應用3D打印結合人工股骨頭置換治療高齡不穩定股骨轉子間骨折療效觀察

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　　摘要：目的  評估計算機輔助設計-快速成型技術（3D打印）應用于高齡不穩定股骨轉子間骨折行人工股骨頭置換手術治療的臨床療效。方法  選取2016年6月～2017年6月我科收治的高齡不穩定型轉子間骨折患者62例，隨機分為對照組32例和實驗組30例。對照組采用常規人工股骨頭置換術，實驗組采用3D打印輔助后實施人工股骨頭置換。所有患者進行定期隨訪并拍攝骨盆正位X線平片，記錄手術時間、出血量、術后下地時間，術后6個月、1年VAS評分及Harris評分。結果  62均例獲得隨訪，平均隨訪時間（16.82±2.32）個月。1例患者術后1年因內科疾病死亡，所有患者術后切口甲級愈合，術后雙下肢基本等長，相差在1 cm 范圍內。實驗組手術時間、術后下地時間均短于對照組，實驗組術中出血量少于對照組，兩組比較，差異有統計學意義（P<0.05）。術后6個月、1年實驗組VAS評分低于對照組，實驗組Harris評分高于對照組，差異均有統計學意義（P<0.05）。結論  應用3D打印結合人工股骨頭置換治療高齡不穩定股骨轉子間骨折，術前3D模型便于醫患溝通，利于提前做好手術計劃，縮短手術時間，減少出血量，降低高齡患者手術相關并發癥，改善手術療效。
　　關鍵詞：3D打印;股骨轉子間骨折;人工股骨頭置換術;高齡
　　中圖分類號：R687.3                                 文獻標識碼：B                                  DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2019.06.034
　　文章編號：1006-1959（2019）06-0110-04
　　Abstract：Objective  To evaluate the clinical efficacy of computer-aided design-rapid prototyping （3D printing） in the treatment of elderly patients with unstable intertrochanteric fractures undergoing artificial femoral head replacement surgery. Methods  62 patients with unstable intertrochanteric fractures admitted to our department from June 2016 to June 2017 were randomly divided into control group （n=32） and experimental group （n=30）. The control group was treated with conventional artificial femoral head replacement， and the experimental group was treated with 3D printing to perform artificial femoral head replacement. All patients underwent regular follow-up and radiographs of pelvic orthotopic radiographs. The time of surgery， the amount of bleeding， the time after surgery， the 6-month and 1-year postoperative VAS scores and Harris scores were recorded. Results  62 cases were followed up， with an average follow-up time （16.82±2.32） months. One patient died of medical disease 1 year after surgery. All patients underwent grade A healing. The lower limbs were basically equal in length， with a difference of 1 cm. The operation time and postoperative time in the experimental group were shorter than those in the control group. The intraoperative blood loss in the experimental group was less than that in the control group，the difference was statistically significant （P<0.05）. The VAS scores of the experimental group were lower than that of the control group， the Harris score of the experimental group was higher than that of the control group at 6 months and 1 year after operation，the differences were statistically significant （P<0.05）. Conclusion  3D printing combined with artificial femoral head replacement for the treatment of unstable intertrochanteric fractures in the elderly， the preoperative 3D model is convenient for communication between doctors and patients， which is conducive to early surgery， shorten the operation time， reduce the amount of bleeding， and reduce the complications related to surgery in elderly patients. Improve the efficacy of surgery. 　　Key words：3D printing;Intertrochanteric fracture;Artificial femoral head replacement;Advanced age
　　股骨轉子間骨折（intertrochanteric fracture）主要見于老年人，保守治療造成臥床并發癥惡性循環而導致死亡率大大增加。因此，股骨轉子間骨折治療方法目前首選手術治療，而人工關節置換術成為解決這一問題的重要武器。相關研究顯示[1]，人工關節置換術在高齡股骨轉子間骨折治療中能讓患者早期下地，達到迅速康復的目的。對于超過75歲的高齡患者往往合并多種內科疾病，存在心肺功能減退、骨質疏松、肌肉力量減退等情況，手術風險相對年輕患者大大增加，怎樣進行更和諧的術前溝通及更完善的術前計劃是手術順利進行的關鍵，能讓患者早期下地活動成為骨科醫生追求的重要目標。因此，計算機輔助設計-快速成型技術（3D打印技術）的發展是骨科醫生診斷骨折類型及完善術前計劃的又一得力幫手，使手術安全及療效得到進一步的保障[1]。目前，鮮有關于計算機輔助設計-快速成型技術（3D打印）應用于高齡不穩定股骨轉子間骨折行人工股骨頭置換手術治療的報道。為了解3D打印應用于高齡股骨不穩定股骨轉子間骨折的臨床療效，本研究選取2016年6月～2017年6月我科收治的高齡不穩定型轉子間骨折患者62例進行了相關研究，現報道如下。
　　1資料與方法
　　1.1一般資料  選取2016年6月～2017年6月成都醫學院附二院/成都四一六醫院脊柱骨科收治的高齡不穩定型轉子間骨折患者62例，其中男性20例，女性42例，年齡75～100歲，平均年齡（83.53±6.32）歲。按手術方式分為對照組32例和實驗組30例。對照組男性11例，女性21例，年齡75～98歲，平均年齡（83.34±6.62）歲;Evans-Jensen分型Ⅲ型為11例，Ⅳ型為15例，V型為6例。實驗組男性9例，女性21例，年齡76～100歲，平均年齡（84.02±6.03）歲;Evans-Jensen 分型Ⅲ型為10例，Ⅳ型為14例，V型為6例。兩組患者的性別、年齡、骨折分型等方面比較，差異無統計學意義（P>0.05），有可比性。本研究經醫院倫理會批準，患者及家屬均知情同意，并簽署知情同意書。
　　1.2納入及排除標準
　　1.2.1納入標準  ①年齡75歲以上;②不穩定型股骨轉子間骨折;③術前均能正常行走或扶拐行走。
　　1.2.2排除標準  ①合并嚴重內科慢性疾病，不能耐受手術和麻醉的患者;②合并嚴重感染的患者;③重度老年癡呆患者。
　　1.3方法
　　1.3.1影像學檢查  患者術前常規拍攝患側髖關節正側位及骨盆正位X線片、患髖CT平掃及三維重建。根據患側影像學資料進行骨折分型，實驗組根據患髖CT及三維重建結果盡快進行患髖3D模型打印。
　　1.3.2術前準備  患者入院后行患肢皮牽引，即行對癥止痛治療，進一步完善頭胸CT等檢查評估一般情況，控制好血壓、血糖，糾正血紅蛋白到100 g/L以上，指導患者行呼吸功能及下肢功能鍛煉。
　　1.3.3器械與材料準備  人工雙極股骨頭、生物型加長柄（Wagner SL 股骨柄）、鋼絲及鈦攬捆綁帶。將實驗組患者轉子間骨折經計算機軟件輔助重建股骨轉子間骨折模型，計算機輔助軟件逆向設計與股骨近端相吻合人工股骨頭組件，精確設計手術截骨部位并在3D打印模型上標記，術前運用3D打印模型演練模擬截骨部位及重建方法，將模型帶往手術室觀摩，骨折模板高溫消毒以便術中使用。
　　1.3.4手術方法  患者均采用全身麻醉，取健側臥位，選擇后外側入路，在切開皮膚前給予氨甲環酸注射液（成都倍特藥業有限公司，批號：160420）1 g靜脈滴注。牽引下暴露股骨粗隆部位，注意止血及減少副損傷，根據骨折情況在距小轉子近端1.0～1.5 cm處截骨，保護大粗隆部位大的骨折塊附著部位，取出小的碎骨片及股骨頭以備植骨，對照組準確測量股骨頭的尺寸，實驗組結合術前模型及術中測量情況快速找到相應截骨平面及假體型號（見圖1），清理髖臼周圍關節囊，擴髓安裝最終假體型號，髖關節復位后進行屈曲、過伸、睡姿位活動患髖確定穩定性與關節活動度，復位大、小轉子，然后以鋼絲或鈦纜捆綁帶在導引器緊貼骨皮質引導下環繞股骨近端固定。放置引流管，逐層關閉切口。
　　1.3.5術后處理  術后保持患肢外展中立位防旋鞋固定，繼續給予氨甲環酸預防隱性失血，常規應用抗生素（頭孢替唑，四川制藥制劑有限公司，批號：160510B）3 d預防感染，術后皮下注射依諾肝素鈉（深圳天道醫藥有限公司，批號：AC02651A）0.4 ml/d預防下肢深靜脈血栓形成。術后拍攝骨盆平片，指導患者進行踝關節屈伸活動及外展功能鍛煉，術后第2～5天助行器輔助下患肢部分負重下地活動。
　　1.4臨床療效評價  所有患者進行定期隨訪并拍攝骨盆正位X線平片，記錄手術時間、出血量、術后下地時間，術后6個月、1年VAS評分及Harris評分。髖關節活動功能（Harris評分）70分以下為差，70～79分為中，80～89分為良，90～100分為優。
　　1.5統計學方法  全部數據采用SPSS 19.0統計軟件分析處理，計量資料正態分布用（x±s）表示，兩組間比較采用獨立樣本t檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。
　　2結果
　　2.1兩組患者圍術期指標比較  所有患肢獲得隨訪，隨訪11～34個月，平均（16.82±2.32）個月。1例患者術后1年因內科疾病死亡，所有患者術后切口甲級愈合，術后雙下肢基本等長，相差在1 cm 范圍內。實驗組手術時間、術后下地時間均短于對照組，實驗組術中出血量少于對照組，差異有統計學意義（P<0.05），見表1。 　　2.2兩組患者VAS評分和Harris評分比較  術后6個月、1年實驗組VAS評分低于對照組，Harris評分高于對照組，差異有統計學意義（P<0.05），見表2。
　　3討論
　　隨著麻醉技術、加速康復理念的進步、骨科內固定器械及手術技術提高，年齡已不是手術的禁忌證。在加速康復理念的日益更新及實踐下，對于老年股骨轉子間患者常規進行術前的全面檢查及評估，糾正貧血及低蛋白血癥，術前指導患者及其家屬咳痰及肢體功能鍛煉方法，減少術前禁食禁飲時間，盡快恢復患者腸道功能。圍術期使用氨甲環酸減少術中出血及術后隱性失血，做好圍術期疼痛管理，鼓勵早期下床活動，打破臥床惡性循環，從而讓患者得到快速康復。本研究患者通過實施加速康復策略，無嚴重圍術期并發癥發生，通過手術讓患者能早期下床活動、改善生活質量、打破保守治療的惡性循環，最終提高患者的生存率。
　　股骨轉子間骨折的手術方法多種多樣，但對于老年不穩定型骨折（EvansⅢ、Ⅳ、V型），往往合并重度骨質疏松，常出現內固定失敗并發癥導致二次手術甚至患者死亡等惡劣并發癥。上世紀70年代以來，人工關節置換逐漸成為治療老年股骨轉子間骨折的一種方式，如何降低老年患者手術創傷、減少手術時間、減少圍手術期并發癥成為研究熱點[2]。
　　醫學影像技術從以往的X片重疊影像發展到人體的每個二維層面成像，對疾病的精確定性診斷和定位診斷起到了跨時代的作用，為醫生手術方式的確定和手術計劃的制定提供了更直接的依據，為外科技術的進步做出了卓越的貢獻[2，3]。雖然影像學的進步為骨科手術的進步提供了不可磨滅的貢獻，但是仍然不能滿足骨科手術精確計劃的需求。隨著計算機圖形學、圖像學的發展，根據三維CT圖像通過3D打印技術“量身定做”出骨骼標本，從而使體外模擬出最佳的切入路線與步驟成為可能[1，4]。通過對患者的骨折制定模型進行骨折分型并制定手術計劃，減少了手術時間及創傷，改善了手術療效，并可以通過模型進行術前醫患溝通，以及年輕醫師、醫學生和護師的教學培養工作。曹振華等[5]應用3D打印模型治療股骨近端骨折，應用導航模板引導術中置釘操作，術中僅1例螺釘置釘位置欠佳，較以往手術明顯減少手術時間。章瑩等[6]研究了復雜骨盆骨折應用3D打印模型進行術前計劃手術入路及骨折復位和固定模擬參考，所有復雜骨盆骨折200例，其中73例患者術前行3D打印制造出骨折模型，通過標本設計手術入路及骨折復位順序、鋼板預彎和置釘位置制定手術計劃，127例患者按常規方法手術，比較兩組手術時間、骨折復位情況、手術并發癥及術后功能恢復情況，結果顯示3D打印技術通過術前計劃擬可提高復雜骨盆骨折的手術療效、減少手術創傷和手術并發癥發生率。
　　高齡股骨粗隆間不穩定骨折，骨折粉碎移位嚴重，解剖結構不清晰，需要術者借助經驗和手感，加上復位大小粗隆導致傳統股骨頭置換手術時間延長，出血增加，且常常根據術中情況決定假體型號，大小粗隆也難以達到良好的復位及固定效果，常常給術后患者康復埋下隱患，導致術后的疼痛和功能恢復受到影響，從而影響手術療效。將3D打印技術應用于高齡不穩定股骨轉子間骨折行人工股骨頭置換手術，術前便于與患者及家屬溝通，利于其理解及接受，通過術前3D模型制度假體設計及手術方案設計，從而有利于減少手術時間、降低手術創傷、提高術后功能評分，改善患者預后[3，4，7，8]。本組研究也證實了通過3D打印模型的指導術前計劃、假體選擇以及簡化術中步驟，使得實驗組的手術時間、術中出血量、術后下地時間降低，同時術后6個月、1年實驗組疼痛程度更低，Harris評分高于對照組，差異均有統計學意義（P<0.05）。
　　綜上所述，3D打印技術起步時間尚短，可以說還處在成長期，但它已經在外科尤其骨科領域內展現了令人矚目的價值。通過3D打印技術模擬骨科復雜骨折或腫瘤，進行詳細的術前計劃、模擬手術步驟、術中導航引導，能顯著減少手術時間及創傷，提高手術質量，并能更和諧的進行醫患溝通，同時提高教學質量，是醫生以及患者的福音。
　　參考文獻：
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　　收稿日期：2018-1-29;修回日期：2019-2-8
　　編輯/楊倩
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