3D打印技术在微创治疗骨盆前环骨折中的应用

刘 超 徐亚非 唐理英 卢国森 朱欣阳

南方医科大学南海医院创伤骨科，广东佛山 528000

骨盆前环骨折是比较常见的骨折，传统的手术治疗方案是经髂腹股沟入路行切开复位重建钢板螺钉内固定术，存在创伤大、骨折显露困难、钢板塑形困难、手术操作复杂、术后并发症多的问题。为暴露骨折端，拉钩长时间牵拉容易造成股动脉、股静脉及股神经的损伤，术后发生静脉血栓的可能性大[1]。由于以上原因，经皮螺钉内固定微创治疗骨盆前环骨折因为其手术创伤小、无需暴露骨折端及对耻骨周围的神经血管脏器干扰少有其独特的优势[2]。但是微创操作需要医师对耻骨骨折的空间构造清晰，难度高，挑战性强，技术要求高。如何让骨盆前环骨折的微创治疗手段更加易于操作是本科室一直在思考的课题。我科应用3D 打印技术辅助下实施骨盆前环骨折的微创治疗，取得较为满意的成果。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2017 年10 月～2018 年6 月我院创伤骨科收住骨盆前环骨折患者5 例，男2 例，女3 例，年龄35 ～60 岁，均为车祸损伤，为闭合性骨折，无神经血管及脏器损伤，生命征平稳。2 例合并骨盆后环骨折。受伤至手术时间3 ～7d。

1.2 术前准备

常规实验室检查，术前患者侧下肢皮套牵引制动。影像学资料包括骨盆正位片（图1），64 排薄层CT 扫描以及三维重建（图2）等，使用MIMICS17 软件建模完成后用3D 打印机（RAISE3D N2 Plus）打印出1 ∶1 的模型，在模型上预先内固定。制定个性化的手术方案，确定耻骨联合处进针点，导针钻入方向，螺钉长度（图3）。

1.3 手术方法

患者全部采用气管插管全麻，平卧位。消毒前提前标记进针点及进针方向，并做好标记，术前C臂透视确认进针点及方向与预手术相符。常规消毒，铺巾，在预先确定的进针点用一枚导针钻入耻骨支骨折端，用远端去对合近端而使骨折复位，或采用手指触摸协助复位并判断复位情况，手法复位后助手维持住骨折，术者直接把导针钻入耻骨骨折近端，透视满意后空心钻钻孔，顺着导针拧入预手术选择的空心螺钉。

1.4 术后处理

常规预防深静脉血栓，因为35%～60%的骨盆前环骨折患者由此风险，预防包括物理治疗和药物治疗。每日注射低分子肝素、双下肢气泵及鼓励患者活动下肢。术后给予卧床休息，术后第2 天复查DR（图4），术后7d 进行双侧髋、膝、腰部的主动屈伸锻炼，4 周后坐起，8 周后下地进行完全或部分负重锻炼。术后患肢应用持续被动活动机（continuous passive motion，CPM），鼓励患者进行下肢肌肉的等长收缩，3 ～4d 后恢复坐位并主动屈伸髋关节，4 周后扶拐逐渐负重行走6 ～8 周，术后3个月弃拐行走。

2 结果

5 例骨盆前环骨折术前均利用3D 打印技术制定了手术方案，并利用3D 打印模型进行了模拟操作，预先确定了进针点、方向及植入螺钉长度等数据。5 例骨盆骨折均按术前手术方案进行手术，进针点、方向、螺钉长度均与术前方案一致。手术时间30 ～60min；出血少，20mL 以内。根据Matta 复位标准，5 例患者均显示为优（无疼痛，步态正常，关节活动范围＞75%，X 线片无明显骨性关节炎改变或轻微关节间隙狭窄及硬化）。按照Majeed 评分，骨盆术后功能：优5 例，髋关节活动无异常，无感染、股神经或股血管损伤、静脉血栓、异位骨化及骨关节炎和股骨头缺血性坏死等并发症发生。

3 讨论

由于交通事业发展，由高能量损伤所致的骨盆骨折逐年增多。骨盆结构复杂，外形极不规则，临床骨折类型多样，受力机制复杂[3]。骨盆的特点是连接中轴骨和下肢骨，起传导重力，支持和保护盆腔脏器的作用[4]。由于骨盆为一环状结构，如果环的一处骨折并移位，在环的另一侧也多会发生骨折或脱位[5]。在骨盆前环损伤中耻骨骨折，骨折块容易突入泌尿生殖道，压迫髂静脉影响其正常回流，因此固定耻骨支就显得十分必要[6]。耻骨前有股动脉、股静脉、股神经、精索（男性）及子宫圆韧带（女性），耻骨后有膀胱，耻骨上是腹腔，外侧是髋臼，这就给耻骨骨折的微创治疗提出了挑战[7]。传统手术方法为Letournel 于1965 年开始应用，是治疗骨盆前环骨折的经典入路。耻骨联合至髂前上棘做斜行切口，保护好精索及子宫圆韧带，沿髂嵴内侧骨膜下剥离腹肌和髂肌，切断腹股沟韧带、耻骨梳韧带及耻骨肌等肌肉起点，于耻骨支前上方沿骨膜下剥离，可清楚显露骨盆前环骨折[8-9]。直视下将骨折复位，重建钛板预弯后导入隧道，固定骨折。此手术入路的缺点是创伤较大，操作复杂，并发症多，易于损伤局部血管、神经及盆腔脏器，术后下肢静脉血栓的发生率高[10]。其优点为适用范围广，对粉碎骨折，及不易闭合复位者适用。为减少手术创伤，尤其是对髂血管的刺激与干扰，我科采用耻骨联合处经皮空心拉力螺钉固定的微创技术，采用5.5mm 直径的中空拉力螺钉固定耻骨上支骨折。该手术切口创伤小，不需要显露骨盆前环周围的软组织，减少了对股动静脉、股神经的干扰，5.5mm 直径的螺钉把持力强，固定可靠。

图 1 术前X 线片

图 2 术前CT 三维重建

图3 打印模型预手术植入螺钉

图4 术后复查X 线片

由于耻骨本身形状不规则，个体差异较大。常规术前对骨盆前环骨折的了解来自于X 射线平片及CT 影像。这些影像学资料都是二维图像，即便是CT 三维重建的图像也需要术者在头脑中构建骨折的空间模型，主观性及差异性较大[7]。基于CT图像数据的3D 打印技术直接使用尼龙粉末打印出骨折模型，直接显示骨盆前环骨折的细节，能精准指导骨盆前环骨折的微创治疗，使复杂骨折的评估及分型变得容易。术前进行逼真的手术模拟，提前确定骨折固定的细节。提前解决了手术可能遇到的困难，能明显减少了真实手术时间及X 射线透视的使用次数，减少手术出血及术口暴露的时间，这对患者及医生都是有利的[11-12]。运用3D 打印模型进行骨折修复前评估及合理的修复前规划是解决骨盆前环骨折修复的关键。选择微创手术切口小，出血少，但对骨折复位、螺钉植入方向，长度等数据主观性较大，手术风险相对较高。通过3D 打印技术制作骨折模型，可在术前预先进行模拟手术，解决可能遇到的关键点及难点，增加了手术成功率。在骨折模型上预手术可以快速、准确地帮助医生找出最佳的手术入针点，选择最具把持力的螺钉植入方向及长度，可以提前选择好合适的螺钉。应用螺钉固定耻骨上支时如能贯穿耻骨上支至接近髋臼顶部，力学性能最好[13]。利用3D 骨折模型向患者及家属进行病情和治疗方案的讲解，增强了患者对自身病情的理解，使沟通更容易，大大缓解了现在日趋严重的医患关系。

由于闭合操作，不显露骨折，骨折的复位往往是治疗的难点。对大多数骨盆前环骨折可以通过调整耻骨支与髂骨的对位关系从而达到复位。我们通常用一枚导针打入耻骨支骨折端，用远端去对合近端而使骨折复位，同时采用手指经皮触摸协助复位并判断复位情况。骨折复位满意后用导针钻入近端骨折，然后使用空心钻头钻孔后植入螺钉。微创治疗骨盆前环骨折的优点：微创是外科手术发展的趋势，对本组病例的手术后不仅没有难看的手术瘢痕，重要的是对髂腹股沟结构的完整保留[14]。本术式不仅减少手术创伤，缩短手术时间，减少出血，也减少对血管、神经的干扰与损伤及对骨折端的干扰，不破坏骨膜，保留周围软组织对骨质的血供，有利于骨折的愈合。其缺点是术者在不熟悉个体解剖的情况下盲目进针有导针穿出耻骨骨质的风险，存在导针损伤股动静脉、误入髋臼及耻骨内侧伤及盆腔脏器的危险。本术式手术适应证与禁忌证：我们认为对需要经髂腹股沟入路复位固定的骨盆前环骨折均可以尝试经皮螺钉固定的微创手术治疗。但是对于前柱粉碎或者合并有髋臼前壁骨折难以间接复位者、合并前壁粉碎性骨折术中潜行分离困难者、骨折粉碎潜行剥离时骨折块移位有刺破血管可能者、存在膀胱等内脏损伤者、骨折端有软组织卡压者，均适合标准的髂腹股沟入路行切开复位内固定术[15]。对于术中复位固定困难、血管损伤等情况要有充分的预案，必要时可增加中间窗，改为传统髂腹股沟入路，术者必须有丰富的髂腹股沟入路经验。

综上，本研究完成了3D 打印技术辅助下微创治疗骨盆前环骨折，结果证明3D 打印模型的多层面、立体以及直观的重建，为骨盆前环骨折临床诊疗提供了丰富的信息，明确了骨折的原始情况，使骨盆骨折的微创手术治疗更为安全。3D 打印技术的应用使骨盆前环骨折的微创手术治疗变得相对容易，修复效果也得到了提高，更有推广的价值。同时本次试验样本数量偏少，后续需要更多的病例积累经验。