3D打印個性化導航模板在初次髖關節置換后假體翻修術中的應用價值

周建敏 汪文玉 付曉玲 雙鷗

(1上饒市人民醫院骨科,江西 上饒 334000;2南昌大學第二附屬醫院骨科)

現階段臨床對于發生股骨頭壞死或股骨頸骨折患者的首選治療方案為手術治療，因髖關節解剖位置較為復雜，骨折損傷后期發生病變風險及病變程度較為嚴重，加之髖關節置換術對主刀醫師的經驗有較高要求，且操作難度較大，因此該術也是臨床較為復雜的手術之一〔1,2〕。術后患者還可能發生如感染、假體異常等情況〔3〕。近幾年，3D打印技術在臨床中的應用越來越廣泛，在患者需要進行假體翻修術前，予以其3D打印個性化導航模板輔助能有效縮短假體置入時間，進而降低手術暴露時間，控制并發癥的發生風險，對患者手術順利及預后情況產生一定的有利條件〔4,5〕。本文擬分析3D打印個性化導航模板在初次髖關節置換后假體翻修術中的應用價值。

1 資料與方法

1.1研究對象 隨機選取2019年2月至2021年2月接受上饒市人民醫院初次髖關節置換術治療且需進行假體翻修術的76例患者，其中在術前未接受3D打印個性化導航模板者為對照組(38例)；而術前接受3D打印個性化導航模板者為研究組(38例)。其中對照組男20例，女18例，年齡52～87歲，平均(68.95±5.34)歲；左側髖部16例，右側髖部22例。研究組男21例，女17例，年齡53～88歲，平均(68.87±5.37)歲；左側髖部19例，右側髖部19例。兩組一般資料具有均衡性(P>0.05)。本研究符合醫學倫理委員會的審批標準。

1.2納入及排除標準 納入標準：(1)患者對本研究內容知情且自主同意參與；(2)患者均為初次髖關節置換術；(3)接受假體翻修術；(4)臨床資料完整。排除標準：(1)存在其他部位骨折者；(2)確診骨腫瘤、骨質疏松者；(3)嚴重心血管疾病者；(4)凝血功能障礙者；(5)交流障礙者。

1.3治療方法 對照組根據術中所見骨缺損情況及醫師經驗選擇合適的假體，置入翻修所用的假體后，應用沖洗裝置予以切口沖洗，檢查患者是否出現出血(活動性)，并留置引流管。進行清點器械、紗布數量無誤，逐層縫合切口，并予以敷料包扎。術中不予以拍片，當患者發生較多出血時，積極進行輸血治療。患者清醒后返回普通病房。

研究組在進行假體翻修術前進行3D打印個性化導航模板，術前行常規CT檢查，掃描層厚設置為0.625 mm，將所獲得的數據以通信格式及醫學數字導出并進行存儲。應用Mimics10.0軟件對患者健側的股骨近端予以三維建模。應用逆向工程技術獲取反向的股骨模型，采用3D打印機中將生成的數據文件導入，執行3D打印，ABS樹脂為打印材料。術前依據患者髖關節的實體模型評估骨缺損的基本情況，進行手術規劃及預演，并為較為嚴重的髖關節骨缺損患者定制具有個性化、針對性的截骨模型，選擇適用磨具及假體送往手術室進行消毒、備用。

手術由同一批醫師完成，予以兩組全身麻醉。鋪無菌手術單并進行常規消毒，在原有手術切口位置予以切開，皮膚-皮下組織-筋膜-瘢痕組織。髖關節顯露后，予以關節液進行培養，肉眼評估患者感染的控制情況。創面干凈則進行再次清創，術區應用Ⅲ型安爾碘浸泡，時間約為5 min，再予以生理鹽水反復進行脈沖沖洗，3次為宜。通過3D打印掌握患者股骨側骨缺損及髖臼情況，明確髖臼假體的安放角度及位置，依據骨模型置入翻修假體。

1.4觀察指標 (1)觀察兩組圍術期指標情況。包括術中出血量、手術時間、術后引流量、住院時間及下地活動時間情況。(2)觀察兩組術前、術后1個月、3個月髖關節功能評分及術后1 w外展角、前傾角。患者髖關節功能應用Harris髖關節功能標準進行評估，包括疼痛、活動范圍、行走距離等，滿分100分；髖關節功能>90分為優良；80分<髖關節功能≤90分為較好；70分<髖關節功能≤80分為尚可；髖關節功能≤70分為較差。(3)觀察兩組術前、術后1個月、3個月、6個月疼痛情況。患者疼痛情況應用語言描述疼痛評分法(VRS)予以評估。VRS總分為10分；7～10分為重度疼痛；4～6分為中度疼痛；1～3分為輕度疼痛；0分為無痛。(4)觀察兩組術后并發癥(關節脫位、髖部疼痛、神經損傷、感染復發、深靜脈血栓)情況。

1.5統計學方法 應用SPSS22.0統計軟件進行t檢驗、χ2檢驗。

2 結 果

2.1兩組圍術期指標情況比較 研究組術中出血量、手術時間、術后引流量、住院時間及下地活動時間顯著低于對照組(P<0.05)。見表1。

表1 兩組圍術期指標情況比較

2.2兩組術前、術后1個月、3個月髖關節功能評分及術后1 w外展角、前傾角比較 術前兩組髖關節功能評分、外展角、前傾角無統計學差異(P>0.05)，研究組術后1個月、3個月髖關節功能評分顯著高于對照組，術后1 w外展角、前傾角顯著低于對照組(P<0.05)。見表2。

2.3兩組術前、術后1個月、3個月、6個月疼痛評分比較 術前兩組疼痛評分無統計學差異(P>0.05)，研究組術后1個月、3個月、6個月疼痛評分顯著低于對照組(P<0.05)。見表3。

2.4兩組術后并發癥情況比較 研究組術后并發癥發生率(5.26%，髖部疼痛、神經損傷各1例)顯著低于對照組(21.05%，關節脫位、感染復發各1例，髖部疼痛、神經損傷、深靜脈血栓各2例；χ2=4.145、P=0.042)。

表2 兩組術前、術后1個月、3個月髖關節功能評分及術后1 w外展角、前傾角比較

表3 兩組術前、術后1個月、3個月、6個月疼痛評分比較分,n=38)

3 討 論

隨著現代假體材料的不斷改進及醫療技術的進一步發展，進行關節置換的患者越來越多，其中約有60%的患者均實施過髖關節置換術〔6〕。髖關節置換術較為常見的并發癥為假體移位、松動或深部感染等，也是導致手術失敗的重要因素，且患者多數需實施假體翻修術〔7〕。與髖關節置換術相比，假體翻修術更加復雜，且預后情況相對較差。翻修術的重點問題在于患者髖臼側骨出現缺損，以往傳統的打壓植骨治療法雖具有尚佳的短期療效，但遠期假體移位、松動率較高〔8〕。

3D打印技術為一種新型醫療技術，適用范圍較廣泛，在醫學(尤其是骨科領域)領域應用增多。3D打印技術所制作的髖臼杯表面相對粗糙，具有較多的不規則微孔，且微孔結構與人體骨小梁結構較為相似，能最大程度提升髖臼杯摩擦力，對術后穩定性具有一定的有利條件〔9〕；能有效解決宿主骨與假體接觸面積較小的問題，對骨整合的促進作用，降低假體松動的發生風險。加之個體化的墊塊及髖臼杯利于骨缺損的修復效果，于術前依據3D打印技術所設計出的手術方案，能精確設計出假體大小、型號及支撐材料的大小、類型、穩定方式及位置，精確術中墊塊及髖臼杯的置入位置、方向，大大縮短修復術的手術時間，進而降低出血量及術后引流量，又因手術時間縮短，患者手術切口暴露時間較短，能在極大程度上降低術后并發癥的風險〔10〕。

患者并發癥得以控制，且術前進行3D打印不僅有利于醫患溝通，還能在最大程度規避手術盲目性，提供更加直觀的股骨病變及髖臼位置的具體立體情況，還能在術前模擬手術流程，觀察病變位置結構改變，做到真正的個體化醫療，顯著縮短其下地活動時間，對患者髖關節的恢復具有重大價值〔11〕。本研究中研究組術后1個月、3個月髖關節功能評分高于對照組，術后1 w外展角、前傾角低于對照組，這與王榮詩等〔12〕提出的研究結論具有同質性，但本研究與其對比具有一定優勢，因本研究增加了兩組疼痛情況比較，提示初次髖關節置換后假體翻修術前應用3D打印個性化導航模板顯著降低患者疼痛程度。

綜上，初次髖關節置換后假體翻修術前應用3D打印個性化導航模板能改善患者疼痛及髖關節功能情況，明顯縮短手術及住院時間，降低并發癥風險。