3D打印模拟精准截骨在治疗儿童发育性髋脱位中的临床应用

王树辉，王建真，张青

（河北省沧州中西医结合医院 骨一科，河北 沧州 061001）

0 引言

儿童发育性髋关节脱位是一种下肢畸形疾病，临床症状主要为下肢不等长、臀纹不对称等，严重影响患儿的正常生活[1]。以往常采用保守治疗、手术治疗等，手术治疗主要采取骨盆截骨联合股骨截骨手术。但对行手术治疗者而言，由于髋关节的病理结构，患儿通常需要在矫正及复位后，再行固定，因术中缺乏精准评估，进而对疗效产生影响[2]。近年来，随着影像学技术的快速发展，3D打印技术广泛应用在医学领域中[3]。鉴于此，本研究旨在探讨3D打印模拟精准截骨治疗儿童发育性髋脱位的临床效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2016年6月至2017年10月我院收治的40例发育性髋脱位患儿进行研究，采用随机数字表法分为研究组（n=20）和对照组（n=20）。研究组中，男女例数为8例和12例；年龄30～50（38.36±3.17）个月；Tonnis脱位分级程度：Ⅱ型6髋，Ⅲ型14髋。对照组中，男女例数为7例和13例；年龄30～52（38.42±3.19）个月；Tonnis脱位分级程度：Ⅱ型5髋，Ⅲ型15髋。本研究经医院伦理委员会批准并通过，且患儿及其家属均签署了知情同意书。两组的一般资料比较无差异，具有可比性（P＞0.05）。

入选标准：①确诊为发育性髋脱位者；②临床资料完整者；③无手术禁忌者。

排除标准：①存在手术禁忌者；②合并血液系统疾病者；③合并严重肝肾疾病者；④合并精神疾病者。

1.2 手术方法

对照组予以骨盆截骨和股骨截骨术，采取全麻，取仰卧位，将患侧垫高，局部常规消毒。经股骨近端外侧作一切口行粗隆下截骨术和股骨截骨术。

研究组予以3D打印方案，术前采用Philips64排螺旋CT进行扫描，将扫描数据进行软件分析，使用3D打印机打印1∶1骨盆模型，在骨盆模型和股骨模型上行骨盆截骨和股骨截骨模拟手术，测量模型的髋臼指数、髋臼前倾角、股骨颈前倾角、颈干角等参数，分析股骨头和髋臼的匹配关系，根据测量的数据进行手术。

1.3 观察指标及评价标准

比较两组患儿的形态学参数、髋关节功能。髋关节功能：采用Mackay评分进行评估[4]，①优：关节屈伸及旋转正常，没有脱位；②良：关节屈伸受限＜20°，且没有脱位；③差：关节屈伸及旋转受限＞50°。优良率=（优+良）/总例数×100%。

1.4 统计学分析

以SPSS 20.0软件行数据分析，一般资料、髋关节功能以[n(%)]形式显示，行χ2检验；形态学参数以（±s）形式显示，行t检验；组间比较采用配对t检验；P＜0.05时为组间数据对比存在显著差异。

2 结果

2.1 两组的髋关节功能比较

与对照组比较，研究组的优良率更高，差异有统计学意义(P＜0.05)。见表1。

表1 两组髋关节功能比较[n(%)]

2.2 数字化模型与实物模型参数比较

数字化模型与实物模型的股骨前倾角、股骨颈干角、髋臼长轴、髋臼短轴、髋臼表面积、髋臼容积比较差异无统计学意义(P＞0.05)。见表2。

表2 数字化模型与实物模型参数比较（±s）

表2 数字化模型与实物模型参数比较（±s）

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典型病例

图1

图2

3 讨论

发育性髋关节脱位是一类较高发的骨科疾病，患病后易导致患儿在生长发育中失去正常的发育能力，影响患儿正常生长发育[5]。由于发育性髋关节脱位是髋臼和股骨头的对应关系及形态异常引起，因此临床多采取骨盆联合股骨截骨手术治疗[6]。相关文献报道，截骨联合股骨截骨术治疗发育性髋关节脱位后出现并发症的原因主要为手术操作不够精准[7]。以往临床常采用CT检查观察儿童发育性髋脱位的形态改变及测量髋臼角度，但效果并不理想。目前临床尝试将3D打印技术用于术前模拟截骨治疗[8]。3D打印手术能够较准确的还原患儿的髋关节病理形态，优化设计导板帮助医师确定手术治疗导向，从而提高治疗效果。

姚明木等的研究结果曾报道[9]，数字化模型与实物模型形态学参数中股骨颈干角、股骨前倾角、髋臼短轴、髋臼长轴、髋臼表面积相比均差异无统计学意义(P＞0.5)。本研究结果显示，研究组的形态学参数与实物模型比较差异无统计学意义(P＞0.05)。本研究结果与姚明木等[9]的数据基本一致。结果说明：3D打印模拟精准截骨治疗发育性髋关节脱住患儿的矫正效果明显，但与模型参数不完全一致。分析原因可能与测量方法有关，数字模型测量是严格按照定义进行操作，但实物测量是采用拍摄照片的方式，因此易产生误差，但不显著[10]。

李晓博的研究结果曾报道[11]，研究组Mackay评分优良率为96.67%，高于对照组的70.00%（P＜0.05）。本研究结果显示，研究组的优良率明显高于对照组(P＜0.05)；研究组的形态学参数与实物模型比较差异无统计学意义(P＞0.05)。本研究结果显示，本研究结果与李晓博[11]的数据基本一致。结果说明：3D打印模拟精准截骨治疗可改善患儿的髋关节功能。分析原因可能为：3D打印能还原患儿的髋关节形态结构，通过优化设计缩短定位及定向的时间，有助于提高手术的成功率[12]。

综上所述，3D打印模拟精准截骨治疗通过术前模拟手术操作，准确且直观的观察儿童发育性髋脱位的骨盆髋臼和股骨头的对应关系，提高手术治疗效果，值得在临床广泛推广应用。