3D打印模擬精準(zhǔn)截骨在治療兒童發(fā)育性髖脫位中的臨床應(yīng)用

王樹輝，王建真，張青

（河北省滄州中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院 骨一科，河北 滄州 061001）

0 引言

兒童發(fā)育性髖關(guān)節(jié)脫位是一種下肢畸形疾病，臨床癥狀主要為下肢不等長(zhǎng)、臀紋不對(duì)稱等，嚴(yán)重影響患兒的正常生活[1]。以往常采用保守治療、手術(shù)治療等，手術(shù)治療主要采取骨盆截骨聯(lián)合股骨截骨手術(shù)。但對(duì)行手術(shù)治療者而言，由于髖關(guān)節(jié)的病理結(jié)構(gòu)，患兒通常需要在矯正及復(fù)位后，再行固定，因術(shù)中缺乏精準(zhǔn)評(píng)估，進(jìn)而對(duì)療效產(chǎn)生影響[2]。近年來，隨著影像學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，3D打印技術(shù)廣泛應(yīng)用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中[3]。鑒于此，本研究旨在探討3D打印模擬精準(zhǔn)截骨治療兒童發(fā)育性髖脫位的臨床效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016年6月至2017年10月我院收治的40例發(fā)育性髖脫位患兒進(jìn)行研究，采用隨機(jī)數(shù)字表法分為研究組（n=20）和對(duì)照組（n=20）。研究組中，男女例數(shù)為8例和12例；年齡30～50（38.36±3.17）個(gè)月；Tonnis脫位分級(jí)程度：Ⅱ型6髖，Ⅲ型14髖。對(duì)照組中，男女例數(shù)為7例和13例；年齡30～52（38.42±3.19）個(gè)月；Tonnis脫位分級(jí)程度：Ⅱ型5髖，Ⅲ型15髖。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)并通過，且患兒及其家屬均簽署了知情同意書。兩組的一般資料比較無差異，具有可比性（P＞0.05）。

入選標(biāo)準(zhǔn)：①確診為發(fā)育性髖脫位者；②臨床資料完整者；③無手術(shù)禁忌者。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①存在手術(shù)禁忌者；②合并血液系統(tǒng)疾病者；③合并嚴(yán)重肝腎疾病者；④合并精神疾病者。

1.2 手術(shù)方法

對(duì)照組予以骨盆截骨和股骨截骨術(shù)，采取全麻，取仰臥位，將患側(cè)墊高，局部常規(guī)消毒。經(jīng)股骨近端外側(cè)作一切口行粗隆下截骨術(shù)和股骨截骨術(shù)。

研究組予以3D打印方案，術(shù)前采用Philips64排螺旋CT進(jìn)行掃描，將掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件分析，使用3D打印機(jī)打印1∶1骨盆模型，在骨盆模型和股骨模型上行骨盆截骨和股骨截骨模擬手術(shù)，測(cè)量模型的髖臼指數(shù)、髖臼前傾角、股骨頸前傾角、頸干角等參數(shù)，分析股骨頭和髖臼的匹配關(guān)系，根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行手術(shù)。

1.3 觀察指標(biāo)及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

比較兩組患兒的形態(tài)學(xué)參數(shù)、髖關(guān)節(jié)功能。髖關(guān)節(jié)功能：采用Mackay評(píng)分進(jìn)行評(píng)估[4]，①優(yōu)：關(guān)節(jié)屈伸及旋轉(zhuǎn)正常，沒有脫位；②良：關(guān)節(jié)屈伸受限＜20°，且沒有脫位；③差：關(guān)節(jié)屈伸及旋轉(zhuǎn)受限＞50°。優(yōu)良率=（優(yōu)+良）/總例數(shù)×100%。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

以SPSS 20.0軟件行數(shù)據(jù)分析，一般資料、髖關(guān)節(jié)功能以[n(%)]形式顯示，行χ2檢驗(yàn)；形態(tài)學(xué)參數(shù)以（±s）形式顯示，行t檢驗(yàn)；組間比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)；P＜0.05時(shí)為組間數(shù)據(jù)對(duì)比存在顯著差異。

2 結(jié)果

2.1 兩組的髖關(guān)節(jié)功能比較

與對(duì)照組比較，研究組的優(yōu)良率更高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。見表1。

表1 兩組髖關(guān)節(jié)功能比較[n(%)]

2.2 數(shù)字化模型與實(shí)物模型參數(shù)比較

數(shù)字化模型與實(shí)物模型的股骨前傾角、股骨頸干角、髖臼長(zhǎng)軸、髖臼短軸、髖臼表面積、髖臼容積比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。見表2。

表2 數(shù)字化模型與實(shí)物模型參數(shù)比較（±s）

表2 數(shù)字化模型與實(shí)物模型參數(shù)比較（±s）

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典型病例

圖1

圖2

3 討論

發(fā)育性髖關(guān)節(jié)脫位是一類較高發(fā)的骨科疾病，患病后易導(dǎo)致患兒在生長(zhǎng)發(fā)育中失去正常的發(fā)育能力，影響患兒正常生長(zhǎng)發(fā)育[5]。由于發(fā)育性髖關(guān)節(jié)脫位是髖臼和股骨頭的對(duì)應(yīng)關(guān)系及形態(tài)異常引起，因此臨床多采取骨盆聯(lián)合股骨截骨手術(shù)治療[6]。相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，截骨聯(lián)合股骨截骨術(shù)治療發(fā)育性髖關(guān)節(jié)脫位后出現(xiàn)并發(fā)癥的原因主要為手術(shù)操作不夠精準(zhǔn)[7]。以往臨床常采用CT檢查觀察兒童發(fā)育性髖脫位的形態(tài)改變及測(cè)量髖臼角度，但效果并不理想。目前臨床嘗試將3D打印技術(shù)用于術(shù)前模擬截骨治療[8]。3D打印手術(shù)能夠較準(zhǔn)確的還原患兒的髖關(guān)節(jié)病理形態(tài)，優(yōu)化設(shè)計(jì)導(dǎo)板幫助醫(yī)師確定手術(shù)治療導(dǎo)向，從而提高治療效果。

姚明木等的研究結(jié)果曾報(bào)道[9]，數(shù)字化模型與實(shí)物模型形態(tài)學(xué)參數(shù)中股骨頸干角、股骨前傾角、髖臼短軸、髖臼長(zhǎng)軸、髖臼表面積相比均差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.5)。本研究結(jié)果顯示，研究組的形態(tài)學(xué)參數(shù)與實(shí)物模型比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。本研究結(jié)果與姚明木等[9]的數(shù)據(jù)基本一致。結(jié)果說明：3D打印模擬精準(zhǔn)截骨治療發(fā)育性髖關(guān)節(jié)脫住患兒的矯正效果明顯，但與模型參數(shù)不完全一致。分析原因可能與測(cè)量方法有關(guān)，數(shù)字模型測(cè)量是嚴(yán)格按照定義進(jìn)行操作，但實(shí)物測(cè)量是采用拍攝照片的方式，因此易產(chǎn)生誤差，但不顯著[10]。

李曉博的研究結(jié)果曾報(bào)道[11]，研究組Mackay評(píng)分優(yōu)良率為96.67%，高于對(duì)照組的70.00%（P＜0.05）。本研究結(jié)果顯示，研究組的優(yōu)良率明顯高于對(duì)照組(P＜0.05)；研究組的形態(tài)學(xué)參數(shù)與實(shí)物模型比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。本研究結(jié)果顯示，本研究結(jié)果與李曉博[11]的數(shù)據(jù)基本一致。結(jié)果說明：3D打印模擬精準(zhǔn)截骨治療可改善患兒的髖關(guān)節(jié)功能。分析原因可能為：3D打印能還原患兒的髖關(guān)節(jié)形態(tài)結(jié)構(gòu)，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)縮短定位及定向的時(shí)間，有助于提高手術(shù)的成功率[12]。

綜上所述，3D打印模擬精準(zhǔn)截骨治療通過術(shù)前模擬手術(shù)操作，準(zhǔn)確且直觀的觀察兒童發(fā)育性髖脫位的骨盆髖臼和股骨頭的對(duì)應(yīng)關(guān)系，提高手術(shù)治療效果，值得在臨床廣泛推廣應(yīng)用。