3D打印技术在骨盆骨折合并髋臼骨折患者术前规划中的应用价值

杨 雷，邓 延，任 洋，纪丁琦，王晓东

（洋县人民医院骨二科，陕西 汉中 723300）

骨盆骨折合并髋臼骨折属于暴力损伤所致骨折的一种。据统计，骨盆骨折合并髋臼骨折患者约占全身骨折患者总数的3%。由于人体骨盆和髋臼的解剖结构复杂，因此骨盆骨折合并髋臼骨折的治疗较为棘手，是骨科医生面临的主要挑战之一。现阶段，临床医生在术前评估患者的骨折类型时多以螺旋CT 平扫、X 线片等影像资料及自身的手术经验为依据，因此常存在主观性和差异性，术前所制定的手术复位固定策略缺乏可靠性和精准性[1]。近年来，3D 打印技术在临床骨科得到了广泛应用，大大提高了手术的精准性。基于螺旋CT 三维图像的3D 技术，可按照1:1 的比例将骨盆及髋臼骨折的三维模型打印出来，显示骨折部位的整体面貌，通过多视角全面了解骨盆及髋臼骨折的情况，进而可为手术方案的制定提供确切依据[2]。本文主要是探讨3D 打印技术在骨盆骨折合并髋臼骨折患者术前规划中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 基线资料

本文纳入的研究对象为洋县人民医院收治的60 例骨盆骨折合并髋臼骨折患者，其入组时间为2019 年7 月至2021 年8 月。其纳入标准是：病情符合骨盆骨折合并髋臼骨折的诊断标准，且经影像学检查得到确诊；具有进行手术治疗的指征；各项临床诊疗资料完整、真实、有效；自愿参与本研究。其排除标准是；拟行保守治疗；有骨盆或髋臼手术史；术后随访脱落或中途退出本研究。依据术前是否使用3D 打印技术将其分为常模组（n=28）和3D 组（n=32）。在3D 组患者中，男性、女性患者分别有17 例、15 例；其年龄为23 ～67岁，平均年龄为（45.74±2.13）岁。在常模组患者中，男性、女性患者分别有15 例、13 例；其年龄为24 ～68 岁，平均年龄为（46.14±2.49）岁。两组患者的基线资料相比，差异无统计学意义（P ＞0.05）。

1.2 方法

1.2.1 术前处理及规划 在两组患者入院后，首先对危及其生命的合并伤进行处理，用骨盆加压带固定制动其骨盆和髋臼部位，或采取骨盆外固定支架对其骨盆和髋臼进行固定。若患者早期有血流动力学不稳定的现象出现，应对其进行抗休克治疗。骨折内固定手术多于实验室检查结果出来及患者血流动力学稳定后实施。常模组患者在术前规划中未使用3D 打印技术，主要依据CT、X线片等影像学资料制定手术计划，并基于此执行传统的手术方案。3D 组患者在术前规划中使用3D 打印技术，按照1:1 的比例将骨盆及髋臼骨折的三维模型打印出来，并多次、反复地进行手术预演，然后基于此执行精准手术方案，具体为：对患者进行螺旋CT 扫描（层厚为1 mm）及骨盆X 射线检查，将扫描、检查获取的骨折图像以DICOM 格式保存。将图像资料导入相应的软件中，建立数据包。在双喷头全封闭3D 打印机中导入数据，以聚乙烯合成材料按照1:1 的比例打印出骨盆及髋臼骨折模型。在模型中进一步明确骨折块的数量、骨折粉碎的情况、移位方向及骨折类型，并确定具体的内固定方式及手术入路方式。在3D打印模型上反复预演内固定钢板的塑形、骨折的复位固定、螺钉进针的长度、方向及数量等手术操作。术前对已塑形的内固定物进行常规消毒，备用。

1.2.2 手术方法 两组患者均由同一组临床经验丰富的外科医生进行手术。术中对患者进行气管插管全身麻醉。手术入路方式有后方Kocher-Langenbeck 入路、腹直肌旁入路、Stoppa 入路及前方髂腹股沟入路等。前方髂腹股沟入路适用于大部分的骨盆前方骨折患者，前部可将耻骨支骨折处和耻骨联合显露出，中间可将髋臼前柱、前壁显露出，后部可将骶髂关节部位骨折显露出。常模组患者主要依据术者阅片及临床经验设计手术方案。术中辅助患者取合适的体位，一般为髋臼骨折侧在上的漂浮体位，以便于术中更换手术入路方式。3D 组患者依据术前模拟、演练的方法，经合适入路将骨折部位暴露出，依据术前的设计方案对骨折端进行复位，置入内固定系统，并于最佳位置打入内固定螺钉。

1.2.3 术后处理 在围手术期为患者应用抗生素，以防其发生感染。于术后第2 天用低分子肝素钙对患者进行抗凝治疗，以防其发生下肢深静脉血栓。从术后第1 d 开始，指导患者进行踝关节的跖屈、背伸活动和下肢肌肉的等长收缩训练。于术后28 d 协助患者进行下床训练，于术后8 周让患者拄双拐逐步站立或使用助行器行走，于术后10 ～12 周指导患者进行负重行走训练。

1.3 观察指标与疗效判定标准

比较两组患者围手术期的各项指标[3]，包括手术的时间、术中透视的次数、术中的出血量和围手术期的输血量。比较两组患者的临床疗效。依据Majee 评分（包括7 个维度，各维度的分值均为1 ～6 分，总分为42 分）将患者的临床疗效分为优、良、可、差4 个等级。优：术后患者的Majee 评分较治疗前提高≥90%。良：术后患者的Majee 评分较治疗前提高80% ～89%。可：术后患者的Majee 评分较治疗前提高70% ～79%。差：术后患者的Majee 评分较治疗前提高＜70%。优良率=（优例数+ 良例数）/ 总例数×100%。比较两组患者术后并发症（如下肢深静脉血栓、切口浅表感染、切口脂肪液化等）的发生率。

1.4 统计学方法

用SPSS 19.0 软件处理本研究中的数据，计量资料用±s表示，用t 检验，计数资料用% 表示，用χ²检验，P ＜0.05 表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者围手术期各项指标的比较

3D 组患者手术的时间短于常模组患者，其术中透视的次数、术中的出血量和围手术期的输血量均少于常模组患者，差异有统计学意义（P ＜0.05）。详见表1。

表1 两组患者围手术期各项指标的比较（± s）

表1 两组患者围手术期各项指标的比较（± s）

组别 术中的出血量（mL） 手术的时间（h） 术中透视的次数（次） 围手术期的输血量（U）3D 组（n=32） 7.12±1.35 3.12±0.35 9.24±1.38 7.21±1.04常模组（n=28） 10.38±1.74 4.46±0.43 13.20±2.31 10.20±1.56 t 值 8.160 13.302 8.178 8.833 P 值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

2.2 两组患者治疗优良率的比较

3D 组患者治疗的优良率为96.87%，常模组患者治疗的优良率为75.00%。3D 组患者治疗的优良率高于常模组患者，差异有统计学意义（P ＜0.05）。详见表2。

表2 两组患者治疗优良率的比较

2.3 两组患者术后并发症发生率的比较

3D 组患者术后并发症的发生率为6.25%，常模组患者术后并发症的发生率为14.29%。3D 组患者术后并发症的发生率低于常模组患者，差异有统计学意义（P ＜0.05）。详见表3。

表3 两组患者术后并发症发生率的比较

3 讨论

创伤骨科中骨盆骨折合并髋臼骨折属于严重创伤。虽然骨盆骨折与髋臼骨折可在遭受高能量暴力时同时发生，但两者的损伤情况却有不同的特征，治疗重点也有所区别。骨盆骨折早期的治疗重点是控制损伤、挽救生命，后期治疗应以维持骨盆环的稳定为主[4]。髋臼骨折是一种关节内骨折，其治疗重点是精准复位骨折端并进行坚强内固定。由于骨盆与髋臼的解剖结构复杂，骨骼形态不规则，周围密布重要的组织，显露困难，且发生骨折后呈明显的个体差异，因此骨盆骨折合并髋臼骨折的手术难度较大[5]。近年来随着我国医学技术的不断进展，临床上能通过对骨折患者的薄层CT 数据进行分析，实现对骨折部位的三维式复位编辑、重建及手术模拟操作，同时也可精准地打印出骨折位置的3D 模型。该技术的应用能够帮助临床医生在手术前更为全面、精准地掌握患者骨折部位的立体形态、空间结构关系及关节面受损的情况等，有利于手术方案的制定，同时能通过3D 打印模型反复预演手术步骤，进而可在手术的过程中精准地完成骨折块的复位、固定等操作。3D 打印技术在复杂形态骨折的诊断、手术治疗和分型中均可发挥重要的指导作用。在骨盆骨折合并髋臼骨折患者的术前规划中应用3D 打印技术具有以下优势：1）可全面了解骨盆骨折及髋臼骨折的类型，评估骨折的情况。以往临床上在手术前通常以CT、X 线片等影像学资料评估骨盆及髋臼骨折，即使是通过三维重建的影像资料，仍然是以二维的平面资料描述骨折的形态学，很难从整体上细致、全面地展示骨盆骨折的具体情况[6]。而3D 打印技术的应用可将骨折的形态学变化直观地展示出来，使术者在手术前能够准确地评判骨折的类型，基于此制定的手术方案更有针对性[7]。2）骨盆和髋臼均属于骨性结构，按照1:1的比例将骨盆及髋臼骨折的三维模型打印出来，可于术前呈现骨盆与髋臼骨折的全貌，利于从多角度进行观察，并能进行手术预演。3）可降低手术操作的难度，提高手术操作的精准性，减轻患者的手术创伤，有利于其术后恢复[8]。

本研究的结果显示，3D 组患者手术的时间短于常模组患者，其术中透视的次数、术中的出血量和围手术期的输血量均少于常模组患者，差异有统计学意义（P ＜0.05）。3D 组患者治疗的优良率高于常模组患者，差异有统计学意义（P ＜0.05）。3D 组患者术后并发症的发生率低于常模组患者，差异有统计学意义（P ＜0.05）。可见，在骨盆骨折合并髋臼骨折患者的术前规划中应用3D 打印技术能显著缩短患者手术的时间，减少其术中透视的次数、出血量和围手术期的输血量，降低其术后并发症的发生率，促进其骨盆功能的恢复。