3D打印個體化導航模板在頸椎椎弓根螺釘植入的臨床應用研究

彭遠強 周敏光 曾勝田 伍學斌 鐘日君

(廣州中醫藥大學順德醫院，廣東 廣州 528333)

3D打印技術將模型數據作為基礎，以一定順序將熔融后材料進行堆積[1]。當前，在骨科手術中，3D打印技術得到廣泛應用，尤其是在頸椎椎弓根螺釘植入術中應用效果更理想[2]。本研究圍繞3D打印個體化導航模板在頸椎椎弓根螺釘植入的臨床應用進行探究，希望提高植入頸椎椎弓根螺釘準確度，改善臨床癥狀，提高生活質量。報告如下。

臨床資料

1 一般資料：選取2015年1月-2019年1月我院收治的40例頸椎椎弓根螺釘植入患者。納入標準：(1)納入可接受術后6個月隨訪患者；(2)納入經過臨床診斷，確診為頸椎骨折脫位患者；(3)納入頸椎骨折脫位，損傷節段為2-4節段。排除標準：(1)排除精神障礙，無法參加本研究患者；(2)排除合并重大疾病患者；(3)排除異常肝腎及凝血患者。將患者隨機分為2組，觀察組(n=20)女8例，男12例，年齡20-65歲，平均年齡(35.4±1.2)歲，脫落嚴重程度：Ⅳ度1例，Ⅲ度2例，Ⅱ度5例，Ⅰ度3例，無滑脫9例；致傷原因：車禍傷11例，墜落傷8例，重物砸傷1例。對照組(n=20)，男13例，女7例，年齡20-66歲，平均年齡(35.1±1.1)歲，脫落嚴重程度：Ⅳ度1例，Ⅲ度3例，Ⅱ度4例，Ⅰ度4例，無滑脫8例；致傷原因：墜落傷7例，車禍傷12例，重物砸傷1例。本研究已經得到患者同意，資料具有可比性(P>0.05)，醫院倫理委員會同意。

2 方法

2.1 3D打印導航模板：對觀察組患者行頸椎雙源64排CT掃描，對掃描條件設定，層厚0.5mm，512×512矩陣，電流150mA，電壓120kV，重建間隔0.5mm，對掃描完成后獲得數據保存。直徑3.0mm圓柱體模擬椎弓根螺釘置釘在MedCAD模式下建立，對矢狀位、軸位、冠狀位圖像在3D透視模式下觀察，并需對模擬螺釘方向和位置調整，保證最佳進釘路徑。對不同部位表面解剖形態提取，保持與解剖形狀厚度一致模版，獲取導航模版。在3D打印機中將導板文件導入，打印頸椎椎弓根置釘導板[3]。

2.2 手術方法：對所有患者進行全身麻醉，對患者頸部后正中切口棘突表面軟組織和椎板進行電刀剝離，顯示頸椎后部結構。(1)對照組應用傳統透視下椎弓根螺釘內固定術， 是由手鉆鉆孔到椎體內，定位針置入后，對其位置確認，將22-24mm 及3.5-4mm直徑長度置入，對其長度測量，連接棒預彎、安裝后，撐開、旋棒，對椎體復位。固定釘帽后，磨鉆椎板后方和側塊，進行植骨操作，接下來對引流管留置，對傷口逐層縫合。(2)觀察組應用3D打印個體化導航模板輔助內固定手術，對椎板顯露，將椎體椎板、棘突表面、關節突與導航模板緊貼，對導板固定，并在模版導向孔引導下磨掉進釘點骨皮質。使用電鉆進行鉆孔，將導航模版取下，對孔道使用探針檢查，對釘道擴大后，對釘道再次檢查。上釘后，與預彎、安裝棒連接，行旋棒、撐開等操作對椎體復位。對椎帽固定后，植骨椎板后方及側塊位置。接下來留置引流管，處理傷口。

3 觀察指標：(1)2組JOA及VAS評分對比，分別應用日本骨科學會(JOA)對治療效果評價，分數越高，治療效果越理想。應用視覺模擬量表(VAS)評價患者疼痛程度，紙面上劃1條10cm橫線，橫線一端為10，代表劇痛，另一端為0，代表無痛，中間位置表示不同程度疼痛。通過自身感覺進行橫線標記，標記疼痛程度。(2)2組置釘精確度對比，包含3級、2級、1級、0級4個指標，分別在手術前后對傷椎CT及正側位片拍攝，對下位與上位椎體后緣距離測量，椎體滑脫率指上位椎體前后徑與該距離比值，并根據椎弓根皮質與螺釘對應位置，評價置釘準確性。3級：出現神經及椎動脈損傷等并發癥； 2級：沒有螺釘穿破導致并發癥，椎弓根皮質被螺釘穿破2mm以上； 1級：椎弓根皮質被螺釘穿破<2mm，沒有螺釘穿破導致并發癥；0級：椎弓根皮質沒有突破[4]。

5 結果

5.1 2組JOA及VAS評分對比：觀察組JOA評分高于對照組，VAS評分低于對照組(P<0.05)，見表1。

表1 2組JOA及VAS評分對比(n，%)

5.2 2組置釘精確度對比：觀察組置釘準確度高于對照組(P<0.05)，見表2。

表2 2組置釘精確度對比(n，%)

討 論

3D打印導航模板具有較短學習曲線，且操作容易。頸椎椎弓根螺釘植入進釘點及方向固定，降低了對醫生依賴性[5]。不通過復雜操作3D打印導航模板，可縮短手術時間。在后方模糊椎體和解剖結構上具有很好引導效果。植入螺釘能夠降低不必要透視，進而降低對患者及醫生輻射，安全性較高。如果可對操作軟件熟練使用，可降低導板費用和操作時間，大部分地區均適用，具有較高推廣性[6]。

本研究在頸椎椎弓根螺釘植入過程中應用3D打印個體化導航模板取得較高效果。結果證實，觀察組VAS評分低于對照組(P<0.05)；觀察組置釘準確度、JOA評分高于對照組(P<0.05)。結果表明，在頸椎椎弓根螺釘植入過程中， 3D打印個體化導航模板臨床效果更理想，對置釘準確度和治療有效率提高具有非常重要作用，疼痛評分降低。

綜上所述，D打印個體化導航模板可提高植入頸椎椎弓根螺釘準確度，提高JOA評分，降低VAS評分，對手術有效率提高具有非常高臨床價值。