3D打印结合腹直肌外侧入路治疗骨盆髋臼骨折疗效观察

成本强，苏晓恩，罗瑞文，卢向莉

(肇庆市第一人民医院创伤骨外科，广东 肇庆 526040)

骨盆与髋臼骨折的手术效果与骨折的复位程度呈正相关，切开复位内固定术仍是治疗移位型髋臼骨折的“金标准”[1]。髂腹股沟入路是前入路手术治疗骨盆与髋臼骨折的传统方法，其存在入路解剖复杂、手术创伤大、显露和固定髋臼四边体困难、学习曲线长等不足[2]，从而导致围手术期并发症较多。近几年来，国内外学者经过对新鲜尸体解剖和临床实践证实，腹直肌外侧入路的解剖层次清晰，创伤少，用来治疗骨盆与髋臼骨折，疗效不错[3]。与此同时，随着数字化及医学科技的发展，3D打印技术广泛应用于医学领域，也为骨盆与髋臼骨折的治疗带来了新的思路，并获得了良好疗效[4]。

本研究对肇庆市第一人民医院2014年1月至2017年12月手术治疗的移位性骨盆髋臼骨折患者的临床资料进行回顾性分析，旨在探讨3D打印技术结合腹直肌外侧入路和髂腹股沟入路治疗移位性骨盆和髋臼骨折的疗效差异，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 纳入标准：年龄18～65岁；受伤前髋关节功能正常；可通过骨盆前入路完成手术的骨盆和髋臼骨折，包括前壁或前柱骨折、前柱伴后半横形骨折、骨盆耻骨支或合并髂骨翼骨折、部分双柱骨折、部分横形骨折、部分“T”形骨折；由同一组手术医师完成手术的患者；随访时间≥18个月。排除标准：年龄<18岁或>65岁；开放性骨折、陈旧性骨折、病理性骨折；髋关节疾患影响术后临床和影像学评估者；存在髋臼后壁或后柱骨折需行K-L后入路者；受伤时间大于2周者；失访者。

选取本院2014年1月至2017年12月50例骨盆和髋臼骨折患者临床资料进行分析，依据手术入路不同进行分组，腹直肌外侧入路组23例，男16例，女7例数；年龄22～61岁，平均(41.61±10.73)岁。髂腹股沟入路组27例，男18例，女9例；年龄19～65岁，平均(40.56±10.72)岁。两组一般资料比较，差异无统计学意义(P>0.05，见表1)，具有可比性。本研究经医院伦理委员会批准，患者知情同意并签署同意书。

表1 两组患者术前一般资料比较

1.2 方法

1.2.1 术前准备 所有患者入院后均行骨外伤临床护理路径开展急救流程。在血流动力学稳定的前提下，完善三维CT、B超等影像学检查，以确定骨盆和髋臼骨折的类型和合并症等，优先处理危及生命体征的多发伤，骨盆骨折单侧纵向不稳定和髋臼骨折并脱位者，常规患侧下肢骨牵引。两组患者均于2周内手术。

1.2.2 术前CT的Dicom数据处理 用美国GE公司64排螺旋CT扫描患者骨盆，获取Dicom数据，腹直肌外侧入路组将Dicom数据导入Mimics17.0软件，并用不同的颜色标记各碎骨块，参考对侧正常的骨盆髋臼CT数据做镜像，在计算机中进行模拟复位，输出模型的STL文件输入3D打印机，打印出复位前后的1∶1比例骨盆髋臼模型进行手术演练，根据复位后的骨盆和髋臼的形状把合适的钢板预塑形并钻孔测深，髋臼后柱有高位骨折时，后柱螺钉的入点、方向和长度也是提前在实体模型上进行操作演练并标注好，把实体模型和预塑形的钢板拿去消毒准备手术中用。而髂腹股沟入路组的数据导入AW4.4后处理工作站，完成三维重建图像，医生依据X线片及三维重建图像信息，结合自身解剖学知识和临床经验，制定手术方案。

1.2.3 手术过程 腹直肌外侧入路组：患者全身麻醉，平卧位，垫高臀部，体表投影为腹直肌外侧缘，切口上缘为脐与髂前上棘连线的中点偏外侧，下缘为腹股沟韧带中点偏内侧，切开皮肤及肌肉(腹外斜肌、腹内斜肌、腹横肌)，将腹膜拉向内侧，髂外血管束与精索形成粗大的一束，通过橡胶圈的内外牵引，从内侧窗和中间窗可清楚显露耻骨联合至骶髂关节整个半骨盆环的内侧面。在髂外血管束的外侧剥离内板的肌肉，从外侧窗可显露髂骨翼。参照3D打印实体模型完成骨折的复位并用螺钉和预塑形的重建钢板固定。而四边体骨折时，复位后用预塑形的重建钢板或髂坐钢板放在四边体内表面固定。髋臼后柱高位横形骨折时，经中间窗直视下复位，克氏针临时固定，参照骨盆髋臼实体模型的术前个性化设计，从中间窗向坐骨棘方向钻入导针，用空心螺钉固定后柱骨折，然后在真骨盆内侧缘用预塑形的重建钢板固定前柱骨折。髂腹股沟入路组采用传统手术方法。

以上固定完毕，检查腹膜的完整性，如有腹膜撕裂修补即可，鸡尾酒配方在切口的腹膜下和神经周围注射，维持术后多模式镇痛，腹膜外放置引流管，分层缝合切口。

1.3 术后处理 术后采取多模式镇痛方案，减少药物不良反应，待24～48h引流量少于50 mL时拔除引流管。术后用低分子肝素抗凝和物理治疗预防深静脉栓塞，术后循序渐进功能锻炼。

1.4 观察指标 观察两组患者切口长度、手术时间、手术出血量、X线曝光次数及术后并发症发生情况。

1.5 术后评估 术后复查骨盆三维CT及X线片，对骨折复位情况进行评价。术后至少18个月以上随访，对髋关节功能进行评价。髋臼骨折复位质量影像学评估采用Matta标准[5]，骨盆骨折复位质量影像学评估采用Pohlemann标准[6]。术后1年后采用改良的Merled Aubigne和Postel评分系统[5]评价髋关节功能，包括患侧与健侧关节活动度、步行及髋部疼痛的对比。优：>18分；良：15～17分；可：12～14分；差：<12分。

2 结 果

所有患者获18～41个月随访，平均(24.62±6.21)个月。腹直肌外侧入路组出血量、X线曝光次数、手术时间均少于髂腹股沟入路组，切口长度也比髂腹股沟入路组短；骨折复位优良率和末次随访髋关节功能优良率，腹直肌外侧入路组优于髂腹股沟入路组，两组比较差异有统计学意义(P<0.05，见表2)。术后并发症比较，腹直肌外侧入路组术后切口浅表感染1例、深静脉血栓1例；髂腹股沟入路组切口浅表感染2例、深静脉血栓1例、肺栓塞死亡1例、股外侧神经麻痹1例、螺丝钉进入髋臼1例、创伤性关节炎2例、骨化性肌炎1例。两组并发症发生率比较，前者低于后者，差异有统计学意义(P<0.05，见表2)。

典型病例一为59岁男性患者，因高处坠落伤入院，诊断为“左侧髋臼四边体骨折并髋关节中心性脱位”。左侧腹直肌外侧入路，参照3D模型直视下复位髋臼四边体骨折，按照术前规划的方案，用2块预塑形的重建板放置在真骨盆缘和四边体后侧的内表面进行固定，术后复查CT提示骨折解剖复位。随访2年，髋关节功能优，行走正常(见图1～4)。

典型病例二为44岁女性患者，因车祸伤入院，诊断为右侧髋臼前柱伴后方横行骨折。行右侧腹直肌外侧入路复位髋臼骨折，用预塑形的重建板放置在真骨盆缘内表面进行固定，术后复查CT提示骨折解剖复位。随访2年半，髋关节功能优，活动正常(见图5～7)。

表2 两组手术指标比较

图1 术前X线片示左髋臼四边体骨折并髋关节中心性脱位 图2 术前用不同颜色在三维模型上标记各骨块 图3 术中左腹直肌外侧切口外观

图4 术后X线片及CT示骨折复位、内固定位置良好

图5 术前CT示右侧髋臼前柱伴后方横行骨折 图6 术前在复位模型上进行钢板和螺丝钉固定演练 图7 术后CT示钛板和后柱螺钉位置良好

3 讨 论

3.1 骨盆与髋臼骨折的手术入路现状 由于骨盆与髋臼的解剖位置深在，周围有重要的血管、神经走行并包绕，骨盆与髋臼骨折的术中显露、复位及固定较为困难。对于不涉及髋臼后壁的骨盆与髋臼骨折，传统的髂腹股沟入路显露复杂、操作繁琐，对四边体的显露和固定则更为困难，术中易损伤重要组织，故髂腹股沟入路组就出现了股外侧神经麻痹、深静脉血栓甚至肺栓塞死亡的病例，还有因为骨折复位不全导致创伤性关节炎和螺丝钉进入髋臼的并发症。

近几年来国内外学者对前入路进行了积极探索和改良，在复杂骨盆与髋臼骨折的手术治疗方面取得了长足进步，2012年Keel等[7]首次应用经腹直肌旁入路手术治疗髋臼骨折取得成功。之后埃及艾斯优特大学Farouk等[8]于2014年采用经腹直肌外侧切口入路治疗髋臼骨折，疗效满意。国内樊仕才[9]在2013年也用腹直肌外侧入路治疗累及髋臼前柱与方形区髋臼骨折，结果证明该入路手术安全可行。

3.2 本研究的优点 (1)腹直肌外侧入路切口更靠近四边体等骨折部位，通过腹膜后组织间隙进入，避免了解剖腹股沟管，通过3个操作窗口，能直视下对髂骨内侧面、真骨盆环、髋臼前柱及四边体、髋臼后柱的高位骨折进行复位与固定。文中典型病例一就是在四边体和弓状缘内侧放置钢板，更符合生物力学特性[10]。所以腹直肌外侧入路组的手术复位和内固定效果好，可实现外科快速康复；(2)术中均为顺着血管神经方向显露，不用过度牵拉就能完成骨折的复位与固定，关闭切口快捷，故腹直肌外侧入路组的组织损伤更少，术后康复更快。(3)3D打印模型的核心是执行CT扫描以获得骨髂结构的三维数据，并在医学图像软件上构建三维模型[11]，腹直肌外侧入路组在3D打印仿真骨盆模型上全方位、多角度了解骨盆与髋臼骨折形态，结合腹直肌外侧入路进行术前的演练并设计个性化手术方案，优化了流程，术中能准确显露骨盆和髋臼骨折处，按原计划进行骨折的复位和内固定，避免不必要的切开和探查，出血量更少，减少了术中X线透视的次数，使医护人员和患者的辐射量减少，并且手术更加精准、安全、有效，所以研究组的手术时间相比对照组短；(4)术前借助3D模型向患者及家属更直观地讲解手术目的、效果及存在的风险，取得理解与配合，利于医患沟通，术后结合模型指导功能锻炼，使患者更好地实现外科快速康复，所以腹直肌外侧入路组的患者及家属均同意打印3D实体模型辅助手术；(5)术前反复模拟手术操作，体会要点，使团队配合更加流畅，医生的学习曲线也大为缩短，提高了骨盆与髋臼骨折的诊治水平。朱亚会等[12]研究表明中低年资医师应用实体模型辅助手术能弥补自身经验不足的缺陷，从而缩短了手术时间和减少术中出血量。

3.3 注意事项 (1)有些直径<1.0 mm的骨折碎片目前还不能用3D打印表现出来，打印的模型与患者的真实骨折情况会有差别；(2)骨折周围存在复杂的血管、神经、肌肉等组织，实际手术操作与体外模拟手术操作有一定的差异，可能会出现显露和复位困难等问题；(3)深部钻孔时建议用相应粗细的克氏针代替钻头，避免钻头断裂。

3.4 本研究的局限性 (1)本研究采用的是回顾性研究方式，病例数量仍较少，研究质量较低，因而研究数据的完整性和同质性得不到保证。(2)医用3D打印产品的行业标准和法规还没有制定出来[13]。

3D打印技术推动了骨科手术的发展，使手术更精准且微创有效，提高了手术安全性及成功率；而随着3D打印技术的成熟，3D打印医疗行业的标准和法规也会不断得到完善，个性化设计的金属接骨板治疗复杂骨盆与髋臼骨折是未来发展的方向。