甘 智，陸儉軍，譚海濤，陸聲榆，李 曉，秦 豪

（貴港市人民醫(yī)院創(chuàng)傷運(yùn)動骨科，廣西 貴港 537100）

股骨頸骨折常見于老年患者，占全身部骨折的3.6%[1]。隨著交通的快速發(fā)展，高能量損傷導(dǎo)致年輕人發(fā)生股骨頸骨折發(fā)生率增高，髖關(guān)節(jié)活動不良、股骨頭缺血壞死和骨折不愈合等并發(fā)癥仍是目前治療的難點(diǎn)。目前閉合復(fù)位空心螺釘內(nèi)固定仍是年輕人股骨頸骨折的首選治療[2]。由于手術(shù)醫(yī)師經(jīng)驗(yàn)差異和股骨頸局部解剖的影響，空心螺釘精確置入股骨頸仍是臨床難題。同時，術(shù)中多次透視增加手術(shù)時間，增加患者及醫(yī)護(hù)人員射線暴露風(fēng)險。隨著數(shù)字醫(yī)及3D打印技術(shù)的發(fā)展，3D打印導(dǎo)航模塊為股骨頸骨折螺釘精準(zhǔn)置入帶來了巨大幫助。因此，對我科入院的51例股骨頸骨折患者，術(shù)前CT掃描采集數(shù)據(jù)，通過數(shù)字化技術(shù)模擬手術(shù)，再打印輔助股骨頸螺釘置入的導(dǎo)航模塊，研究3D打印導(dǎo)航模塊引導(dǎo)在股骨頸骨折手術(shù)中空心螺釘精確置入的效果。現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取我院2015年1月～2016年6月治療的股骨頸骨折患者51例，男28例，女23例，年齡21～55歲，平均33．6歲，左側(cè)26例，右側(cè)25例。損傷原因：車禍傷30例，摔傷20例，高處跌落傷1例?；颊咝g(shù)前使用64排螺旋CT掃描股骨頸并收集數(shù)據(jù)，掃描標(biāo)準(zhǔn)：電流160 mA，電壓120 kV，層厚1 mm。

1.2 數(shù)字化設(shè)計(jì)

將股骨頸CT數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics 17.0軟件，編輯股骨頸骨折三維模型，切割分離骨折塊，然后虛擬復(fù)位骨折塊，完成股骨頸虛擬復(fù)位。螺釘固定使用倒三角方式排列，在股骨近端確立空心螺釘?shù)淖罴讶朦c(diǎn)及角度，測量每個螺釘在股骨頸內(nèi)的合適長度和直徑，并記錄下來。用同樣直徑的圓柱體代替螺釘，將數(shù)據(jù)保存為STL格式。

1.3 設(shè)計(jì)并打印導(dǎo)航模塊

打開Mimics軟件中股骨頸的數(shù)據(jù)，按照數(shù)字化設(shè)計(jì)，導(dǎo)航模塊釘?shù)劳鈴綌M定為8 mm，釘?shù)缹?dǎo)管內(nèi)徑為2.2 mm，高為30 mm。將導(dǎo)板與股骨大轉(zhuǎn)子遠(yuǎn)端骨性相敷貼，并反向增厚5 mm，同時置入釘?shù)滥Ｐ蛿?shù)據(jù)，合并成導(dǎo)航模塊。使用布爾運(yùn)算，打通模塊釘?shù)溃谱鲗?dǎo)板完成。將導(dǎo)板數(shù)據(jù)導(dǎo)入3D打印機(jī)，使用聚乳酸材料打印模型和導(dǎo)航模塊。

1.4 模擬手術(shù)

術(shù)前模擬手術(shù)，將導(dǎo)航模塊與股骨頸骨折模型敷貼后，通過導(dǎo)航模塊預(yù)留孔道鉆入3枚2.0 mm導(dǎo)針，導(dǎo)針長度按照預(yù)先測量的長度置入，使用空心鉆頭擴(kuò)孔，沿導(dǎo)針方向置入合適的7.2 mm空心螺釘。行X線拍片檢查螺釘位置及長度是否合適，與數(shù)字化設(shè)計(jì)是否一致。

1.5 手術(shù)操作及療效評價

患者行腰硬聯(lián)合麻后，使用牽引床牽引復(fù)位，沿皮膚切口分離皮下組織和肌肉，顯露股骨大粗隆，將導(dǎo)航模塊與股骨大粗隆完整敷貼，使用電鉆沿導(dǎo)管方置入導(dǎo)針，取下模塊，用空心鉆頭擴(kuò)孔，將術(shù)前選好的空心螺釘置入后，C型臂透視驗(yàn)證。隨訪1年根據(jù)Harri評價標(biāo)準(zhǔn)評價髖關(guān)節(jié)術(shù)后功能情況。

2 結(jié) 果

2.1 術(shù)前模型、釘?shù)涝O(shè)計(jì)及導(dǎo)航模塊制作

骨折CT數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)后，虛擬復(fù)位骨折，通過測量和計(jì)算后，設(shè)計(jì)螺釘進(jìn)釘方向及長度，選擇直徑合適的空心螺釘。同時結(jié)合股骨大轉(zhuǎn)子解剖，設(shè)計(jì)出導(dǎo)航模塊。

2.2 用導(dǎo)航模塊與模型模擬術(shù)前操作

導(dǎo)航模塊與股骨模型完全敷貼后，沿模塊導(dǎo)孔鉆入直徑2.0 mm導(dǎo)針，空心鉆頭擴(kuò)孔，選擇合適的直徑7.2 mm空心螺釘，沿導(dǎo)針方向擰入股骨頸，X線檢測螺釘位置是否合適，與數(shù)字化設(shè)計(jì)結(jié)果一致。

2.3 手術(shù)結(jié)果

在骨科牽引床下閉合復(fù)位股骨頸骨折，C臂透視滿意后，在導(dǎo)航模板引導(dǎo)下置入3枚空心螺釘，術(shù)中使用C臂透視6次，手術(shù)時間約20 min，術(shù)中未發(fā)生麻醉意外及不良并發(fā)癥。明顯減少術(shù)中X線透視次數(shù)及縮短手術(shù)時間。術(shù)后X線片顯示股骨頸骨折復(fù)位良好，空心螺釘置入位置與術(shù)前設(shè)計(jì)一樣。術(shù)后12個月Harris評分為（87.35±4.8）分，未發(fā)生股骨頭缺血壞死及骨不連。

表1 患者術(shù)后12個月Harris評分

3 討 論

年輕人股骨頸骨折[3]是致殘性較嚴(yán)重的骨折，目前空心螺釘[4]仍是首選治療。股骨頸解剖特殊，存在前傾角、頸傾角與頸干角，給手術(shù)帶來較大的困難[5]。因此，想要在術(shù)中將空心螺釘精確檸入股骨頸準(zhǔn)確的部位，需要術(shù)者有豐富的經(jīng)驗(yàn)和熟練的手術(shù)技術(shù)，同時需多次透視調(diào)整導(dǎo)針在股骨頸內(nèi)的合適位置，導(dǎo)針在股骨頸內(nèi)反復(fù)調(diào)整會影響骨質(zhì)質(zhì)量，進(jìn)而影響空心螺釘固定的穩(wěn)定性[6]；此外患者和醫(yī)護(hù)人員放射暴露增加，且增加腫瘤等相關(guān)疾病的發(fā)生風(fēng)險[7]。本研究經(jīng)過數(shù)字化技術(shù)設(shè)計(jì)，并骨折虛擬復(fù)位后，制作導(dǎo)航模塊，最后3D打印出導(dǎo)航模塊及骨折模型，術(shù)前可模擬手術(shù)，檢驗(yàn)是否與設(shè)計(jì)一致。股骨大轉(zhuǎn)子是重要的解剖標(biāo)志，螺釘通常在股骨近端外側(cè)置入，故以股骨大轉(zhuǎn)子為標(biāo)志制作導(dǎo)航?？靃8]。本研究在導(dǎo)航?？炫c股骨大轉(zhuǎn)子近端完全敷貼后，一次性置入三枚導(dǎo)針，C臂透視滿意后，再經(jīng)空心鉆擴(kuò)孔，置入術(shù)前已選擇合適的空心螺釘。這與傳統(tǒng)手術(shù)下透視相比，避免了反復(fù)透視修正針道的過程，手術(shù)過程更加節(jié)儉、有效。用3D導(dǎo)航模塊置入螺釘?shù)臅r間比傳統(tǒng)手術(shù)平均時間明顯減少，X線透視次數(shù)與針道不理想的風(fēng)險大大減少。通過所有手術(shù)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，使用導(dǎo)航模塊置入股骨頸螺釘有以下優(yōu)勢：一是可以通過3D設(shè)計(jì)及測量螺釘?shù)拇笮?、角度及長度，使固定效果最穩(wěn)定，同時避免內(nèi)植物穿出股骨頭，損傷股骨頸血供，降低關(guān)節(jié)炎、股骨頭壞死等并發(fā)癥發(fā)生率；二是術(shù)中操作簡單、方便、實(shí)用性強(qiáng)，只需將導(dǎo)航模塊緊密敷貼大轉(zhuǎn)子上，螺釘?shù)亩ㄎ缓投ㄏ蚣纯赏瓿桑蝗菧p少透視次數(shù)，縮短手術(shù)時間，減少麻醉意外，減少患者及醫(yī)護(hù)人員的X線暴露次數(shù)；四是制作簡單，成本低，不需要昂貴設(shè)備[9]，易于推廣應(yīng)用。盡管如此，在導(dǎo)航模塊設(shè)計(jì)方面也遇到較多瓶頸，包括：骨性標(biāo)志單一，應(yīng)多點(diǎn)、立體選擇[10]，以增加導(dǎo)航模塊與骨性敷貼程度及穩(wěn)定性，模塊針道內(nèi)徑設(shè)計(jì)應(yīng)與實(shí)際導(dǎo)針直徑相配，以增加導(dǎo)針導(dǎo)向的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性?？傊?，3D打印導(dǎo)航模塊可精確置入股骨頸空心螺釘，縮短手術(shù)時間，減少麻醉意外，減少患者及手術(shù)操作人員的X線暴露次數(shù)，值得推廣應(yīng)用。在未來臨床應(yīng)用中中，需擴(kuò)大3D打印技術(shù)的使用領(lǐng)域，如經(jīng)皮固定的個性化導(dǎo)板治療小兒股骨頭骺滑脫的固定，以及導(dǎo)航模塊用于股骨遠(yuǎn)端骨折閉合復(fù)位的固定等。

[1] Lantada AD,Morgado PL.Rapid prototyping for biomedical engineering:current capabilities and challenges.Annu Rev Biomed Eng.2012;14:73-96.

[2] 付 鑫,韓 哲,馬信龍,等.移位型股骨頸骨折空間移位三及其臨床意義[J].中華創(chuàng)傷雜志,2015,31(1):37－41.

[3] Varshney MK,Kumar A,Khan SA,etal.Functional and radiological outcome after delayed fixation of femoral neck fractures in ediatric patients[J].J OrthopTraumat ol,2009,10(4):211-216.

[4] 徐 剛,郭 源.空心釘治療兒童股骨頸骨折早期手術(shù)結(jié)果分析[J].中華小兒外科雜志,2012,33(12):932-935.

[5] Spence D,DiMauro JP,Miller PE,etal.Osteonecrosis After Femoral Neck Fractures in Children and Adolescents:Analysis of Risk Factors[J].J Pediatr Orthop,2015,26.

[6] 韋積華.計(jì)算機(jī)輔助骨科手術(shù)系統(tǒng)在股骨頸骨折經(jīng)皮空心拉力螺釘技術(shù)中的實(shí)驗(yàn)研究[D].廣西醫(yī)科大學(xué),2012.

[7] SooHoo NF, Farng E, Chambers L,etal.Comparison of complication rates between hemiarthroplasty and total hip arthroplasty for intracapsular hip fractures.Orthopedics.2013;36(4):e384-e389.

[8] TarantinoR,Donnarumma P,Mancarella C,etal.Posterolateral arthrodesis in lumbar spine surgery using autologous platelet-rich bone substitute:an osteoinductive and osteoconductiveeffect[J].Global Spine J,2014,4(3):137-142.

[9] Ye N,Long H,Zhu S,etal.The Accuracy of Computer Image-Guided Template for Mandibular Angle Ostectomy[J].Aesthetic Plast Surg,2015,39(1):117-123.

[10] Huang X,Li F,Zhang F,etal.A cadaveric study on establishing individualized navigation templates for axis laminar screw insertion by using a printing technique[J].Chinese Journal of Spine adn Spinal Cord,2014,24(4):366-371.