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3D打印技术辅助陈旧性骨盆髋臼骨折的手术治疗

2023-06-17李振宏韦进强梁周李建全梁静然郭沂吕广桂李瑞易成腊

骨科 2023年3期
关键词:陈旧性髋臼骨盆

李振宏 韦进强 梁周 李建全 梁静然 郭沂 吕广桂 李瑞 易成腊

骨盆髋臼损伤多为高能量损伤,部分病人合并 严重的内脏损伤或血流动力学不稳,待病情稳定后可能已超过3 周,变成陈旧性骨折。文献报道陈旧性骨盆髋臼骨折手术优良率低于70%,因其存在大量瘢痕增生、软组织挛缩、畸形愈合及解剖不清晰等因素,严重影响骨折复位以及明显增加术中出血量[1]。3D打印技术可将病人骨折形态按照1∶1比例打印出实体模型,重建出正常形态的骨盆髋臼实体模型,根据模型进行术前决策,模拟骨折复位、截骨、减压,指导术前选择及预弯内固定物,选择螺钉植入的位置方向,将部分术中工作提前于术前完成,减少手术时间,提高复位的效率[2-4]。玉林市中西医结合骨科医院联合广西凡华科技有限公司,2019 年5 月至2022 年2 月使用3D 打印技术辅助治疗陈旧性骨盆髋臼骨折病人,本研究拟探讨该方法的临床疗效。

资料与方法

一、纳入标准与排除标准

纳入标准:①陈旧性骨盆环损伤合并旋转或垂直不稳症状;②髋臼陈旧性骨折或畸形愈合,髋臼关节面移位大于3 mm者;③外固定治疗后残存骨折处移位;④陈旧性骶骨骨折伴骶神经损伤严重影响生活者。

排除标准:①继发髋关节炎者;②合并脊髓损伤并全瘫者。

二、一般资料

共13 例病人纳入本研究,男9 例,女4 例,年龄最小为6 岁7 个月,最大为77 岁,其中骨性愈合者4例,非骨性愈合者9例。受伤原因:车祸伤6例,高处坠落伤7 例。合并伤:下肢骨折、颅脑损伤、胸腹部损伤、尿道断裂、对侧下肢截肢、脊柱骨折。骨盆开放性损伤2例。病人一般资料见表1。

表1 13例病人一般资料

三、治疗方法

所有病人术前均行CT平扫+三维重建,使用3D打印技术按照1∶1 比例打印出病人的全骨盆模型。分析骨折类型、骨折移位情况,结合病人局部软组织条件,制定手术入路、骨折复位或截骨方式(骨盆髋臼骨折断端无骨性连接病人在清除骨折断端瘢痕、松解软组织后行骨折复位固定;骨盆骨折畸形愈合病人前环在原骨折线处截骨,后环截骨通常选择骶髂关节向外旁开1.5 cm 处或原髂骨骨折线部截骨;髋臼骨折畸形愈合病人通常选择联合入路充分暴露原骨折端或髋臼关节面后,经原骨折线截骨重建),制定固定策略。使用接骨板固定者,术前塑形接骨板并放置于模型上,钻孔后螺钉固定,检查钢板螺钉固定安全有效,并记录钢板放置位置、螺钉方向及长度;选择外固定架、钉棒系统或通道螺钉者则术前选择合适的固定物,记录螺钉最佳钻入位置;拆除固定物、消毒。术中按照术前设计的手术方案进行手术。治疗的手术入路有髂窝入路、Pfannen-stiel 入路、后正中入路、髋关节直接后方入路(DPA入路)、腹直肌外侧入路及联合入路,其中髋臼骨折E 型畸形愈合者使用先经后方DPA入路截骨松解,然后前方腹直肌外侧入路截骨松解初步复位固定,最后经后方DPA 入路完成最终复位及牢固固定。固定方式有接骨板固定、内置外固定架(INFIX)、外固定架、钉棒系统、通道螺钉及髂腰固定的单独固定或联合固定。骨性畸形愈合者行截骨矫形复位固定,非骨性愈合者显露原骨折断端后清除瘢痕组织,通过术中牵引、撬拨或钉棒系统复位等方式可获得复位。见表2。

表2 13例病人的治疗方法

围手术期预防性应用抗生素,术后24小时内拔除引流管,使用物理或药物预防深静脉血栓。术后24 小时即可行被动的髋关节功能锻炼,Tile B 型损伤在能忍受疼痛的情况下,下地负重康复,其余病人依据CT检查判定骨折愈合后下地逐步负重行走。

四、观察指标及评价标准

术后复位质量根据Matta 评分标准进行评估。末次随访时,髋臼骨折疗效根据Merle D'Aubigne 和Postel 评分标准、骨盆骨折根据Majeed 评分标准进行评定。

结 果

所有病人均顺利完成手术,手术时间为(194.38 ± 79.82)min,术 中 出 血 量 为(534.62 ±268.46)mL。按Matta 标准,骨折复位优良率为76.92%,术前模拟固定物位置与实际固定匹配程度高。所有病人获得5 个月~3 年的随访,髋臼骨折按照Merle D'Aubigne 和Postel 评分标准,髋关节功能优良率为75%,骨盆骨折Majeed 评分为(93.00±4.37)分。见表3。典型病例见图1。

图1 病人,男,6岁7个月,因高处坠落致骨盆环畸形,应用3D打印技术辅助手术 a~c:术前影像学检查示骨盆环畸形、患侧肢体内旋并短缩;d:术前按1∶1比例打印的3D模型,在3D打印模型上截骨,模拟手术,在模型上测量数据,根据数据选择合适的外固定架及通道螺钉;e、f:手术切口;g、h:术后影像学检查提示双侧骨盆环畸形得以纠正,双下肢短缩得以改善;i:截骨断端愈合后拆除内固定

表3 13例病人术中情况及术后评分结果

讨 论

骨盆髋臼骨折若未能获得恰当的治疗,则可能出现畸形愈合、骨盆失稳、双下肢不等长、下肢旋转畸形、疼痛影响行走等并发症。在合适的时机选择正确的治疗方案与骨盆髋臼骨折获得优良的治疗效果相关。Letournel 等[5]将陈旧性髋臼骨折分为1~20 d、21~120 d 和超过120 d。Johnson 等[6]对21~120 d 之间的陈旧性髋臼骨折病人进行了切开复位内固定,术后复位优良率为65%,低于新鲜髋臼骨折的手术优良率。骨盆髋臼骨折因其解剖结构特殊,邻近许多重要的组织脏器,术野显露有限,骨折断端难以获得满意复位;当损伤变为陈旧性的时候,由于软组织的挛缩、解剖紊乱、软骨磨损、骨溶解、畸形愈合等原因又进一步增加了手术的难度。

一、骨盆髋臼骨折变为陈旧性的原因

①骨盆髋臼骨折病人受伤的方式多为高能量损伤,合并其他组织器官损伤,待合并伤有效治疗后,错过了骨盆髋臼骨折最佳手术时间。②治疗方式选择失误,如使用单纯固定骨盆前环治疗Tile C 型骨盆损伤,或对有手术指征的病人进行保守治疗[7-8]。陈旧性骨盆髋臼骨折病人常因肢体短缩、下肢的旋转、坐位时坐骨不能正常接触物体、下肢难以正常负重行走、神经损伤难以恢复以及关节疼痛等原因严重影响生活质量而再次就医要求治疗[1,9]。

二、陈旧性骨盆髋臼骨折的手术指征

髋臼骨折属于关节内骨折,关节软骨面移位大于2 mm 即建议手术治疗[10]。骨盆骨折的手术指征有:骨盆环不稳定、部分撕脱骨折、开放性骨盆骨折、合并神经损伤的骨盆骨折[11]。儿童髋臼骨折的发生率极低,全骨盆高能量损伤多导致骨盆骨折。12岁以上的儿童骨盆骨折治疗原则与成人相同[11],但12岁以下儿童骨盆骨折手术适应证存在争议,没有大样本的研究能证实儿童骨盆畸形愈合与远期治疗的优良率是否呈正相关。Jean-Marc 等[12]综述过往文献后建议不稳定型骨折(Tile C)行手术治疗,对于部分稳定型骨折(Tile B),保守治疗和手术治疗的选择取决于畸形和预期的残余不稳定性。年龄较大的儿童髋臼骨折治疗与成人相同,年级较小的儿童髋臼骨折则需衡量骨折与骨骺生长发育之间的平衡再行决定。陈旧性骨盆髋臼骨折的手术适应证没有形成共识。梁卫东等[13]认为严重的骨盆环旋转移位或骨盆倾斜及双下肢不等长大于1 cm是手术适应证,骨盆环明显移位(包括垂直及旋转移位)大于1 cm 会导致行走步态改变,造成继发腰椎关节炎和下肢创伤性关节炎;未孕女性复位要求高于其他年龄组。我们的经验是:骨盆环的不稳会影响骨盆负重功能,垂直方向的移位畸形会导致步态异常,旋转畸形可能会导致尿失禁及盆底功能障碍,影响女性妊娠,这些是陈旧性骨盆损伤的手术适应证。陈旧性髋臼骨折在严重创伤性关节炎出现之前应尽可能地恢复关节面平整,避免或延缓髋关节置换治疗。

三、陈旧性骨盆髋臼骨折的手术入路

手术治疗陈旧性骨盆髋臼骨折能改善病人症状[14],其治疗的关键是松解复位并坚强固定。陈旧性骨盆髋臼骨折,受伤时间越长,软组织挛缩越严重,骨折复位或纠正畸形越困难,进而手术切口选择扩大入路或联合入路的需求越大[1,4-5]。当骨折端无骨性连接时,有望通过单一常规切口清除损伤处的部分瘢痕组织后获得复位或畸形纠正,对于软组织弹性较好、肌肉力量强度不大的儿童来说,同样有望通过常规切口完成手术。本研究治疗的两例儿童病人均不需完全松解即获得了良好的复位。联合入路的优良率要大于扩大入路,因骨盆髋臼的所有手术入路均难以获得骨折部位的完整显露。对于已骨性愈合的病人,常需联合入路来完成显露、松解、复位以及固定。本研究使用的手术入路有:髂窝入路、Pfannen-stiel入路、后正中入路、DPA入路、腹直肌外侧入路。髂窝入路在切开骨膜、沿髂骨内板剥离骨膜后使用肾上腺素盐水纱布填塞可减少术中出血;DPA 入路在切开臀大肌后经梨状肌及臀中肌肌间隙显露,创伤小;腹直肌外侧入路能结扎死亡冠后减少术中出血;其余入路逐层切开的同时充分止血能获得良好的术野显露。

四、陈旧性骨盆髋臼骨折的手术技巧

本研究采用的固定方式有:外固定支架、INFIX内固定支架、接骨板、髂腰固定、骶髂螺钉、耻骨支螺钉。髂腰固定能纠正骨盆环纵向的移位,本研究中存在骨盆环纵向移位的病人,使用超声骨刀截骨或松解瘢痕后使用髂腰固定能纠正纵向移位;术前应用3D打印技术预弯接骨板后,术中通过解剖的接骨板可辅助复位骨折端;陈旧性骨盆环损伤病人,前环复位后再移位的力量大,INFIX 内固定支架通过在LC-Ⅱ通道的致密骨区植入内固定物,联合接骨板能使前环获得稳定的固定;骶髂螺钉及耻骨支螺钉均属于微创固定技术,可减少术中出血,畸形愈合的病人术中使用常规骨刀截骨时断端出血多,截骨时使用超声骨刀能减少术中出血。本研究有两例病人使用超声骨刀进行截骨,一例6 岁7 个月,一例29 岁,两例病人截骨后断端出血少。术中松解骨折断端时出血较多,我们的经验是在清理瘢痕前即准备好,如肾上腺素盐水纱、预弯的接骨板、螺钉、复位钳等,松解骨折端后迅速复位骨折端并固定可减少术中出血。

五、3D打印技术的优势

术前仔细观察分析3D打印模型,能作出符合病人自身条件及所在医院医疗条件的术前决策[15-17]。在骨盆骨折畸形愈合病人的治疗中,通过在3D打印模型中进行截骨,可提前设计并选择好最佳截骨的部位、最佳截骨方向(有条件者可通过3D 打印技术设计出截骨导板),进而在术中获得精准截骨,截骨后进行术前矫形,通过测量并记录相对固定的骨质与矫形骨块间的关系(距离、角度、平面等),利于术中进行矫形,术前预弯内固定物,可通过完全解剖的内固定物进行骨折复位或矫形,通过观察内固定物与目标矫形物之间的关系,在术中判断矫形是否完成[4]。由于存在个体差异,特别是对于畸形愈合或难以获得解剖复位的骨盆髋臼骨折病人使用通道螺钉技术时,常规的通道螺钉技术中进针点、方向、长度均存在差异,3D 打印技术可在3D 模型中进行预演并记录,减少术中穿刺次数,术中透视次数、手术时间、手术风险[15-17]。

手术治疗陈旧性骨盆髋臼骨折手术难度大,治疗优良率低。本研究发现3D 打印辅助有助于掌握骨折特点、制定合理的手术方案、提高内固定物植入的精度、减少手术时间及术中出血量。由于本研究样本量较少,3D 打印辅助治疗骨盆髋臼陈旧性骨折的意义有待于多中心联合以获得大样本量的研究考证。

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