3D镜像打印辅助下经单一前方入路框架螺钉内固定术治疗髋臼双柱骨折效果观察

刘阳，刘浩，刘成丽，刘欢，吴文元

沧州中西医结合医院，河北沧州061000

髋臼骨折损伤形式多样，其中双柱骨折发生率最高。研究显示，对于髋臼双柱骨折病例，大部分可以通过前方入路实现满意复位，减少联合入路的应用从而减轻手术损伤[1]。经典的前方入路为髂腹股沟入路[2，3]，近年来创伤更小的腹直肌外侧入路逐步推广[4]。良好的显露结合充分的术前计划有助于获得较好的手术效果。以往制订术前计划常根据X线片及CT检查等，术中经常需要进一步调整来实现满意的复位与固定。3D CT图像有助于对髋臼骨折进行更为细致的理解与分型[5]，而3D打印技术辅助下进行髋臼骨折手术方案设计则更加精准[6]，为实现骨折患者的个性化治疗提供了依据。根据人体对称性，通过镜像技术对健侧半骨盆进行3D打印，将其作为复位后的模板进行术前设计，提前进行钢板预弯塑形，结合框架螺钉技术固定髋臼骨折，有助于减少内置物的应用，缩短手术时间，减少术中出血量，达到满意的功能恢复。2016年1月～2019年5月，我们采用经前方入路结合3D镜像打印辅助框架螺钉技术治疗髋臼双柱骨折，取得较好效果。现报告如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择髋臼双柱骨折患者进入研究。病例纳入标准：年龄18～70岁；外伤导致的新鲜闭合性髋臼骨折且移位>5 mm；受伤前下肢功能正常；随访时间≥6个月。排除标准：对侧骨盆髋臼损伤或发育畸形双侧不对称者；病理性骨折者；严重骨质疏松者。共纳入45例患者，入院后下肢骨牵引并抗凝预防深静脉血栓形成，受伤至手术时间为5～16 d。采用3D镜像打印辅助框架螺钉内固定术治疗22例(观察组)，采用传统切开复位钢板内固定术治疗23例(对照组)。观察组男15例、女7例，年龄19～62岁，致伤原因为高处坠落伤5例、交通伤14例、跌倒3例，合并颅脑损伤1例、胸部损伤3例、四肢骨折4例，采用单一腹直肌外侧入路12例、髂腹股沟入路10例。对照组男16例、女7例，年龄19～66岁，致伤原因为高处坠落伤4例、交通伤16例、跌倒3例，合并颅脑损伤1例、胸部损伤4例、四肢骨折2例，采用单一腹直肌外侧入路13例、髂腹股沟入路10例。两组患者一般资料具有可比性。本研究获得医院伦理委员会批准，患者均签署知情同意书。

1.2 手术方法 两组术前均常规完善标准X线片及螺旋CT加重建。观察组根据CT扫描获取的全骨盆CT数据，利用Bio 3D重建软件获得1∶1大小的骨折全骨盆模型，并以健侧为模板进行半骨盆镜像打印；描绘出骨折线，在模型上设计钢板的放置位置，进行钢板预弯，可模型上进行模拟手术，钻孔标记螺钉的置入位置、方向、长度，随后将预弯钢板、预设螺钉消毒备用。术前常规导尿、灌肠，术前30 min静脉应用抗生素。患者均取仰卧位，全身麻醉。患侧按照前后联合入路消毒。手术采用标准的髂腹股沟入路或腹直肌外侧入路，暴露骨折部位。复位前柱骨折并予以固定，随后通过复位钳钳夹四边体与髂骨翼即可纠正后柱的旋转移位。根据骨折情况采取合适方法进一步闭合骨折线，从而实现满意复位。为进一步加强固定的可靠性、恢复髋关节的稳定性，观察组采用框架结构(由真骨盆缘上方放置的钢板、经钢板后方钉孔打入后柱的螺钉、经闭孔打入的髋臼下方螺钉组成)及骨折端加压的方法实现最终固定。后壁骨折块可以通过自内向外的螺钉进行固定。术后常规应用抗生素3～5 d预防感染，应用低分子肝素预防深静脉血栓形成。引流管于48 h内拔除，术后次日即可进行非负重性活动及康复锻炼。

1.3 疗效观察和评价指标 记录手术时间、术中出血量、手术相关并发症发生情况。术后2～3 d复查X线片及CT，采用改良Matta髋臼骨折复位标准评定复位效果[7]。每月复查1次，根据X线片观察骨折愈合情况，了解患者康复情况并指导负重，记录骨折愈合时间。末次随访时根据Merle D′Aubigne and Postel评分标准评价髋关节功能[8]。

2 结果

观察组、对照组手术时间分别为(123.60±21.00)、(141.30±20.70)min，术中出血量分别为300(200，425)、550(375，825)mL，观察组手术时间及术中出血量均少于对照组(P均<0.05)。采用髂腹股沟入路患者均有不同程度的股前外侧皮神经损伤，无切口相关并发症，术后观察组发生腘静脉以下血栓4例、对照组5例，两组相比，P>0.05。观察组解剖复位8例、复位满意10例、不满意4例，对照组解剖复位6例、复位满意10例、不满意7例，两组复位情况差异无统计学意义。患者均获得随访，随访时间10～36个月。随访中，观察组2例、对照组3例股前外侧皮神经损伤未完全恢复，遗留部分皮肤区域感觉障碍。所有患者在术后3～4个月骨折愈合。观察组、对照组术后髋关节功能评分分别为(16.14±1.46)、(15.74±1.89)分，两组相比，P>0.05。

3 讨论

3.1 髋臼双柱骨折的移位特点 髋臼双柱骨折的移位机制与特点是通过单一前方入路复位的理论基础，髋臼骨折类型取决于受伤时髋关节所处的位置及髋关节的运动方向[9]。髋臼双柱骨折时股骨头撞击前柱导致前柱部分向外侧旋转，同时股骨头一般都随着前柱移位而出现向前方移位，髋臼的后柱部分则由于股骨头的撞击而发生向内侧的旋转。后壁骨折则是由于后柱向骨盆内旋转导致的撕脱，不同于后方脱位导致的骨折[10]，多保留一定的稳定性，一般不会出现髋关节的后侧脱位。侯志勇等[11]认为，髋臼双柱骨折的主要致伤暴力位于前侧，应优先选择前侧入路并进行前柱骨折复位，大多不需要联合入路。随着前柱的良好复位，股骨头前方半脱位得以纠正，此时通过复位钳钳夹四边体与髂骨翼即可实现对后柱的内侧移位及旋转的纠正，大部分可以达到近似解剖复位的结果。此后通过拉力螺钉技术或预塑形的钢板可以实现骨折端的加压，纠正遗留的骨折间隙，从而获得良好复位。

3.2 经单一前方入路框架螺钉内固定术的手术入路选择 大部分的双柱骨折可以通过单一髂腹股沟入路完成[3，12]。经典的髂腹股沟入路能够提供充分的显露，但该入路有一定的股外侧皮神经损伤发生率[13]。另外一个潜在风险是“死亡冠”的损伤，一旦造成“死亡冠”血管撕裂将导致难以控制的出血，严重者危及生命[14]。髂腹股沟入路便于将固定钢板放置在真骨盆缘的上方，因此适合结合框架螺钉技术对髋臼骨折进行固定。近年来，腹直肌外侧入路逐步推广应用，其优点在于通过一小切口即能实现髋臼前柱及四边体的良好显露[15，16]，通过该入路手术可将钢板放置在真骨盆缘的上方，便于打入髋臼下方螺钉及后柱螺钉；同时，该入路对于“死亡冠”血管的显露也非常充分，结扎方便，可以减少大出血的风险。而且，腹直肌外侧入路由于不涉及髂前上棘附近股前外侧皮神经，从而可避免神经损伤的并发症。

3.3 髋臼双柱骨折的固定方法 现阶段，越来越多的学者尝试通过单一前方入路对双柱骨折进行治疗，内固定方式的变化主要体现于对后柱、后壁、四边体骨折块的处理。有学者通过改良髂腹股沟入路前柱钛板加后柱拉力螺钉联合内固定治疗复杂髋臼骨折，取得了良好效果[17]。还有学者通过骨盆内入路或髂腹股沟入路在四边体安放阻挡钢板对四边体进行固定，或通过排筏螺钉技术对四边体骨折进行阻挡，防止股骨头中心性脱位[17～20]。我们根据术前的3D镜像打印模型对接骨板进行预塑形，骨折复位后通过在真骨盆缘上方放置预塑形的钢板，根据术前模拟操作通过钢板钉孔向后柱及髋臼下方打入螺钉，如果合并后壁骨折，也可以经钢板向髋臼顶自内向外打入拉力螺钉进行固定，将后柱、后壁、前柱联合为一体，形成一整体的框架结构，从而实现满意的骨折固定。经过6～36个月的随访，观察组无内固定失效、继发移位的情况发生，取得了较好的临床结果。其理论基础如下：①骨折移位后由于失去正常的解剖对位，周围肌肉的力量平衡被打破，在骨折复位后拮抗肌的力量平衡重新恢复，从而实现初始稳定性；②跨越骨折线的螺钉按照AO标准的拉力螺钉技术，将近端钉道扩大形成滑动加压的通道，通过螺钉加压的方式进一步纠正骨折遗留的间隙，从而实现解剖复位，增加骨折端的摩擦力，达到界面稳定性；③髋臼为半球状结构，髋臼周围骨质致密坚硬，而髋臼底部为非负重区、骨质菲薄，钢板及螺钉所组成的框架结构位于骨质致密区域，形成一个完整的约束带，对髋臼的环形结构起到了约束作用，可以有效阻挡股骨头向骨盆内移位。

3.4 术前影像学检查与3D打印 以往通过骨盆正位、髂骨斜位与闭孔斜位X线片辅助判断骨折的个性和特点，但因为X线片为二维的重叠影像，难以描绘立体的骨折形态。术前的CT检查可以提供更多的骨折细节，发现关节面的压缩、嵌入关节腔的游离骨折块等；CT三维重建可以模拟骨折的立体样貌，协助医生获得较为直观的印象，有助于制订合适的手术计划，指导选择恰当的入路和正确放置内置物。由于软组织的阻挡，在术中进行钢板的预弯常常需要多次调整才能够达到满意，钢板预弯耗费较多时间，增加了术中出血量及感染机会。3D打印技术可以呈现出与骨折形态完全一致的真实模型，加强医生对骨折的理解与观察，从而制订更为合理的术前计划，并可以在这一模型上进行预手术。由于人体的对称性，我们通过数据转换将健侧数据打印出一个镜像模型，相当于理想的解剖复位后的模型，在这个模型上进行钢板的预弯并指导螺钉的放置、角度是可靠的。我们通过恰当的手术技术对骨折进行复位后，可以根据术前标记的位置直接将预塑形的钢板进行放置，根据术前3D镜像打印模型的指引，可以确定螺钉置入的安全区，大大减少了透视次数，从而节约时间，同时也减少了术中出血量。本研究结果显示，观察组手术时间和术中出血量均少于对照组，与术前设计思路相符。而且，根据3D镜像打印模型预塑形的钢板在标记位置是完全贴服的，因此可以根据钢板的放置情况检验复位质量，在特定情况下，还可以通过钢板对骨折进行复位。

值得注意的是，3D镜像打印辅助框架螺钉内固定术对于双侧骨盆髋臼损伤的患者不适用，因为对侧的损伤无法进行完整的镜像打印，可以通过计算机模拟复位后进行3D打印解决这一问题。此外，该术式需要有足够的经验和技术实现髋臼骨折的满意复位，在不能够良好复位的情况下本技术难以实施。本研究尚存在以下局限性：本研究为回顾性研究，没有进行随机分组，纳入的病例数较少；本研究未进行力学试验，因此固定强度的对比更多取决于经验，更加确切的治疗效果需进一步验证。