论3D 打印技术在辅助髋关节手术治疗中的应用

张冬

（黑龙江省绥化市第一医院骨一科，黑龙江 绥化）

0 引言

髋臼具有不规则的形状，在髋骨的外侧面，对股骨头相关联，且在周围有重要的神经分布[1]。髋关节具有较大的负重，在血供上较少，作为重要的组成部分发生高能量的暴力后发生骨折的可能性很大[2]。髋臼发生骨折后情况较为严重，同时会伴发一定的组织性损伤、局部的关节疼痛、活动能力受到限制，同时骨密度降低[3]。近年来，交通事业的发展致髋臼骨折的发生率逐渐上升，一旦发生后部分患者会出现并发症[4]。当前，对于该病临床上常采取手术进行解剖复位，并实施有效的内固定，其中内固定的质量及发生创伤的程度直接影响着手术的治疗效果。为了更加精确安全地进行手术，3D 打印技术在治疗该疾病中得到了有效的应用，该技术的应用精确、直观地呈现出了损伤部位的形态、组织的具体解剖情况，有利于提高诊断率，做好骨折分型及治疗。为了进一步探究3D 打印技术的应用效果，本研究选取了52 例髋臼骨折的患者进行观察分析。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2018 年1 月至2020 年12 月收治髋臼骨折患者52 例，按照AO/OTA 分型标准，对其进行分类，包含32例62A、19 例62B、1 例62C，其 中62A1、62B1 是 最 常 见类型。随机分为两组，各26 例。对照组年龄18-73 岁，平均(35.98±5.93)岁，病程3-9d；试验组年龄18-74 岁，平均(36.06±6.08)岁，病程3-8d。两组一般资料比较，差异无统计学意义(P＞0.05)，具有可比性。

标准：①髋臼骨折参照AO/OTA 分型标准，符合诊断标准的患者；②没有发生全身性的感染；③无骨盆缺损或手术既往史；④没有骨质疏松的情况；⑤下肢神经功能处于正常状态；⑥患者及家属均同意纳入此次研究中且在同意书上签字。

1.2 方法

（1）术前计划：在术前对所有患者进行CT 扫描检查，使用的仪器为SIMENS64 排螺旋CT。①对照组将扫描获得的三维重建图像医学数字成像和通信数据(digital imaging and communication in medicine，DICOM)导入Mimics17.0 软件处理生成虚拟三维重建，充分利用平移和旋转的功能，对骨折部位进行有效的观察，并在术前进行模拟。将螺钉的长度是安置的位置确定好，制定好治疗方案。②试验组在对照组的基础上将DICOM 数据导入激光快速自动成型机，使用的模式为激光烧结，按照1 ∶1 的比例打印出骨折模型，能够进行计算机模拟和模型模拟，并根据X 射线机CT 的检查结果进行细节的复位处理，从而根据患者的实际情况确定具体的治疗方案。（2）手术方法：所有患者的麻醉方式均为全麻，根据术前的骨折入路情况选择前路、后路及漂浮的体位，在操作的过程中对神经及血管损伤引起注意，以免对其造成损伤，将骨折的部位进行充分的暴露。①试验组患者中将3D打印出的模型进行对比，根据术前确定的方案将复位点找准[5]。②对照组患者按照常规的方法进行复位，待检查显示骨折部位恢复良好后再重新选择钢板进行有效的固定。对两组患者手术中出血情况、所用的手术时间、术中C 臂透视次数进行对比。（3）术后处理：所有患者在术后均使用头孢呋辛钠以预防感染的发生，同时指导患者进行肌肉的等长和等张收缩锻炼，术后2 周围患者皮下注射低分子肝素钙，以免出现下肢深静脉血栓。告知患者在术后的8 周内不能负重，当骨折完全愈合后能够进行完全负重。

1.3 评价指标

（1）髋臼骨折复位质量：对患者的复位情况进行评估，采用的方法为以Matta 标准为基础进行判定，骨折位移不足1mm 表明解剖复位，当位移距离在1-3mm 时则为满意复位，当位移距离超过3mm 则为不满意复位。总满意率=(解剖复位例数+满意复位例数)/总例数×100%。（2）治疗后骨折情况评定：手术后的3 个月对患者的骨折情况进行判定，采用的方法为以Majeed 评分标准为基础进行评分，其中超过85 分的判定为优，评分范围在70-84 分之间的判定为良，55-69 分之间的判定为可，评分低于55 分为判定为差。优良率=(优例数+良例数)/总例数×100%。

1.4 统计学方法

数据应用SPSS17.0 软件处理；手术时间、术中出血量及透视次数记为计量资料，使用（±s）表示，并进行t 检验，满意率及优良率记为计数资料，以（%）表示，进行χ2检验；P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者手术情况比较

见表1。

2.2 两组患者治疗后骨折复位质量情况比较

两组患者经过不同的治疗后达到的复位满意情况基本一致，试验组略高于对照组，组间差异无统计学意义(P＞0.05)。具体数据见表2。

2.3 两组患者术后3 个月骨折情况比较

试验组术后3 个月骨折情况显著优于对照组，差异有统计学意义(P＜0.05)。见表3。

表1 两组患者手术情况比较（±s）

表1 两组患者手术情况比较（±s）

注：与对照组比较，P＜0.05

组别 例数 手术时间（min） 术中出血量（ml） 术中C 型臂透视次数(次)对照组 26 263.4±27.12 980.45±93.61 7.98±1.68试验组 26 180.4±23.66 703.45±83.39 4.01±1.31

表2 两组患者治疗后骨折复位质量情况比较

表3 两组患者术后3 个月骨折情况评定比较

3 讨论

髋骨的组成部分有耻骨、坐骨及髂骨，在外侧并没有形成关节面组织结构，但与股骨头相连，周围遍布重要神经。传统手术治疗中根据术前的扫描检查结果进行评估，之后确定手术方案。但是在具体的应用中呈现出的是二维平面图像，存在一定的不足。因此3D 打印技术应运而生[6]。将该技术应用在髋臼骨折中能够有效地进行术前的设计，在仿真模拟的情况下实施诊断、骨折分型及个性化的治疗。同时，该技术对于临床医师来说能够观察得更加清晰，从而做好手术的预测情况。在术前做好预测，确定好手术路径，造成的创伤较小，也不会引发大量的出血，有效减少了手术的操作时间。另外，对神经肌肉组织的损伤较小、患者的住院时间短、恢复所需时间短、能够达到很好的骨折愈合效果，疗效及安全性得到了充分的证实[7,8]。

本次研究中试验组应用了3D 打印技术，该技术首先对髋骨进行了模型建造，很好地确定了手术方案，有效改善了术中情况，提高了骨折部位的复位质量，有效缩短了患者的手术时间，减少了术中的出血及透视的次数，与对照组相比较，差异有统计学意义(P＜0.05)。试验组复位质量、术后3 个月骨折情况均优于对照组，后者差异有统计学意义(P＜0.05)。本次结果有力证实了3D 打印技术的应用价值。

综上所述，对于髋臼手术患者采取3D 打印技术进行辅助手术治疗效果显著，具有较高的安全性，大大提高了骨折患者的复位质量及术后生活质量。