好。本研究发现，研究组在术后1个月的Harris评分明显高于对照组(P<0.05)。两组术前及术后3个月Harris评分差异无统计学意义(均P>0.05)。提示研究组治疗方式可以在术后早期明显改善患者的髋关节功能，且在术后较长的时间内，效果与对照组相当。进一步分析发现，研究组患者能够下床行走的时间明显早于对照组(P<0.05)，提示应用数字化设计3D 打印，优于常规THA手术，患者术后恢复较好。

综上所述，数字化设计3D打印技术联合前路微创手术治疗股骨头缺血性坏死较单纯前路微创手术治疗，具有手术用时短、术中出血少和术后康复快速等优点，值得推广运用。