三维可视化虚拟对发育性髋关节发育不良手术治疗患者髋关节功能的影响

张喜明 (佳木斯市中心医院骨外一科，黑龙江 佳木斯 154002)

发育性髋关节发育不良(DDH)是髋臼先天性发育过程中存在的缺陷[1-2]。由于髋臼周围组织对于股骨头有效覆盖少，从而造成头臼匹配不良的情况，在长期异常能力作用下容易造成股骨头脱位现象，增加了关节内局部应力，对髋软骨造成损害[3-4]。相关报道[5-6]显示，我国当前DDH的发病率为2.3%左右，男女发病率比例是1∶4。DDH主要的发病原因是骨性结构发育异常，导致生物力学结构发生改变，从而造成头臼与周围组织出现不匹配的情况，髋关节会逐渐脱位，髋臼周围出现软骨损害的情况。而在髋关节发育不良的手术治疗中，难度大，手术失败风险高。传统的DDH治疗中，主要应用X光和CT等二维技术对患者患处情况进行评估，但是效果并不理想[7]。因此本文应用三维可视化虚拟技术对DDH患者进行手术治疗。

1 资料与方法

1.1一般资料：选取我院2017年3月～2020年3月共收治的66例发育性髋关节发育不良手术治疗患者作为研究对象，随机分为试验组与对照组，各33例，所有患者均签署知情同意书，具体资料对比差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性，见表1。本次研究经过本院医学伦理委员会同意。

表1 两组一般资料对比

1.2方法：对照组患者常规手术前辅助CT和X线定位处理，从二维平面评价患者的实际情况后进行手术，试验组患者手术前应用Mimics软件重建后指导手术治疗：在Mimics10.0系统中导入试验组患者的原始髋关节薄层CT数据，并依照骨窗阈值进行患侧髋关节三维图像的重建，测量切割工具模拟截骨、髋臼大小、真臼部位和旋转中心了解患者髋臼情况，根据DDH—Crown分类结合患者髋部软组织条件及髋部外展肌力选择合适的手术方案。根据重建后的图像进行实时测量选择关节假体。确定内固定的置钉位置、钢板长度、加压孔和锁定孔的选择及是否需要植骨，并计算数字化植骨量。

1.3观察指标与疗效判定标准

1.3.1观察指标：①Harris髋关节功能评分[8]：包括疼痛、功能、下肢畸形、髋关节活动范围等几个维度，满分100分；②疼痛视觉模拟评分(VAS)[9]：采用VAS评价疼痛程度：使用0至10共11个数字表示患者的疼痛程度，其中0代表无痛，10代表最痛，指导患者从11个数字中选取1个数字，以表示自身的疼痛程度；并观察患者独立行走和辅助行走的情况；③生活质量评分[10]：分为生命力、整体健康水平、身体创伤、心理功能和生理功能几项指标来进行评定。

1.3.2疗效判定标准：Harris髋关节功能评分≥90分为显效；Harris髋关节功能评分为70～89位有效；Harris髋关节功能评分<70分为无效。总有效率=(显效例数+有效例数)÷总例数×100%。

1.4统计学方法：采用SPSS 20.0软件分析本次研究数据，计量资料取t检验；计数资料取χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1两组治疗效果对比：对照组患者总有效率72.72%，试验组患者总有效率为93.94%，试验组显著高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 两组治疗效果对比[n(%)，n=33]

2.2两组手术前后Harris髋关节功能评分对比：两组患者手术后Harris髋关节功能评分明显优于手术前，手术后，试验组Harris髋关节功能评分明显优于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 两组手术前后Harris髋关节功能评分对比分，n=33)

2.3两组手术前后功能恢复情况与VAS对比：与手术前相比，两组患者手术后VAS显著降低，手术后，试验组VAS显著低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)；试验组独立行走患者人数明显高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表4。

表4 手术前后患者功能恢复情况与VAS评分对比

2.4两组患者手术前后生活质量评分情况对比：两组患者手术后的生命力、整体健康水平、身体创伤、心理机能和生理功能指标评分明显优于手术前；且试验组的整体健康水平、身体创伤和生理机能指标评分明显优于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)；两组患者手术后生命力和生理机能指标评分比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表5。

表5 两组患者手术前后生活质量评分情况对比分)

3 讨论

髋关节发育不良是常见儿童遗传或神经肌肉疾病，可导致半脱位或完全脱位的股骨头[11]。该疾病的治疗目的主要在于稳定股骨头并将其定位于髋臼，治疗越早，成功率越高[12]。但由于婴儿起病多在成年期治疗，手术治疗的成功率不够理想。其外科治疗手术包括Tonnis术式、髋臼成形、股骨内翻短缩截骨术结合内收肌切断及髂腰肌松解等[13-14]。但以上手术术前通常缺乏髋关节脱位和术中修复的评估，因此难以在临床上广泛应用。Mimics软件是可通过重建图像量化髋关节脱位的程度，显示髋关节损伤情况的工具之一[15]。术前通过Mimics软件重建得到健康侧髋臼的实际大小和患者髋臼的最合理位置，通过三维可视化技术图像获得患者侧的真实髋臼，为术前虚拟手术提供依据，为术中手术提供客观、真实的参考数据[16]。

本研究结果显示，对照组患者总有效率72.72%，试验组患者总有效率为93.94%，试验组显著高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。由此证明，应用三维可视化虚拟在Mimics7.0软件系统中，可保存股骨颈部骨量并最大程度地去除股骨颈部骨囊肿体积，达到手术效果的最优化。试验组患者手术后Harris髋关节功能评分明显优于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)；试验组VAS评分明显高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)；试验组独立行走患者人数明显高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。由此证明，通过三维可视化维重建技术及模拟手术技术可保证全髋关节表面置换术后假体稳定程度并降低负面影响。试验组的整体健康水平、身体创伤和生理机能指标评分明显优于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)；两组患者手术后生命力和生理机能指标评分差异无统计学意义(P>0.05)。由此证明，手术前和手术中应用三维可视化虚拟技术，能有效改善髋关节形态和功能，术后近期临床效果满意，提升患者的生存质量。

综上所述，传统手术患者术前的评估方式与三维可视化虚拟对发育性髋关节发育不良手术的患者治疗均有效果，但利用三维可视化虚拟对患者的治疗效果更明显，疼痛感小，髋关节功能恢复更好，能够提升患者的生活质量，值得推广。