范磊#王云華#王伯堯 秦虎 何斌*

肩胛骨解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，附著肌肉等豐富軟組織，在維持肩關(guān)節(jié)正常功能中起著重要的作用。在臨床上發(fā)生率相對較低，占全部骨折的0.4%～1%，多為較大的外力沖擊所致[1]。肩胛骨軟組織覆蓋多，血供豐富，骨折愈合率較高，對于位移相對較輕的肩胛骨骨折，保守治療可達到良好的治療效果。而對于位移嚴重并影響肩胛骨穩(wěn)定性的復(fù)雜肩胛骨骨折，有手術(shù)治療指征，由于肩胛骨的肌肉組織豐富，結(jié)構(gòu)較深，復(fù)位困難等原因，手術(shù)難度非常大[2]。常規(guī)骨科內(nèi)固定器械具有術(shù)中瞄準裝置和定位系統(tǒng)，但均過于簡單粗糙，精確度較差，術(shù)中還需要根據(jù)不同部位的骨折對鋼板進行預(yù)折彎，往往延長手術(shù)時間，增加出血量[3]。隨著生物材料科學(xué)的飛速發(fā)展，3D打印技術(shù)這種精準的數(shù)字醫(yī)學(xué)技術(shù)開始廣泛應(yīng)用于臨床，尤其在復(fù)雜骨折的治療中表現(xiàn)出了個性化、精確化等方面的優(yōu)勢，其可以實現(xiàn)對肩胛骨結(jié)構(gòu)的真實模擬[4,5]。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集我院2016年1月至2016年12月間9例復(fù)雜肩胛骨骨折患者，均為新鮮閉合性骨折。其中男5例，女4例；年齡28～68歲，平均年齡42歲。骨折按照 Hardegger分型[6]，肩胛骨體部骨折4例，肩胛骨體部骨折合并肩胛盂邊緣骨折2例，肩胛骨體部骨折合并肩胛岡骨折2例，肩胛骨體部骨折合并肩胛盂窩骨折1例。致傷原因：車禍傷5例，高處墜落傷2例，重物砸傷2例。其中3例合并鎖骨骨折，1例合并骨盆骨折，3例合并多發(fā)性肋骨骨折。

1.2 術(shù)前3D模型制作和手術(shù)模擬

術(shù)前3D模型制作和手術(shù)模擬，所有患者術(shù)前都進行肩胛骨64排薄層CT掃描和三維重建，得到準確的影像學(xué)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進一步精確化并輸入計算機，采用Mimics軟件進行處理后導(dǎo)入3D打印機（華森醫(yī)療），應(yīng)用3D打印技術(shù)按1∶1比例打印出骨折模型和復(fù)位后骨折模型。根據(jù)骨折影像學(xué)資料及3D模型，設(shè)計手術(shù)方案，準確評估骨折移位的方向，復(fù)位后的骨折位置，制定手術(shù)入路及內(nèi)固定的方式，定制個體化解剖鋼板，無需術(shù)中再次折彎，術(shù)前模擬整個手術(shù)步驟。

1.3 手術(shù)過程

手術(shù)時間在患者病情病情平穩(wěn)后開展，一般為傷后5～10天?；颊呷槌晒笕?cè)俯臥位，根據(jù)骨折位置選擇微創(chuàng)Rochwood入路或Judet入路[7]，Judet入路切口起于肩峰后方，沿肩胛岡下緣至肩胛骨內(nèi)上角處，再從肩胛骨內(nèi)側(cè)緣向下至肩胛下角處，掀起皮瓣，在肩胛岡處分離三角肌，銳性切斷三角肌，三角肌小心向外側(cè)翻開，將小圓肌以及岡下肌暴露，操作過程中避免損傷腋神經(jīng)。充分暴露股骨斷端，將骨折斷端之間的血腫清除，復(fù)位骨折斷端，安裝個性化定制的鎖定解剖鋼板。術(shù)中可以根據(jù)骨折位置選擇入路，根據(jù)術(shù)前規(guī)劃的手術(shù)方案盡可能采用微創(chuàng)復(fù)位插入鋼板的方法，可以依靠定制的解剖鋼板來復(fù)位骨折塊，盡可能減少骨膜的剝離。

1.4 觀察指標

按照術(shù)前制定的手術(shù)方案進行術(shù)后X線和CT三維重建檢查，記錄手術(shù)所需時間、出血量多少、定制解剖鋼板的長度、弧度以及螺釘方向和數(shù)量，觀察骨折愈合時間，療效的評價根據(jù) Hardegger肩關(guān)節(jié)功能評分：優(yōu)，外展肌力Ⅴ級，肩關(guān)節(jié)活動不受限，無肩周疼痛；良，外展肌力Ⅳ級，肩關(guān)節(jié)活動略受限，肩周有輕度疼痛；可，外展肌力Ⅲ級，肩關(guān)節(jié)活動中度受限，肩周中度疼痛；差，外展肌力Ⅱ級，肩關(guān)節(jié)活動嚴重受限。

2 結(jié)果

2.1 手術(shù)情況

手術(shù)均順利完成，所有病例術(shù)后隨訪3～8月，平均4.8月，術(shù)后均無感染、斷釘?shù)炔l(fā)癥。9例患者手術(shù)時間（90±15）min，術(shù)中出血量（180±60）mL，切口入路和手術(shù)方式與術(shù)前計劃相一致，所用內(nèi)固定材料均為5～9孔鎖定解剖鋼板，均為術(shù)前根據(jù)3D打印模型提前設(shè)計，鋼板和螺釘?shù)臄?shù)量、位置、弧度等植入物指標與術(shù)前規(guī)劃相符合；術(shù)后第2天影像學(xué)復(fù)查（X片、CT）顯示骨折復(fù)位和定制鎖定鋼板位置滿意、螺釘方向良好無螺釘進入關(guān)節(jié)腔；骨折愈合時間7～11周，平均8.8周；參照Hardegger肩關(guān)節(jié)功能評定標準，7例優(yōu)，2例良，優(yōu)良率100%（見表1）。

表1，9例復(fù)雜肩胛骨骨折患者資料

2.2 典型病例

患者，男，68歲，車禍傷，左側(cè)肩胛骨粉碎性骨折。根據(jù)Hardegger分型肩胛骨體部骨折合并肩胛盂邊緣骨折，入院后行3D打印個體化手術(shù)治療方案，手術(shù)時間85min，術(shù)中出血量200 mL，切口入路和手術(shù)方式與我們術(shù)前分析和設(shè)計相一致，所用的兩塊鎖定解剖鋼板，為術(shù)前根據(jù)3D打印模型提前設(shè)計，鋼板和螺釘?shù)臄?shù)量、位置、弧度等植入物指標與術(shù)前規(guī)劃相符合；術(shù)后第 2天影像學(xué)復(fù)查（X片、CT）顯示骨折復(fù)位和定制鎖定鋼板位置滿意、螺釘方向良好無螺釘進入關(guān)節(jié)腔，Hardegger肩關(guān)節(jié)功能評定為優(yōu)。

圖1，A術(shù)前CT平掃；B術(shù)前CT三維重建；C模擬復(fù)位定制鋼板；D 3D打印模型和定制鋼板；E術(shù)后X片；F術(shù)后CT三維重建。

3 討論

近年來，3D打印技術(shù)在骨科中的應(yīng)用成為現(xiàn)代骨科臨床研究的重點[8]，3D打印技術(shù)又被稱為“快速成型技術(shù)”(RapidPrototyping，RP)，每一例患者在臨床如需應(yīng)用3D打印技術(shù)，則在術(shù)前進行64排薄層CT掃描后獲得準確的影像學(xué)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進一步精確化后再經(jīng)相關(guān)專業(yè)分析軟件進行三維重建和設(shè)計，將最終數(shù)據(jù)導(dǎo)入3D打印機，應(yīng)用特殊材料例如液態(tài)材料、尼龍粉末等逐層打印或黏合構(gòu)建出三維實物模型，最終形成臨床所需要的實物3D模型，也被稱為“增材制造”，是以影像三維模型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，經(jīng)過計算機軟件處理，應(yīng)用相關(guān)特殊材料構(gòu)建出三維實物，是“具有工業(yè)革命意義的制造技術(shù)”[9,10]，在此基礎(chǔ)上，3D打印技術(shù)在最近幾年已經(jīng)成為骨科治療領(lǐng)域研究的熱點和重點，一些學(xué)者[11]提出“數(shù)字化骨科精準醫(yī)療”的理念，將3D打印等現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)與骨折治療的AO、BO理念相結(jié)合，根據(jù)3D打印實物模型，制訂個體化、精準化治療方案，術(shù)前設(shè)計好內(nèi)固定物，提高手術(shù)準確性和安全性，縮短手術(shù)時間，減少手術(shù)創(chuàng)傷，減少術(shù)中出血。因此，3D打印技術(shù)可以很好的將現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)和生物材料技術(shù)相結(jié)合，將其應(yīng)用于骨科治療領(lǐng)域，可以為骨科復(fù)雜手術(shù)治療的個體化、精確化提供良好的條件。

單純性肩胛骨骨折臨床上并不常見，較大的創(chuàng)傷暴力是其主要原因。我們通常認為肩胛骨位置穩(wěn)定，活動范圍較小，并且四周肌肉神經(jīng)組織豐富，血供豐富，自愈性較高，很少出現(xiàn)骨折不愈合。移位不明顯的肩胛骨骨折，可通過前臂吊帶或外展支架固定等方法進行治療。這種傳統(tǒng)觀點用于治療一般肩胛骨疾病尚可，若為復(fù)雜位移型肩胛骨骨折，影響肩關(guān)節(jié)功能，且合并其他部位損傷時，手術(shù)治療方案是必要的。在治療過程中，治療威脅生命的重大創(chuàng)傷放在第一位，維持患者生命體征，糾正威脅生命的水電解質(zhì)紊亂，待患者病情穩(wěn)定后行手術(shù)治療肩胛骨骨折，可恢復(fù)肩胛骨的穩(wěn)定性，恢復(fù)肩關(guān)節(jié)功能活動。關(guān)于肩胛骨骨折的手術(shù)指征目前仍有爭議[12]，筆者認為肩胛體部骨折位移較大或肩胛體部外側(cè)緣骨折塊刺入肩肱關(guān)節(jié)影響肩關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)活動時，肩胛頸骨折有側(cè)方或遠方移位且移位＞1 cm或者成角＞45°時，應(yīng)首選手術(shù)治療。在手術(shù)的過程中，選擇精準的手術(shù)入路非常重要，入路需盡可能接近骨折部位，盡可能減少對血管、組織、神經(jīng)等的損傷，減少術(shù)中出血量。并且，復(fù)雜肩胛骨骨折多為較大創(chuàng)傷引起的高能量損傷，骨折類型復(fù)雜多變，周圍神經(jīng)、血管豐富，術(shù)中出血量大，復(fù)位較困難，手術(shù)難度高[13]。因此，術(shù)前制定良好的手術(shù)方案和規(guī)劃可保證手術(shù)的順利進行，有利于減少術(shù)中出血、很好的復(fù)位骨折塊和放置內(nèi)固定材料，牢固的固定復(fù)雜肩胛骨骨折塊，術(shù)前設(shè)計好手術(shù)入路可以降低術(shù)中神經(jīng)、血管、臟器損傷的發(fā)生風險，明顯縮短手術(shù)時間，微創(chuàng)插入鋼板技術(shù)可以減少術(shù)中創(chuàng)傷，減少血供破壞，這些對復(fù)雜肩胛骨骨折手術(shù)治療具有非常重要意義。術(shù)前三維CT影像學(xué)圖像雖然可以為復(fù)雜肩胛骨骨折術(shù)前設(shè)計手術(shù)方案提供影像學(xué)參考，但CT掃描和三維重建為靜態(tài)、平面圖像，有些甚至存在偽影和失真等情況，臨床醫(yī)生常常無法了解其具體局部細節(jié)特征，無法準確制定良好的手術(shù)方案。有學(xué)者[14]應(yīng)用虛擬手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜肩胛骨骨折的手術(shù)入路和方案，但其存在圖像不夠直觀，不能很好反映骨折位移情況，不能根據(jù)圖像設(shè)計內(nèi)固定物，不能很好制定螺釘方向等缺點，未得到廣泛的應(yīng)用。而我們應(yīng)用3D打印技術(shù)打印出來三維實體肩胛骨模型，可以更好的表現(xiàn)骨折的位移和骨折塊分離等細節(jié)，有利于對骨折進行準確分型和分類，在復(fù)位好的模型上可以設(shè)計個性化解剖內(nèi)固定物，并能術(shù)前進行模擬復(fù)位和固定，提前預(yù)判整個手術(shù)過程，減少手術(shù)時間，手術(shù)風險[15]。

本研究對復(fù)雜肩胛骨骨折患者術(shù)前都進行肩胛骨64排薄層CT掃描和三維重建，得到準確的影像學(xué)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進一步精確化并輸入計算機，采用Mimics軟件進行處理后導(dǎo)入3D打印機（華森醫(yī)療），應(yīng)用3D打印技術(shù)按1∶1比例打印出骨折模型和復(fù)位后骨折模型。我們應(yīng)用3D打印技術(shù)真實具體的還原了骨折的具體信息，更好的表現(xiàn)骨折的位移和骨折塊分離等細節(jié)，有利于對骨折進行準確分型和分類，在復(fù)位好的模型上可以設(shè)計個性化解剖內(nèi)固定物，選擇最佳的手術(shù)入路，并能根據(jù)3D打印模型術(shù)前進行模擬復(fù)位和固定，提前預(yù)判整個手術(shù)過程，模擬操作后，在實際手術(shù)中可以按照術(shù)前設(shè)計有條不紊地進行正確的手術(shù)入路和內(nèi)固定方式，將打印的3D模型消毒后帶上手術(shù)臺，術(shù)中可隨時參考打印模型，盡可能的采用微創(chuàng)插入鋼板的技術(shù)，減少不必要的軟組織損傷，減小手術(shù)切口，縮短手術(shù)時間，而且可以減少C臂機的使用率，很大程度上可以提高手術(shù)成功率，減少肌肉血管神經(jīng)的損傷幾率，降低術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率，有利于患者的骨折愈合和功能的恢復(fù)。本組手術(shù)均順利完成，所有病例術(shù)后隨訪3～8月，平均4.8月，術(shù)后均無感染、斷釘?shù)炔l(fā)癥。9例患者手術(shù)時間（90±15）min，術(shù)中出血量（180±60）mL；切口入路和手術(shù)方式與我們術(shù)前計劃相一致，所用內(nèi)固定材料均為5～9孔鎖定解剖鋼板，均為術(shù)前根據(jù)3D打印模型提前設(shè)計，鋼板數(shù)量、位置、弧度、螺釘數(shù)量和螺釘擰入方向與術(shù)前規(guī)劃相同；影像學(xué)復(fù)查（X片、CT）顯示骨折復(fù)位和定制鎖定鋼板位置滿意、螺釘方向良好無螺釘進入關(guān)節(jié)腔；骨折愈合時間7～11周，平均8.8周；參照Hardegger肩關(guān)節(jié)功能評定標準，7例優(yōu)，2例良，優(yōu)良率100%。術(shù)中出血明顯減少，手術(shù)時間縮短，部分病例可以采用插入鋼板的技術(shù)，創(chuàng)傷較常規(guī)手術(shù)小，在復(fù)雜肩胛骨骨折的治療中取得了良好的臨床療效。本研究也存在不足之處，非前瞻性研究，病例數(shù)量少，由于個體差異多樣化等原因無法與常規(guī)肩胛骨手術(shù)做對照研究，但是本研究的結(jié)果還是有臨床意義。

因此，3D打印個體化治療方案應(yīng)用于復(fù)雜肩胛骨骨折，術(shù)前可以根據(jù)精確化后的影像學(xué)數(shù)字信息打印出具體的三維實物模型，進一步了解骨折的細節(jié)和選擇合適的個性化內(nèi)固定物，進而能為患者制定精準的手術(shù)方案，選擇合適的入路和復(fù)位方法，并且能有效的減少術(shù)中肌肉血管神經(jīng)的損傷，降低手術(shù)難度，縮短手術(shù)時間，減少術(shù)中出血，減少患者術(shù)后并發(fā)癥。數(shù)字化3D打印技術(shù)對于復(fù)雜肩胛骨骨折的治療意義重大，能為患者帶來福音，具有廣闊的臨床應(yīng)用價值。

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