计算机辅助数字化模型联合 3D 打印导板定位 应用于骨盆骨折修复术患者的效果论文

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【关键词】   计算机辅助数字化模型；3D 打印导板；骨盆骨折手术；手术指标；并发症；骨折复位优良率  【Abstract】 Objective: To observe effects of computer-aided digital model combined with 3D printing guide positioning in patients with pelvic fracture repair. Methods: 120 patients with pelvic fracture surgeries were selected as the research objects and were divided into control group and observation group according to the random number table method, 60 cases in each group. The control group was treated with conventional pelvic fracture repair, while the observation group was treated with computer-aided digital model combined with 3D printing guide plate positioning for pelvic fracture repair. The excellent and good rate of fracture reduction, the levels of surgery-related indicators and the incidence of complications were compared between the two groups. Results: The excellent and good rate of fracture reduction in the observation group was 98.33%, which was higher than the control group of 86.67%, and the difference was statistically significant (P<0.05). The operation time and the postoperative wound healing time of the observation group were shorter than those of the control group; the intraoperative blood loss was less than that of the control group; and the differences were statistically significant (P<0.05). Further, the incidence of complications in the observation group was 1.67%, which was lower than 15.00% in the control group, and the difference was statistically significant (P<0.05). Conclusions: Computer-aided digital model combined with 3D printing guide for pelvic fracture repair in the treatment of the patients with pelvic fractures can improve the excellent and good rate of fracture reduction, shorten the operation time and the postoperative incision healing time, reduce the amount of intraoperative blood loss, and reduce the incidence of complications. Moreover, it is superior to conventional pelvic fracture repair.

【Key words】 Computer-aided digital model; 3D printing guide; Pelvic fracture surgery; Surgical indicator; Complication; Excellent and good rate of fracture reduction

骨盆骨折多是因直接或间接外力作用而导致的 骨折类型，其发生率相对较低，但严重影响患者骨 盆功能及生命质量 [1]。骨盆结构特殊性为临床诊断、 治疗带来了较大困难，已知应用 CT 图像 3D 打印 技术，同时结合计算机辅助数字化模型可为术者提 供稳定性导航，减少手术偏差，提高操作精准性， 降低手术难度 [2~3]。本文观察计算机辅助数字化模型联合 3D 打印导板定位应用于骨盆骨折修复术患 者的效果。


1  资料与方法

1.1   一般资料   选取 2017 年 9 月至 2021 年 8 月 本院收治的 120 例骨盆骨折患者为研究对象。纳 入标准：经 CT 及其他影像学检查确诊为骨盆骨 折；患者神志清醒，符合手术指征；美国麻醉医师 协会(ASA)  分级为 Ⅰ ~ Ⅱ级 [4] 。排除标准：合并 免疫功能异常或凝血异常者；合并严重高血压、糖 尿病等全身性疾病者；合并感染性疾病者；合并严重肝、肾、心、肺等脏器功能不全者。患者对本研 究内容了解并自愿签署知情同意书，且本研究经本 院伦理委员会审核通过。按照随机数字表法分为对 照组与观察组各 60 例。  对照组男 39 例，  女 21 例； 年龄 28~49 岁，  平均(36.64±3.44)岁；致伤原 因：车祸伤 34 例，高空坠落伤 21 例，砸伤 5 例。 观 察 组 男 38 例，   女 22 例；   年 龄 28~50 岁，  平 均  (36.72±3.61)岁；致伤原因：车祸伤 35 例，高 空坠落伤 20 例，  砸伤 5 例。  两组一般资料比较， 差异无统计学意义(P>0.05)，有可比性。

1.2   方法   对照组行常规骨盆骨折修复术治疗。 患者取仰卧位，  气管插管全身麻醉后，  在髂后上棘 外侧取切口，彻底清除关节内碎裂软骨、软组织， 并利用复位钳进行骨盆复位，复位后在 C 臂 X 线机 引导下，  取 2.5 mm 克氏针插入髂骨翼后侧，  插至 S1 椎体进行固定。于 C 臂机透视下，观察导针是否在 中线位置，于导针孔作钻孔，置入 6.5  mm 空心拉 力螺钉并固定骶髂关节、骶骨。

观察组行计算机辅助数字化模型联合 3D 打印 导板定位骨盆骨折修复术治疗。术前应用双源 64 排 CT 扫描检查， 电压 120 kV， 电流 206.03 mA， 采用 DICOM 格式保存患者骨盆骨折图像，经软件 构建三维数字化模型，运用 MakerWare 软件，将模 型转换成骨盆三维模型 STL 格式文件，用于 3D 打 印机，打印机加热溶解为绿色环保生物降解材料聚 乳酸细丝， 熔融沉积后快速成形， 制作为同侧 1 ∶ 1 的骨折模型备用。确定具体骨折发生情况，以指导 手术操作，方法如下：术前评估，观察骨折 3D 模 型，经软件测量骨折块分离、关节面塌陷距离，确 定手术入路、切口范围，评估后设定复位、螺钉长 度及进入方向、钢板最佳塑性等方案。对手术导板 进行消毒处理，患者保持仰卧在透视手术台上，实 施气管插管全身麻醉，在腰骶椎下放软枕，保持患 者身体稍微远离手术台。根据 3D 打印盆骨模型与 3D 打印导板，确定螺钉数目和位置，将 3D 打印导 板与外固定支架贴合，沿耻骨支螺钉导向插入克氏 针，确定皮肤穿入位置，作手术切口，沿导板导向 孔方向将导针经切口插入骨内，于 C 臂 X 线机直视下定位深度，松动导板连接位置，沿导针逆方向 向下插入空心拉力钉，C 臂 X 线机透视确定螺钉位 置固定合适，检查髋关节复位良好后，缝合包扎。 

1.3   观察指标     (1)  比较两组骨折复位优良率。 参考 Matta 影像学标准 [5] ，结合患者骨折关节活动 范围和术后康复效果，评估其骨折复位效果，具体 标准如下。优：  骨折移位不足 1  mm，且术后无疼痛 感、步态正常、关节活动恢复至 75% 以上；良：骨 折移位 1~3  mm，轻度疼痛，步态正常，关节活动范 围为 50%~75%；  差：  骨折移位 3 mm 以上，  疼痛明显， 跛行，关节活动范围恢复不足 50%，甚至出现关节 僵硬、畸形等。骨折复位优良率 =(优 + 良)例数 / 总例数 ×100%。(2)比较两组手术相关指标水平， 包括手术时间、术中出血量、切口愈合时间。(3)  比较两组并发症发生率。

1.4   统计学方法   采用 SPSS 22.0 统计学软件处理 数据，计量资料以( ±s )表示，采用 t 检验，计 数资料以率(%)表示，采用  χ2 检验，以 P<0.05 为差异有统计学意义。

2  结果

2.1   两组骨折复位优良率比较   观察组骨折复位 优良率为 98.33%，  高于对照组的 86.67%，  差异有 统计学意义(P<0.05)。见表 1。

表 1  两组骨折复位优良率比较 [n  (%)]
组别                                       优                                   良                                   差                               优良率
观察组( n=60) 对照组( n=60) χ2 值 P 值	43(71.67) 20(33.33)	16(26.67) 32(53.33)	1(1.67) 8(13.33)	59(98.33) 52(86.67) 4.324 0.038

2.2   两组手术相关指标水平比较   观察组手术时间、 术后切口愈合时间均短于对照组，术中出血量少于 对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表 2。    

表 2  两组手术相关指标水平比较( x—±s )
组别	手术时间(min)	术中出血量(mL)	切口愈合时间(d)
观察组( n=60)	81.36±11.47	411.06±41.69	12.36±3.48
对照组( n=60)	122.18±15.69	588.69±65.64	15.39±3.71
t 值	16.269	17.694	4.614
P 值	0.000	0.000	0.000

2.3   两组并发症发生率比较   观察组并发症发生 率为 1.67%，低于对照组的 15.00%，差异有统计学 意义(P<0.05)。见表 3。

表 3  两组并发症发生率比较 [n  (%)]
 

组别	切口感染	血管损伤	神经损伤	骨折愈合不良	发生率
观察组( n=60)  对照组( n=60) χ2 值 P 值	1(1.67) 3(5.00)	0 3(5.00)	0 2(3.33)	0 1(1.67)	1(1.67) 9(15.00) 6.982 0.008

3  讨论

骨盆骨折患者病情严重且复杂，治疗难度较 大 [6] 。当前骨盆骨折修复重建术为临床创伤性骨科 领域中最具挑战性的手术，这是因为骨盆形态不规 则，解剖结构复杂、周围分布着许多重要的神经与 血管， 导致治疗难度大， 手术风险高， 若治疗不当， 会加重患者创伤，导致患者出现畸形愈合、神经损 伤等并发症。因此如何在术前制定科学化、个性化 的手术方式，以优化骨盆骨折手术治疗结局已成为业内关注热点 [7~8]。


现阶段，骨盆骨折手术修复的重点包括骨折复 位、内固定物质量、术后并发症预防等 [9] 。常规骨 盆骨折手术主要依赖于术者的手术经验，无法保证 每位患者的手术效果。而计算机辅助数字化模型联 合 3D 打印导板定位技术，则可通过三维重建、3D 打印，按 1 ∶ 1 制作骨折部位的三维实体模型，术 前为术者展示骨折部位实际情况，术者可根据模型 术前决定钢板塑型和长度、钻孔方向、螺钉长度和 数量等，从而提高术中操作的熟练度和精准度 [10]， 并大大降低了手术操作难度，对术者的经验、技术 以及应变能力等要求也适当下降，因而骨盆骨折修 复术更容易得到临床应用 [11]。同时患者和家属也可 提前了解病情、手术操作的危险性，获得患者与家 属的认可与理解，以更好地配合手术治疗 [12-13]。

本研究结果显示，观察组骨折复位优良率高于 对照组。分析原因与计算机辅助数字化模型联合 3D 打印导板技术的精准定位作用有关。本研究结果还 显示，观察组手术时间、术后切口愈合时间均短于 对照组，术中出血量少于对照组。分析原因为 3D 打印导板技术具有可视化、精准化、高度模拟化的 优越性，术者可节省大量的术中定位时间。因本研 究样本量较少，其结果尚需开展进一步深入研究予 以印证。

综上所述，计算机辅助数字化模型联合 3D 打印导板定位骨盆骨折修复术治疗骨盆骨折患者可提高骨折复位优良率， 缩短手术时间和切口愈合时间， 减少术中出血量，以及降低并发症发生率，优于常规骨盆骨折修复术治疗效果。

参考文献

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