3D打印技术在手术治疗浮肩损伤中的临床应用及意义

章 震，方 杰，吴星火，刘 融，陆 林，安 颖，杨述华，邵增务，叶哲伟

（1.武汉市蔡甸区中医院骨科，湖北 武汉 430100；2.华中科技大学同济医学院附属协和医院骨科，湖北 武汉 430030；3.武汉市普仁医院骨科，湖北 武汉 430081）

3D打印技术在手术治疗浮肩损伤中的临床应用及意义

章 震1，方 杰1，吴星火2，刘 融3，陆 林2，安 颖2，杨述华2，邵增务2，叶哲伟2

（1.武汉市蔡甸区中医院骨科，湖北 武汉 430100；2.华中科技大学同济医学院附属协和医院骨科，湖北 武汉 430030；3.武汉市普仁医院骨科，湖北 武汉 430081）

目的探讨3D打印技术在浮肩损伤手术治疗的应用及疗效。方法选取2014年1月～2014年12月我院收治的浮肩损伤患者12例，均接受手术治疗；术前基于患者的CT影响学资料，采用3D打印技术打印患者的损伤模型，模拟手术。术后进行临床和影像学随访。结果所有患者均获得随访（5～12个月），平均随访6.5个月；患者术后骨折均获得愈合，愈合时间为12～20周，平均愈合时间14.5周。末次随访肩关节功能评分，按照美国肩肘协会（ASES）评分标准评分，优良率为91.6%。结论骨折切开复位内固定是治疗浮肩损伤的有效方法，而3D打印技术提高手术精度，优化治疗方案，提高手术疗效。

浮肩损伤；3D打印；骨折；固定

“浮肩”这一术语，由Herscovici在1928年最早提出，用以描述同侧肩胛颈和锁骨骨折。之后，浮肩”的定义已经被许多作者修正，目前”浮肩损伤（FSI）”被学者广泛接受的定义为同侧的锁骨干和肩胛颈同时骨折而造成肩关节上部悬吊复合体结构（Superior suspensory shoulder complex，SSSC）双重破坏[1-3]。一般来说，造成伤害是高能创伤直接伤及肩关节，交通事故是最常见的原因之一。

浮肩损伤的治疗方法包括以下三种：保守治疗，手术治疗锁骨骨折，和手术治疗锁骨和肩胛颈骨折；目前多倾向于手术治疗。选取我科2014年1月～2014年12月收治浮肩损伤患者12例，均在3D打印技术的基础上行骨折切开复位内固定术，手术疗效满意，现汇报如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取我科2014年1月～2014年12月收治浮肩损伤患者12例作为研究对象，其中男7例，女5例；年龄24～52岁，平均年龄34.5岁。合并伤：同侧肱骨骨折1例，多发肋骨骨折4例，创伤性湿肺3例，合并脑外伤1例。损伤类型：肩胛冈和肩胛颈骨折合并同侧锁骨骨折8例，肩胛盂粉碎性骨折并同侧锁骨骨折4例。受伤机制：高处坠落伤3例，车祸伤9例。入院后常规性X线和CT检查和三维重建，了解骨折类型及移位情况。受伤时间到手术时间为3～7天。

1.2 术前准备

基于患者的CT DICOM数据，采用3D打印技术制造出肩模型（图2）。术前，受伤的肩关节3 D打印模型可用来评估骨骨折块的大小和形状，然后在模型上模拟操作，制定手术计划，预弯钢板。

1.3 手术方法

全身麻醉成功后，患者被放置在射线可透过的手术床上，左侧卧位。首先，暴露锁骨远端和肩峰，清理骨折断，复位骨折块，交叉克氏针固定，然后直接置入术前预弯好的钢板，重建的肩峰，然后复位和固定锁骨（图3）。肩胛骨骨折采用肩关节后侧入路，从肩峰内侧缘糊致肩胛下角，显露肩胛颈部和体部；解剖复位移位肩胛颈骨折后，置入预弯好的钢板，锁定、固定；术后要特别保护好进出三边孔、四边孔的神经血管。此外，尤其要注意的是，重建肩关节的软组织结构非常重要，术中用可吸收线加强缝合肩锁膜韧和喙突韧带韧带。

1.4 术后处理

术后给予消肿、消炎及对症支持治疗，佩戴肩关节外展架，将肩关节固定到功能位；术后第三天开始在外展架上进行功能锻炼，外展架佩戴8～12周。

2 结 果

术中平均出血量（440±40）mL，手术时间为（120±25）min。伤口均获得一期愈合，术中无血管神经损伤并发症发生。所有患者术后获得随访，随访时间为5～12个月，平均随访6.5个月；所有患者术后骨折均获得愈合，愈合时间为12～20周，平均愈合时间14.5周。目次随访肩关节功能评分，按照美国肩肘协会（ASES）评分标准评分：80～100分为优，9例，70～79分为良2例；60～69分为中等，1例。典型病例见图1～4。

典型病例。

图1 同侧锁骨和肩胛骨骨折的浮肩损伤患者。（A）术前X线；（B-D）术前CT+三维重建。

图2 损伤肩关节3D打印模型正面观（A）和侧面观（B）。

图3 手术过程。（A）患者术中采用左侧卧位；（B）术中复位肩峰；（C）测试预弯钢板弧度；（D）钢板固定肩峰；（E）钢板固定锁骨；（F）复位固定肩胛颈

图4 术后右肩正侧位X线平片。

3 讨 论

浮肩损伤（FSI）涉及肩胛骨颈部和锁骨骨折的双重破坏，以及肩锁及喙锁韧带的破坏。FSI是一种少见的损伤，同侧锁骨和肩胛颈骨骨折通常合并较大多的并发症及伤残率，其发病率为0.10%～0.15%。肩上方悬吊复合体（SSSC），是由骨与软组织环组成（包括关节盂、喙突、喙锁韧带、锁骨远端、肩锁关节和肩峰）。每个组件都有自己的单独功能，联合在一起，维持肩关节的正常稳定性。SSSC受伤，也称为浮动损伤，导致不良效果和长期功能不稳定的后果[2]。建立在SSSC概念基础上，肩关节骨和软组织结构的双重破坏可能很好地解释受伤肩关节的不稳定性。

FSI治疗有保守治疗和手术治疗两种方式。非手术治疗浮肩损伤，骨折复位非常困难，且即使可获得复位，仍难以维持其稳定性。15例浮肩损伤的患者，均采用保守治疗；经过随访，术后预后极差，仅1例患者恢复功能。近年来，随着对该病的认识逐步加深，我们发现FSI本身固有锁骨不稳定性，可以选择单纯锁骨骨折切开复位内固定或锁骨和肩胛骨骨折切开复位内固定。在骨折的复位固定顺序上也有争议，是否应当首先行锁骨骨折的复位固定呢？锁骨的初始固定可以间接辅助肩胛骨骨折的复位。如果骨折移位得到有效地纠正，单纯的锁骨固定治疗该疾病就够了；否则，肩胛颈骨折的应该复位和固定。另外一种观点为：移位的肩胛骨骨折的复位和固定更为重要，应首先复位和固定肩胛骨，而不是锁骨。此外，喙所韧带（CAL）是唯一的连接肩关节近端（肩胛体，脊椎和肩峰）和远端（关节窝的和喙突）部分的重要韧带结构，因此，肩胛颈骨折而言，该韧带必须有效地修复，这样才能确保肩关节的稳定性。因此，本组病例的喙锁韧带均得到有效地修复和重建。

在创伤骨科中，骨折良好的复位和固定是患者术后更获得最佳的肢体功能的重要保证。3D打印技术是一种快速原型（RP）的过程，与传统的激光快速成形技术相比，它更快、更方便、更便宜、更合适。基于计算机辅助设计（CAD）数据，三维（3D）可视化模型可以产生，它可以精确地显示组织的解剖细节。CAD技术已广泛应用于制造业的设计，并应用于医学中，尤其是用于植入物假体的设计和术前计划。在三维重建模型中，外科医生可以直观、准确地获取目标区域的信息，这将有利于术前手术规划，减少手术创伤，缩短手术时间和提高手术疗效。如果没有很好的认识肩关节周围复杂的骨性结核和软组织结构，处理起浮肩损伤就非常的困难。建立在良好的解剖基础之上，当前的最佳实践方法获得的受伤肩关节地三维（3 d）可视化影像学资料。尤其是快速发展的三维（3 d）打印技术，该技术可以制造的3D肩关节模型具有较高精准度。近年来，3D打印技术被广泛应用于医学领域，如在颅骨畸形，下颌骨畸形，面部畸形等等。本文的研究目的是初步研究低成本3D打印模型在FSI手术治疗中的作用及意义。

3D打印模型可以提高外科医生的对形态的理解，便于制定患者的术前计划。3D打印模型可以直观地反映患者的病理状态，因此，可以提高手术的准确性和优化FSI的操作方案。

[1] Ganz R,Noesberger B. [Treatment of scapular fractures].Hefte Unfallheilkd,2015,(126)：59-62.

[2] Goss TP.Double disruptions of the superior shoulder suspensory complex.J Orthop Trauma,2013,7(2)：99-106.

[3] Kumar VP,Satku K. Fractures of clavicle and scapular neck.J Bone Joint Surg Br,2013,75(3)：509.

本文编辑：吴玲丽

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ISSN.2095-8242.2017.003.469.02