3D打印技術輔助胸腔鏡肋骨骨折反向內固定的臨床研究

叢樹亮

（巨野縣人民醫院胸外科，山東 巨野 274900）

隨著社會的快速發展，胸部創傷的發病率逐漸增加[1]。最常見的胸部創傷是肋骨骨折；由于胸壁不穩定和連枷胸，多發性骨折患者可發生嚴重的呼吸和循環功能障礙[2]。嚴重者可導致急性呼吸窘迫綜合征（ARDS），病死率為16%～20%。及時有效地治療骨折，預防各種并發癥是降低病死率、改善預后的重要方法[3]。肋骨骨折患者中，單肋骨骨折、多肋骨骨折、連枷胸分別為5%、41%和1%，其中單肋骨骨折通常能完全愈合[4]。多發性肋骨骨折通常發生在鈍性創傷后，常合并肺挫傷、血胸、氣胸和鈍性心臟損傷[5-6]，患者多采用切開復位和內固定的方法進行治療[7]。因評估方法和參考標準的不同，多發性肋骨骨折輕度損傷患者是否進行內固定手術治療尚有一定爭議[8-10]。傳統上，大多數患者采取保守治療，如鎮痛、胸外固定（胸帶繃帶、肋骨外固定鋼板固定、牽引固定）、呼吸機支持等[11]。由于非手術治療周期長，患者不得不長期忍受疼痛，限制日常活動，容易發生并發癥，嚴重影響患者的心理和生理[12]。本文隨機選取85例2018年至2021年間在巨野縣人民醫院進行肋骨骨折手術的患者，比較了3D打印胸腔鏡微創內固定術與常規開胸手術的療效。報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 隨機選取85例2018年至2021年間在巨野縣人民醫院接受肋骨骨折手術治療的患者。研究組47例，男29例，女18例，平均年齡（51.10±11.20）歲。傷害原因：交通事故傷32例，墜落傷8例，重物撞擊傷4例，墜落傷3例。單側肋骨骨折17例，雙側肋骨骨折30例；血氣胸38例，肺挫裂傷45例。對照組38例，男22例，女16例，平均年齡（50.10±10.80）歲。傷害原因：交通事故傷27例，墜落傷6例，重物撞擊傷3例，墜落傷2例。單側肋骨骨折11例，雙側肋骨骨折27例；血氣胸29例，肺挫裂傷33例。兩組患者年齡、性別、骨折部位無顯著性差異（P＞0.05）。患者對本研究知情同意并簽署知情同意書，本研究已獲得我院倫理委員會的批準。

1.2 方法

兩組患者均給予鎮痛、止血、抗感染等綜合對癥治療。兩組患者均采用氣管插管麻醉，患者均處于標準臥位。首先根據胸部情況處理嚴重氣胸和血胸。

對照組根據骨折部位采用前外側或后外側切口，固定后常規開胸，切口一般15～30 cm，術中骨折處肌肉游離，直視下解剖復位，鈦鎳合金肋骨骨折鋼板內固定，將胸腔閉式引流管置于腋窩中線第七根肋骨之間。

研究組應用3D打印技術輔助胸腔鏡下肋骨骨折微創反向內固定。切口一般為4～5 cm。在胸腔鏡下探查咯血，探查出血部位，并進行相應的止血以修復損傷。根據術前3D打印模型，在胸腔鏡下快速準確定位肋骨骨折位置，用電鉤打開骨折處的骨膜，推開肋間神經和血管，解剖復位肋骨。手術中無須放松胸壁肌肉。根據術前3D打印模型，選擇合適的模型和曲率反轉肋骨接骨板固定肋骨骨折，固定范圍和數量以消除連枷胸和胸壁塌陷為標準。常規縫合切口，在腋窩中線第七根肋骨間放置一根閉合的胸腔引流管。

1.3 術后恢復的評估標準

1.3.1 術后疼痛判斷標準 分為輕度疼痛、中度疼痛和劇烈疼痛3個級別；并發癥：嚴重疼痛癥狀，如昏厥和短期意識喪失。理想的鎮痛率=（輕度疼痛病例數+中度疼痛病例數）/該組例數×100%[13]。

1.3.2 手術效果評價 Ⅰ級：無胸痛，呼吸正常；影像學檢查顯示雙側胸廓對稱，肋骨排列整齊。Ⅱ級：無胸痛，呼吸正常；影像學檢查顯示胸部基本對稱，肋骨排列整齊。Ⅲ級：輕微胸痛；影像學檢查顯示胸部輕微塌陷或不對稱，少數肋骨排列整齊，位移在3 mm以內。Ⅳ級：胸痛，肋骨明顯移位，移位3 mm以上。總有效率=（Ⅰ級例數+Ⅱ級例數）/總病例數×100%。

1.4 統計處理 采用SPSS 17.0軟件統計和處理數據。計量數據用（）表示，采用t檢驗，計數數據用百分比（%）表示，采用χ2檢驗。P＜0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 呼吸指標 兩組護理前肺功能及血氣分析指標相似（P＞0.05）；護理后研究組肺功能、血氣分析指標較護理前明顯改善，而且優于對照組（P＜0.05）。見表1。

表1 兩組患者呼吸指標對比表（）

表1 兩組患者呼吸指標對比表（）

2.2 疼痛 研究組理想鎮痛率明顯優于對照組 （P＜0.05）。見表2。

表2 兩組疼痛情況比較

2.3 手術療效 研究組有效率高于對照組，差異有顯著性（P＜0.05）。見表3。

表3 兩組手術療效比較

3 討 論

肋骨骨折在胸部創傷患者中最常見，約占55%。對于胸部創傷引起的多發性肋骨骨折，目前尚無明確的手術指征[14-15]。有臨床試驗表明，多發性肋骨骨折復位內固定術比保守治療有更好的療效和術后恢復[16]。多項臨床試驗結果表明，機械通氣患者需要通過手術固定來保護自己的胸部，這有助于正常呼吸，減少多處肋骨骨折引起的疼痛[17-21]。在緊急情況下，外科肋骨固定術適用于胸部創傷、急性呼吸衰竭和無法機械通氣的患者。建議肋骨骨折伴慢性癥狀性骨不連的患者推遲手術治療[22]。最近的一項研究評估了多處肋骨骨折對患者身體的長期功能影響。結果表明，近三分之一的多發性肋骨骨折患者會有慢性疼痛，其中近一半患有慢性疾病[23]。此外，肋骨骨折固定治療癥狀性骨不連已被證明是安全、可行且可能有益的[24]。

本研究主要針對多處肋骨骨折，即相鄰五處肋骨有兩處以上骨折。這種創傷通常是由強大的外力引起的，這種外力可與嚴重的胸部創傷，如血胸和肺挫傷相結合。如果不及時處理，可能會導致呼吸和循環系統紊亂，嚴重情況下會迅速死亡[25]。臨床上，對無明顯肋骨移位或內臟損傷的患者常采用保守治療。主要方法有胸腔閉式引流、寬膠帶繃帶、多頭胸帶、彈性胸帶捆綁固定或外固定。采用這種方法的患者制動嚴重，疼痛嚴重，術后恢復時間長[26]。患者必須嚴格臥床休息。同時，輕微的活動甚至咳嗽可能會導致劇烈疼痛。咳痰的效果很差，這通常會導致并發癥，如累積性肺炎和壓瘡。使用普通氣管插管機械通氣可以緩解連枷胸引起的呼吸窘迫[27]，但肺部并發癥的發生率很高。

3D打印有助于復雜肋骨骨折的內固定。長期以來，內固定鈦板和螺釘一直是固定多發性肋骨骨折的標準材料。要求植入材料必須與患者的解剖結構一致。美國食品和藥物管理局批準的使用說明表明，手術期間反復彎曲可能會增加鋼板失效的風險，因此應盡可能降低固定材料的彎曲程度[28]。在這種背景下，3D打印制造的肋骨固定裝置應運而生。近年來，隨著3D打印技術的發展和模擬成像軟件的進步，以及材料科學的進步，3D打印已經在許多生物醫學領域得到了發展[29-33]。因此，3D打印技術在肋骨內固定手術中可能變得更有價值，這需要多機構的前瞻性研究來證實3D打印的安全性和可行性。

本研究通過3D打印技術，根據可視化的3D圖像模型，對骨折位置進行準確定位。①將皮膚設置為半透明狀態，在視覺狀態下測量肋骨骨折的水平距離，合理設置皮膚切口和手術入路，以達到更微創的治療效果。②根據3D圖像模型，選擇的肋骨連接件高度和曲率完全滿足肋骨斷裂處肋骨高度和曲率的要求。它緊密貼合，模擬良好的固定，避免重復更換固定鋼板，增加創傷，延長手術室，或因鋼板的選擇而導致固定不穩定。③根據3D圖像模型，患者及其家屬可以更好地了解病情，有利于術前醫患溝通，取得良好效果。數字化醫療技術有助于醫護人員全面了解肋骨骨折的三維解剖關系，準確定位肋骨骨折，并設計個性化的微創手術方案。④通過3D打印技術，可以更直觀、立體地了解骨折情況，有利于術前安全評估、醫患溝通和術中操作導航。

傳統開胸肋骨固定術具有創傷大、手術時間長、出血量大、術后疼痛明顯、住院時間長等缺點。與傳統開胸手術相比，電視胸腔鏡下應用鈦鎳合金肋骨鋼板治療多發性肋骨骨折有其獨特的優點：手術定位準確，創傷小，術中出血少，疼痛輕，術后早期拔管，恢復快，住院時間短，療效可靠。目前，胸腔鏡手術的范圍越來越廣，但不能完全取代開胸手術。在胸腔鏡手術中，如果懷疑合并胸部器官或肋間血管損傷，也必須根據情況改為常規開胸手術。肋骨骨折常用的內固定材料包括克氏針、可吸收棒等，但有許多缺點。鈦鎳合金肋板是一種技術成熟的內固定，具有良好的抗扭轉和抗彎曲性能。用其進行骨折復位穩定可靠，具有良好的組織相容性[14,34]。對CT等檢查無影響，成像清晰，操作簡單，無須二次手術切除，不易損傷肋間神經和血管。本研究發現，3D打印技術輔助胸腔鏡肋骨骨折微創逆向內固定治療多發性肋骨骨折具有創傷小、恢復快、住院時間短、術后呼吸功能恢復快等優點。它減輕了患者的負擔，提高了生活質量。是一種安全、方便、有效、微創的先進方法。

3D打印輔助胸腔鏡微創肋骨骨折反向內固定術能明顯減輕疼痛，減少術中出血，降低肺部感染的發生率。根據打印的肋骨模型，選擇合適的反向環抱肋骨記憶合金固定器進行手術設計。其優點之一是避免因條件不當而重復更換植入物，縮短手術時間。本實用新型具有骨折，尤其是粉碎性骨折解剖對齊，內固定牢固，創傷小，術后1 d即可下床，早期拔管，術后呼吸功能恢復快，住院時間短等，減少護理工作量，并發癥少。值得臨床推廣。