3D打印辅助精准手术结合加速康复在髋臼骨折中的应用研究
徐洲发 肖智青 朱锦忠 王爱明 王凤龙
广东省河源市中医院骨科,广东河源 517000
[摘要]目的 探讨3D打印辅助精准手术结合加速康复在复杂髋臼骨折中的应用。方法 回顾性分析2013年3月~2017年12月我院收治的42例髋臼骨折患者的资料,根据术前是否使用3D打印辅助术前设计分为两组,A组术前采用3D打印辅助术前设计,B组采用普通CT三维重建经验性手术,术后均采用我院中西医结合加速康复方案进行康复。对比分析两组患者的手术时间、出血量、术后24 h VAS疼痛评分、术后Matta骨折复位评分、末次随访Majeed功能评分、并发症的发生情况。结果 所有患者均获得随访,随访时间为6~40个月,平均17.5个月;A组手术时间短于B组,术中出血量、输血量均明显少于B组,差异有统计学差异(P<0.05);A组术后24 h的VAS评分低于B组,差异有统计学差异(P<0.05);两组患者的术后Matta骨折复位评分、末次随访Majeed功能评分优良率比较,差异无统计学差异(P>0.05);A组患者均未发生症状性深静脉血栓、感染等严重并发症,B组有3例患者术中出血多,出现失血性休克,经输血抗休克等处理后稳定。结论3D打印辅助精准手术结合加速康复治疗复杂髋臼骨折具有更精准、更安全的特点,能减少手术时间,降低出血及输血,降低术后创伤反应,值得临床推广。
[关键词]3D打印;髋臼骨折;加速康复;精准治疗
[中图分类号]R687.3
[文献标识码]A
[文章编号]1674-4721(2018)10(a)-0094-04
[基金项目]广东省中医药局科研项目(20161249);广东省河源市科技计划项目
[作者简介]徐洲发,硕士,主治医师,研究方向:创伤、运动医学、关节外科
Application of 3D printing assisted precise operation combined with enhanced recovery after surgery in complex acetabular fractures
XU Zhou-fa XIAO Zhi-qing ZHU Jin-zhong WANG Ai-ming WANG Feng-long
Department of Orthopedics,Traditional Chinese Medicine Hospital of Heyuan City in Guangdong Province,Heyuan 517000,China
[Abstract]Objective To explore the effect of the application of 3D printing assisted precise operation combined with enhanced recovery after surgery in complex acetabular fractures.Methods The data of 42 cases of acetabular fracture treated in our hospital from March 2013 to December 2017 were analyzed.The patients were divided into two groups according whether they used the 3D printing technology in preoperative design.Group A used 3D printing to assist preoperative design,while group B underwent routine CT three-dimensional reconstruction.ERAS with combination of traditional Chinese and Western medicine was used for postoperative rehabilitation.The operation time,intraoperative bleeding,24 hours VAS pain score after operation,postoperative Matta fracture reduction score,Majeed function score of last follow-up,and the complications were compared and analyzed.ResultsAll patients were followed up for6to40months,an average of 17.5 months.The time of operation in the group A was shorter than that in group B,intraoperative bleeding and the amount of blood transfusion in group A were significantly less than those in group B(P<0.05).The VAS score of 24 hours in group A after operation was lower than that in group B (P<0.05).There was no significant difference between the two groups in the good rates of postoperative Matta fracture reduction score and the final follow-up of the Majeed function score(P>0.05).There were no severe complications such as deep venous thrombosis and infection in the group A.In group B,3 cases of hemorrhagic shock appeared because of bleeding in the operation,stability after transfusions and shock treatment.Conclusion 3D printing assisted precision operation combined with enhanced recovery after surgery for complex acetabular fractures has a more accurate and safer feature.It can reduce operation time,reduce bleeding and blood transfusion,and reduce postoperative trauma response.It is worthy of clinical promotion.
[Key words]3D printing;Acetabular fracture;Enhanced recovery after surgery;Precise treatment
随着社会交通、建筑业的发展,高能量损伤的髋臼骨折逐年增多[1-2],髋臼骨折为严重的创伤,常合并全身其他部位的损伤,且因髋臼位置深,解剖结构复杂,往往处理比较棘手[3],面对复杂髋臼骨折,复位困难,出血多、手术时间长。因此如何在术中快速复位并合理固定,降低术后创伤反应加快康复显得尤为重要。计算机数字技术与3D打印是近年来兴起的一种实现术前设计、模拟手术的手段,达到精准手术治疗的目的[4]。加速康复外科(enhanced recovery after surgery,ERAS)是采用有循证医学证据证明有效的一系列围术期处理措施[5-6]。本研究采用3D打印辅助精准手术结合中西医结合ERAS治疗复杂髋臼骨折,取得满意的效果,现报道如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取2013年3月~2017年12月我院收治的42例髋臼骨折患者的资料,其中男26例,女16例,年龄(35.9±7.1)岁,致伤原因:高处坠落伤 20 例,交通伤17例,其他伤5例。合并伤情况:合并胸部闭合性损伤10例,合并肝破裂1例、脾破裂2例,合并颅脑损伤9例,合并四肢多发骨折12例,合并尿道损伤2例。按Letoumel-Judet分型:横行伴后壁骨折16例,双柱骨折15例,T型骨折4例,前柱伴后半横行骨折3例,后柱伴后壁骨折4例。根据术前是否使用3D打印辅助术前设计分为两组,A组术前采用3D打印辅助术前设计,共17例,B组采用普通CT三维重建经验性手术,共25例,术后均采用我院中西医结合加速康复方案进行康复。两组患者的一般资料比较,差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。本研究获得医院医学伦理委员会批准,患者均知情同意本研究。
1.2 术前常规处理
术前积极处理合并伤,肝脾破裂、颅脑损伤、胸部损伤、尿道损伤等均由外科处理稳定后再行手术,入院后均行下肢股骨髁上骨牵引,均行术前骨盆X线及三维CT检查。
1.3 术前设计模拟手术及3D打印
通过扫描骨盆,收集患者骨盆数据,将骨盆DICOM数据导入Mimics软件中进行处理,完成三维重建,并对骨块进行分割,模拟复位,从Mimics数据库中选择合适的钢板进行匹配,模拟固定位置、螺钉方向及长度;输出数据到3D打印机,打印1:1大小实物,在实物上再次模拟复位及固定,确定主要骨折块的复位顺序及方法,并进行钢板预弯塑形。
1.4 手术方法
根据骨折类型及术前设计方案选择腹直肌旁入路、髂腹股沟入路、K-L入路或漂浮体位下前后联合入路。A组术前采用3D打印辅助术前设计,术前反复模拟并预弯钢板,术中按设计方案,顺序复位固定骨折,完成手术。B组暴露骨折后,根据经验复位,术中行钢板塑形后固定,完成手术。
1.5 围术期康复
两组均采用我院中西医结合加速康复方案。术前即开始使用镇痛药物止痛及降低痛阈,术前使用针刺内麻点配合镇痛,大黄穴位敷贴及腹部按摩等改善肠蠕动情况,术前使用耳穴压豆改善睡眠质量。术后全程中西医结合镇痛,穴位贴敷、艾条等改善肠蠕动及腹胀情况,早期开始功能锻炼,如踝泵、屈髋屈膝等,配合下肢气压治疗等预防深静脉血栓,早期下地不负重训练,促进快速康复。
1.6 观察指标
所有患者均获得随访,随访时间6~40个月,平均17.5个月。观察记录两组手术时间、术中出血量、输血量、术后24 h的VAS疼痛评分、并发症情况。骨折复位采用Matta[7]评价标准,取最大移位进行评价:骨折移位<1 mm为解剖复位、1~3 mm为满意复位、>3 mm为不满意复位。优良=解剖复位+满意复位。功能评估采用Majeed[8]评分系统:疼痛30分,坐10分,站36分(行走时的辅助12分,步态12分,行走距离12分,工作20分,性功能4分,合计100分。优:≥85分;良:70~84 分;可:55~69 分;差:<55 分。优良率=(优+良)。VAS评分:0~10分,0分表示无痛,10分表示剧痛,患者根据自我感觉表示疼痛的程度。
1.7 统计学方法
采用SPSS 19.0统计学软件对数据进行分析,计量资料以均数±标准差(±s)表示,采用 t检验,计数资料采用χ2检验,以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 两组手术时间、出血量、输血量、术后24 h VAS疼痛评分的比较
A组手术时间短于B组,术中出血量、输血量均明显少于B组,差异有统计学差异(P<0.05);A组术后24 h VAS评分低于B组,差异有统计学差异(P<0.05)(表 1)。
表1 两组手术时间、出血量、输血量、术后24 h VAS疼痛评分的比较(±s)

2.2 两组复位及功能评分优良率的比较
两组术后Matta骨折复位评分、末次随访Majeed功能评分优良率比较,差异无统计学差异 (P>0.05)(表 2)。
表2 两组Matta骨折复位评分、末次随访Majeed功能评分优良率的比较[n(%)]

2.3 两组并发症发生情况的比较
两组患者均未发生症状性深静脉血栓、感染等严重并发症,B组有3例患者术中出血多,出现失血性休克,经输血抗休克等处理后稳定。典型病例如图1。

 
图1 典型病例(患者男性,53岁,高处坠落伤)
3 讨论
髋臼骨折发生率逐年增高,手术治疗复杂髋臼骨折已得到大多数学者的认同,早期复位并固定髋臼骨折可以降低患者的死亡率及致残率,恢复髋臼的生物力学,减少晚期并发症,改善患者生活质量[9]。但因髋臼部位特殊,解剖结构复杂,且骨折类型复杂,手术难度大,骨折复位困难,术中需反复透视及进行钢板塑形折弯,以便钢板服贴,且螺钉固定长度及方向需丰富的经验,时常难以把握,时常出现副损伤,手术时间长、创伤大[10]。术前设计只能根据术前CT图像,进行模糊的虚拟指导。
随着计算机辅助数字技术的发展,越来越多地应用于临床,将临床带入数字化时代,推动临床的技术发展,并带来革命性的改变[11-14]。3D打印技术的出现,将模拟数据向现实转化,将虚拟的图像向现实的模型转化[15-16],更直观及准确地显现在医生面前,实现骨科手术的精准设计及实物模拟,能真实地模拟手术,实现术前手术设计、术前内固定预弯、螺钉布置、方向及长度的选择,做到真正的个性化设计及治疗[17-19]
本研究采用两组对比研究,结果显示,采用3D打印辅助术前设计,能做到精准手术复位固定,因手术思路清晰,避免了以往术中盲目,创伤加大的弊端,能大大缩短手术时间,减少出血量及输血量,采用普通CT三维重建经验性手术组有3例术中出血明显,出现失血性休克的情况,虽经积极抗休克输血等治疗,转危为安,但术中出现复位困难,长时间反复操作,出血加大,手术麻醉风险会大大增加,甚至造成不可挽回的结果。
同时改变既往围手术期管理思路,采用ERAS理念,加速康复重点关注减少创伤应激反应,减少并发症,加快康复时间,使患者尽快回归社会,降低医疗成本及社会负担[20-21],采用中西医结合的形式,发挥中医特色在围术期管理中的优势,通过中西医结合加速康复能重点解决术后疼痛、胃肠道反应、便秘、尿潴留等并发症,早期功能锻炼,早期下地不负重训练,通过随访观察,本研究中均未发生症状性深静脉血栓、感染等并发症。
综上所述,3D打印辅助精准手术结合加速康复治疗复杂髋臼骨折具有更精准、更安全的特点,能减少手术时间,降低出血及输血,降低术后创伤反应,值得临床推广。但本研究病例样本数不足,且对于髋臼骨折的中西医结合加速康复缺乏统一规范标准,有待进一步的临床研究。
[参考文献]
[1]徐洲发,蔡贤华,刘曦明,等.后环经皮钛板结合前环外固定架治疗Tile C型骨盆骨折[J].创伤外科杂志,2012,14(1):35-38.
[2]王满宜.骨盆骨折与髋臼骨折国内治疗现状与将来发展趋势[J].中华创伤骨科杂志,2016,18(2):93-94.
[3]柳鑫,曾参军,卢键森,等.3D打印计算机虚拟辅助技术在髋臼骨折术前规划中的应用[J].南方医科大学学报,2017,37(3):378-382.
[4]张玉东,吴仁愿,谢丁.3D打印技术对骨盆骨折治疗效果影响的 Meta 分析[J].中国骨伤,2018,31(5):465-471.
[5]裴福兴.加速康复外科是现代骨外科发展的趋势[J].中国骨与关节杂志,2017,6(12):881-882.
[6]程黎阳,谢正勇,陈俊勇,等.中西医结合加速康复外科的研究现状与思考[J].实用医学杂志,2015,31(17):2771-2774.
[7]Matta JM.Operative treatment of acetabular fractures through the ilioinguinal approach:a 10-year perspective[J].J Orthop Trauma,2006,20(S1):S20-S29.
[8]Majeed SA.Grading the outcome of pelvic fractures[J].J Bone Joint Surg(Br),1989,71(2):304-306.
[9]李振宏.髋臼骨折的治疗现状与进展[J].广西医学,2017,39(6):880-884.
[10]刘禄林,高辉.髋臼四边体骨折治疗的研究进展[J].赣南医学院学报,2017,37(3):501-504.
[11]王锋,汪国栋,刘曦明,等.3D打印技术在髋臼双柱骨折手术治疗中的应用[J].华南国防医学杂志,2016,30(5):308-311.
[12]曾参军,黄文华,韩卫雨,等.3D打印与腹腔镜辅助的髋臼骨折手术策略[J].中华关节外科杂志,2015,9(1):25-28.
[13]陈龙,汪国栋,刘曦明,等.3D打印技术辅助下微创内固定治疗骨盆前环骨折[J].创伤外科杂志,2018,20(1):11-16.
[14]王雨辰,马勇,俞伟忠,等.计算机虚拟复位结合3D打印技术在髋臼骨折中的临床应用[J].中国骨伤,2017,30(7):627-632.
[15]王锋,汪国栋,刘曦明,等.3D打印技术在髋臼后壁骨折手术治疗中的应用[J].中华创伤骨科杂志,2016,18(2):120-125.
[16]林钢,李鹏,彭国瑞,等.数字化结合3D打印技术辅助复杂骨盆骨折的手术设计[J].中国临床解剖学杂志,2016,34(3):293-297.
[17]刘曦明,曾文波.3D打印技术在骨盆髋臼骨折手术治疗中的研究进展[J].创伤外科杂志,2018,20(1):1-5.
[18]王德伟,赵英伟.3D打印技术在骨盆骨折诊疗中应用进展[J].创伤外科杂志,2018,20(1):77-80.
[19]曾参军,谭新宇,黄华军,等.基于3D打印的腹直肌旁切口治疗骨盆骨折的临床疗效[J].南方医科大学学报,2016,36(2):220-225.
[20]周宗科,翁习,曲铁兵,等.中国髋、膝关节置换术加速康复——围术期管理策略专家共识[J].中华骨与关节外科杂志,2016,9(1):1-9.
[21]孙旭,李庭,杨明辉,等.加速康复外科的发展与在骨科的应用[J].骨科临床与研究杂志,2017,2(2):114-116.
收稿日期:2018-07-09
本文编辑:闫 佩