股骨颈骨不连3D打印导板辅助转子间外翻截骨

许春涛，王平山，曹学成，张贵春，张 强，刘 亚

（1.中国人民解放联勤保障部队第960医院创伤骨科，山东 济南 250031；2.山东第一医科大学第一附属医院，山东省千佛山医院骨创伤外科，山东 济南 250031）

股骨颈骨不连是股骨颈骨折后的主要并发症之一，尽管手术技术不断发展进步，股骨颈骨折骨不连的发生率仍在10%～20%［1］。老年人往往可以通过关节置换，获得满意疗效。青壮年患者由于年龄及工作生活的要求则尽量选择保髋治疗［2］。由于股骨颈的结构和力学特点，使得股骨颈骨不连的治疗有一定的困难，Pauwels［3］根据股骨颈骨折的力学模式，设计了转子间截骨方法，将骨折端的剪应力变为压应力，作为治疗股骨颈骨不连的首选方法，取得了满意的疗效。尽管后来很多医生采纳和改良其方法，均取得了成功，但是截骨手术繁琐，定位及手术操作仍易出现偏差。本研究利用数字骨科技术及3D打印机设计制作手术导板，辅助外翻截骨治疗股骨颈骨折骨不连，与以往的截骨术相比，在取得了满意疗效的同时，明显提高了手术效率及准确性。现将手术技术与初步临床结果报道如下。

1 手术技术

1.1 术前准备

常规术前检查，排除手术禁忌。术前所有患者拍摄双髋正位X线片（图1a、1b），行双髋CT平扫及MRI检查。双髋CT（层厚≤1 mm）的容积包数据，以DICOM格式保存，利用Mimics软件对DICOM数据进行三维重建，分别测量患髋术前颈干角、Pauwels角、肢体缩短长度并记录，在保证纠正后的Pauwels角＜30°的前提下，计算拟纠正的Pauwels角度，再根据DHS接骨板135°固定角度，确定DHS接骨板主钉置入位置、方向及长度（图1c），确定患髋截骨平面并保持正常的前倾角（图1d）。按以上参数设计术中导板（图1e），采用3D打印机打印导板，消毒后备用［4］，导板设计时需选定术中容易确定的定位点，便于准确安放导板。

1.2 麻醉与体位

全身麻醉，侧卧位，患侧在上。

1.3 手术操作

常规消毒铺巾后，采用原手术切口（必要时可延长），充分显露原内固定物、定位点及股骨近端的外侧面，先予以取出原有内固定装置。根据定位点安置导板，根据导板导向置入导针定位截骨平面以及DHS主钉置入的位置和方向（图1f）。拆除导板，根据导针定位钻孔并置入DHS主钉，再紧贴定位截骨平面的导针截骨，完全截断转子间骨质，再置入DHS接骨板，牵引肢体远端，借助接骨板的复位作用使大转子外翻，使得截骨近端的下缘嵌入截骨远端的髓腔内，不需要植骨，再使接骨板与截骨远端的股骨外侧面贴附（往往先以一枚普通螺钉实现完全贴附），螺钉固定接骨板，透视确认DHS位置及各钉长度，冲洗关闭切口。

1.4 术后处理

应用低分子肝素预防深静脉血栓，术后患者立即在床上进行不负重髋关节功能锻炼，术后6周可进行部分负重功能锻炼，术后12周进行完全负重功能锻炼。

2 临床资料

2.1 一般资料

2012年9月～2019年12月，8例股骨颈骨不连患者接受此技术行外翻截骨治疗，患者均为男性，年龄19～51岁。初次手术方案1例为切开复位空心拉力螺钉内固定，其余均为闭合复位空心拉力螺钉内固定。本研究获医院伦理委员会批准，所有患者均知情同意。

2.2 初步结果

所有患者均顺利手术，无严重并发症。随访时间10～30个月，随访过程中髋关节疼痛等症状明显缓解。8例患者临床与影像资料见表1。末次随访时8例患者Harris评分和患肢长度均较术前显著增加（P＜0.05）。影像方面，术后颈干角较术前显著增加（P＜0.05），且显著大于健侧（P＜0.05）；术后 Pauwels角较术前显著减小（P＜0.05），且与术前设计的Pauwels角差异无统计学意义（P＞0.05）。末次随访时X线片和CT检查显示所有患者原骨折处有连续的骨小梁通过，截骨处骨性愈合，未发现内置物松动。除1例术前即见股骨头局限性坏死变形，其术后无明显疼痛症状，其他均未发现股骨头坏死。

表1 8例患者手术前后临床与影像测量结果（±s）与比较

表1 8例患者手术前后临床与影像测量结果（±s）与比较

健侧或预期P值＜0.0 0 1＜0.0 0 1 1 3 2.0 6±2.1 5＜0.0 0 1 2 8.2 0±1.6 0＜0.0 0 1

3 讨论

青壮年股骨颈骨不连是临床难题，特别是对于需要盘腿以及深蹲的人群尤为突出［5］。因此获得一个无痛、活动良好、稳定的髋关节是骨科医师治疗的目标。手术主要从两方面入手：一是改善骨折端的生物学环境以及骨容量，如单纯植骨或带血管蒂的骨移植［6-7］、带肌蒂骨瓣植骨［8］等；一是改善骨折端的生物力学环境，如外翻截骨术［9-10］。研究表明，大多数股骨颈骨不连的发生是由于不良的生物力学环境导致骨折端移位以及内固定失效所引起的［9］。基于此，Pauwels［11］最早提出了大转子外翻截骨治疗股骨颈骨不连，经过Mueller［12］的改进，沿用至今，成为治疗的首选。

图1 患者，男，21岁，右股骨颈骨折 1a:闭合复位内固定术后11个月X线片提示骨不连 1b:CT证实骨不连 1c,1d:利用数字技术，术前设计确定颈干角及前倾角以及DHS螺旋刀片置入位置及方向 1e:设计截骨导板 1f:术中应导板进行截骨和DHS内固定 1g,1h:术后正侧位X线片显示按术前计划完成截骨和DHS内固定 1i,1j:截骨矫形术后14个月取出内固定，截骨愈合良好 1k,1l:术后15个月髋关节功能恢复满意

经典的外翻截骨主要有三个步骤［5］：一是术前测量和设计，以确定截骨位置、大小以及内固定物的位置；二是术中复位和维持；三是截骨和固定。尽管这种截骨术已经取得较为满意的治疗效果，但是术前影像资料的准确度、术中需反复透视、之前的固定对股骨颈骨质的破坏、断端骨吸收致使内固定物的作用部位较小、截骨时对术者的临床操作水平要求高等造成了该术式繁琐，易产生误差，因此需要有经验的医生才能完成。

手术方式相对于经典截骨术来说，其优势在于：一是可以获得准确的测量数据。CT容积扫描，可以使得测量数据精确到≤1 mm，通过测量软件获取的数据可以有效的避免X线片上放大率等因素的影响，以及主观测量时的误差，确保数据的客观性和准确性；二是可以获得理想的截骨角度，外翻截骨需同时兼顾颈干角及前倾角，经典截骨术对于角度的实现，受到患者术前X线片是否标准、人工测量是否准确、手术操作是否顺利实现等因素的影响，术后角度往往与术前存在较大差异。本研究通过数字技术进行处理，术前即可通过三维成像获知各种准确的截骨角度及外翻截骨后的情况，并通过导板的导向和限定作用，保证各个角度在术后得到准确实现；三是可以简化手术操作过程，经典截骨术内固定物的置入位置、方向以及楔形截骨的位置方向等均需反复透视确认，操作步骤繁琐，位置确定后的截骨对操作者也有较高的要求，因此费时费力，易产生误差。同时经典截骨术需进行截骨面的植骨，导板通过其导向和限定作用使得上述操作大大简化，无需透视，不需要植骨。定位、截骨及植骨的过程均被优化，使得手术更加简捷，难度大大降低，有利于年轻医生掌握和实施。

综上所述，导板辅助下实施转子间外翻截骨手术减少了对手术者的主观依赖，使得手术过程更准确、更简便，同时保证了手术效果，是治疗青壮年股骨颈骨不连的有效方法。