髂骨、坐骨和耻骨共同构成了人体的髋骨，结构组合之间有一个宽大的窝，这就是髋臼，它是髋关节非常重要的组成部分[1]。髋臼骨折一般是受到间接暴力或挤压暴力所致，此外髋关节活动幅度过大，超重负荷等原因造成髋关节损伤，也会波及髋臼[2]。髋臼骨折是临床骨科当中较为严重的创伤，比较常见的就是人体从高处坠落而造成髋臼移位骨折。由于髋臼生理结构较为复杂，而临床上又缺乏对髋臼骨折行之有效的诊治方法，由此加大了对髋臼骨折诊断与治疗的难度，再加上髋臼关节功能较为重要，治疗时若不能完全了解其解剖结构，将很难进行针对性治疗，严重影响髋骨骨折患者的生活质量[3]。3D打印技术是目前最新的三维建模技术，能够立体多方位显示髋臼解剖结构，精准定位骨折部位[4]。我院骨科于2014年3月引入3D打印技术，并应用于髋臼骨折的诊断与手术治疗。本研究观察3D打印技术在髋臼骨折患者诊治中的应用效果及对肢体功能的影响，并与传统手术治疗方法进行比较，现报告如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料 选择2014年3月—2016年12月在我院进行治疗的髋臼骨折患者86例，并按照到院就诊顺序均分为2组：序号单数的43例患者归入3D组，采用3D打印技术辅助诊断与手术治疗；序号双数的43例患者归入传统组，采用传统手术治疗方法。3D组男性23，女性20，年龄36～49岁，平均(42.5±2.4)岁；髋臼骨折后距离手术时间3～6 d，平均(4.6±1.3) d。传统组男性24，女性19，年龄37～50岁，平均(43.6±3.2)岁；髋臼骨折后距离手术时间4～7 d，平均(5.3±1.2) d。3D组与传统组性别、年龄及距离手术时间等差异均无统计学意义(P>0.05)。2组患者骨折原因及AO分型详见表1。
本研究经医院伦理委员会同意。
表1 2组骨折原因及AO分型
Table 1 Fracture causes and AO classification between two groups (n=43，例数)
1.2 入选与排除标准 入选标准：①髋关节疼痛、不稳定；②髋臼骨折位移超过3 mm[5]；③头臼明显不匹配；④前壁/前柱骨折且伴有股血管损伤[6]。排除标准：①受伤时间距离入院时间>3周患者；②合并较为严重骨质疏松老年患者；③伴有其他严重疾病的患者。
1.3 方法 2组术者均为同一外科医师。传统组术前进行X线检查及螺旋CT(德国西门子，LYSB-CT01531)扫描，医生根据检查结果判断骨折分型，制定手术方案，全身麻醉，根据不同骨折分型选择相应手术入路。3D组术前进行X线检查，了解患者骨折范围，再应用螺旋CT扫描患者骨盆至股骨区域的解剖构造，CT扫描时电压设定为95 kV，电流设置为110 mAs，螺距调至0.6 mm。将CT扫描到的数据以DICOM格式导入Mimics，再根据CT扫描数据进行髋臼结构三维模型的构建，采用3D打印技术将髋臼骨折患者的骨盆-股骨模型打印出来。为确保手术能顺利进行，手术医生可预先在3D打印出来的模型上试验，熟悉相关手术操作，提前制定好手术方案及突发事件的应对措施。根据重建模型了解骨折块的生理解剖位置，依据AO分型治疗原则，预先模拟手术复位，通过模拟复位骨折模型，选择合适的手术入路。于复位骨折模型上作标记，以便确定术中放置钢板、孔钉的位置，再根据3D打印出来的模型进行预先折弯，根据手术需要合适孔数钢板，先完成大弧度的折弯，再进行小弧度折弯，或者也可以在3D模型上进行钢板预弯。手术开始前30 min对患者实施全身麻醉，患者取半侧卧位，将其患侧臀部垫起与手术台成43～45 °夹角，选择正确入路口，按照手术前制定好的方案，对患者骨盆内面及其前柱部位进行复位，调整患侧臀部与手术台成90 °夹角，以便观察到髋臼后柱及后壁解剖结构，找出骨折端行骨折复位[7]。将预弯钢板置入髋臼前后柱及后壁，再用事先根据3D打印技术设计的螺钉进行固定，术中辅以X线透视观察髋臼骨折是否复位、固定良好。3D技术打印画面见图1。
图1 术前3D技术打印画面
Figure 1 Preoperative 3D technology print screen
1.4 疗效评定标准 ①指标统计：分别记录2组手术时间、术中出血量、术后引流量。②复位效果评价：根据影像学Matta法[4]评价骨折复位效果，复位误差≤1 mm为优，复位误差<3 mm为良，复位误差≥3 mm为差。③髋关节功能评分：采用Charnley功能评分[5]对2组髋关节功能恢复情况进行评价，包括疼痛、行走、运动3项，每项6分；17～18分评定为优，14～16分评定为良，13分及以下评定为差。
1.5 统计学方法 应用SPSS 19.0统计软件分析数据。计量资料比较采用t检验；计数资料比较采用χ2检验；等级资料比较采用秩和检验。P<0.05为差异有统计学意义。
2 结 果
2.1 2组相关指标比较 3D组手术时间、术中出血量、术后引流量均明显短于或少于传统组，差异有统计学意义(P<0.05)，见表2。
表2 2组相关指标比较
Table 2 Comparison the difference of correlation index between two groups
2.2 2组复位效果比较 3D组复位效果及优良率均优于传统组，差异有统计学意义(P<0.05)，见表3。
表3 2组髋关节功能恢复情况比较
Table 3 Comparison of hip joint function recovery between two groups (n=43，例数，%)
3 讨 论
髋臼骨折的类型较多且结构复杂，髋臼骨折结构暴露不充分是临床手术的一大难点，不能预先了解髋关节的整体结构及骨折程度，手术过程中容易造成骨折部位周围神经、血管及软组织等的损伤[8]。传统手术治疗方案的设计及操作主要依赖于手术医生的个人技能和自身临床经验，难以精准地判断患者的骨折线，而对于螺钉的选择、钢板的置入位置等均只能在术中决定，由于缺少三维空间的引导，手术操作具有很大的被动性[9-10]，造成手术创伤大、复位效果不佳、住院时间长，预后可能伴有髋关节疼痛及畸形等不良症状[11-12]。3D打印技术在骨科临床手术中的应用有髓臼骨折修复固定术、髋臼骨折复位术及髓关节置换术等，均表现出显著的应用效果。3D打印技术实现了“精准外科”的目标，减少了手术时间及手术创伤[13]。此外，该技术在临床医学上的应用主要为手术方案的制定、人体结构的模型重建、骨组织模拟仿真及假体制造等[14]。3D打印技术应用于骨科关节骨折的诊断，能够根据螺旋CT扫描数据进行关节结构三维模型的构建，构造的仿真模型可与真实骨关节结构、大小一致，有助于手术医生正确判断骨折分型，预先了解骨折部位的损伤情况，明确骨块之间的关系，提前模拟对骨折块的复位与固定操作，不断修正、完善手术方案，使手术方案更加精确，术前根据手术方案选择合适的材料提前进行塑形，手术中就能直接或微调后使用，减少手术中的工作量，也极大地缩短了手术时间，提高了手术效率。
本研究结果显示3D组手术时间、术中出血量、术后引流量明显短于或少于传统组。临床上通常通过行关节面解剖复位以达到恢复其正常解剖关系的目的，但由于髋臼周围织结构较为复杂，解剖关系难以梳理，关节面暴露困难，这些均极大增加了髋臼骨折的治疗难度，而采用3D技术打印患者的仿真髋关节模型，可预先在该模型上测量螺钉长度、设计螺钉入路及钢板预弯等相关术前模拟准备，手术过程中仅需要按照预先设置好的手术方案操作即可，既能确保手术的精准性，又能缩短手术时间、减少了术中出血量及术后引流量，一举数得[15]。本研究结果还显示，3D组临床疗效及复位优良率优于传统组。3D技术已被广泛应用于工业设计、模具制造、建筑施工、教育等多个领域，该技术主要借助数字技术材料打印机实现物体的仿真重建。根据影像学Matta法对复位效果的评定可知，复位误差<3 mm患者才能获得较好的预后，而复位误差≥3 mm则提示其预后欠佳。因此，术前获取直观、详细的髋关节结构，能够更加精准地操作骨折块复位与内固定物的放置，有利于保护骨折部位周围神经、血管及软组织等，减小复位误差，使患者预后向好的方向发展，这对提高髋臼骨折的治疗效果具有显著的促进作用。本研究结果也印证了这一结论。本研究采用Charnley功能评分对2组髋关节功能恢复情况进
行评价，结果显示3D组髋关节功能恢复情况明显优于传统组。这与复位效果有着一定的相关性，3D打印技术辅助手术治疗可以提高手术操作的精准性，髋关节复位效果佳，患者预后好，有助于髋关节功能的恢复。术后再采取针对性的护理服务，更能提升临床治疗效果，加快患者肢体功能的恢复速度。由于该手术创伤小,不会对患者肌肉伸展及神经功能造成不良影响，故缩短了患者康复周期,术后无疼痛症状,患者可以早日出院，恢复正常的工作生活。王锋等[16]报道13例髋臼骨折患者经辅助3D打印技术手术治疗后，髋关节复位优良率为92.3%。本研究复位优良率与其相近，均认为3D打印技术是一种治疗髋臼骨折的有效辅助方法。
综上所述，在髋臼骨折诊治中应用3D打印技术能够减少手术创伤及手术时间，使手术更安全精确，降低手术风险，减少术中出血量，有利于加快髋臼骨折患者的肢体功能恢复，促进患者预后向好的方向发展。总之，临床应用效果显著，值得推广。
[参考文献]
[1] 陆俭军,谭海涛,张国栋,等.数字化设计联合3D打印技术在髋臼骨折手术中的应用[J].广西医科大学学报,2016,33(5):818-820.
[2] 李涛,陈卓夫,龚辉,等.3D打印技术在复杂髋臼骨折术中的初步临床应用[J].中国骨与关节损伤杂志,2016,31(4):387-388.
[3] 周伟力,雷青,张先家,等.3D打印技术在髋臼骨折手术中的临床应用[J].医学临床研究,2014,31(6):1097-1103.
[4] 张国明,周东生,贺宇,等.3D打印技术在复杂髋臼骨折治疗中的应用[J].中华创伤骨科杂志,2016,18(4):306-311.
[5] 陈希聪,张念军,陈金雄,等.3D打印技术辅助髂腹股沟两窗切口治疗髋臼骨折的研究[J].现代中西医结合杂志,2017,26(10):1046-1048.
[6] 邓爱文,熊日波,何伟明,等.髋臼骨折中应用3D打印技术术后的康复策略[J].南方医科大学学报,2014，12(4):591-593.
[7] 王锋,汪国栋,Xie C,等.3D打印技术在髋臼后壁骨折手术治疗中的应用[J].中华创伤骨科杂志,2016,18(2):120-125.
[8] Chanarodríguez F,Ma
anes RP,Rojomanaute J,et al. 3D surgical printing and pre contoured plates for acetabular fractures[J]. Injury,2016,47(11):2507-2511.
[9] 胡林勇,陈秋生,钟美莲,等.3D打印在髋臼骨折并骨盆骨折中的临床应用[J].中华实用诊断与治疗杂志,2016,30(9):867-869.
[10] Radenkovic D,Solouk A,Seifalian A. Personalized development of human organs using 3D printing technology[J]. Medical Hypotheses,2016,87:30-33.
[11] 范士洁,赵滨,陈洪强.3D打印技术辅助手术治疗髋臼骨折初步体会[J].贵州医药,2016,40(4):380-381.
[12] Wu CW,Kuo CY,Lin JW,et al. Application of a WGM optical fiber probe fabricated by 3D printing technology for glucose concentration measurement[J]. Optical & Quantum Electronics,2017,49(1):29.
[13] Nyberg EL,Farris AL,Hung BP,et al. 3D-Printing Technologies for Craniofacial Rehabilitation,Reconstruction,and Regeneration[J]. Ann Biomed Eng,2016,45(1):1-13.
[14] 黄华军,张国栋,欧阳汉斌,等.基于3D打印技术的复杂胫骨平台骨折内固定手术数字化设计[J].南方医科大学学报,2015，5(2):218-222.
[15] Yang P,Du D,Zhou Z,et al. 3D printing-assisted osteotomy treatment for the malunion of lateral tibial plateau fracture[J]. Injury,2016,47(12):2816-2821.
[16] 王锋,汪国栋,刘曦明,等.3D打印技术在髋臼双柱骨折手术治疗中的应用[J].华南国防医学杂志,2016，8(5):308-311.