3D打印技術(shù)可有效對(duì)髖臼雙柱骨折進(jìn)行手術(shù)治療

來(lái)源：中國(guó)3D打印網(wǎng)

來(lái)自中國(guó)和美國(guó)的一組研究人員已經(jīng)使用3D打印創(chuàng)建了1：1比例的髖部骨折患者的骨盆模型，以輔助外科治療雙柱髖臼骨折。在這項(xiàng)研究中，研究人員根據(jù)物理3D打印骨盆模型，比較了傳統(tǒng)的手術(shù)中輪廓板的方法和使用預(yù)輪廓板的方法。本文介紹了三維打印和虛擬仿真在髖臼雙柱骨折術(shù)前規(guī)劃中的應(yīng)用。

最后，研究人員假設(shè)3D打印可以幫助骨科醫(yī)生縮短手術(shù)時(shí)間，提高手術(shù)的臨床效果。

骨折碎片的3D模型

3D打印在外科手術(shù)中的好處
髖臼骨折是指“球窩”髖關(guān)節(jié)內(nèi)窩部分的骨折。髖臼雙柱骨折是指整個(gè)負(fù)重關(guān)節(jié)面與骶髂關(guān)節(jié)分離。研究人員解釋說(shuō)，這是最嚴(yán)重的髖臼骨折，也是第二常見(jiàn)的髖臼骨折。根據(jù)該論文，“大約21%的髖臼骨折涉及髖臼兩柱，需要良好的復(fù)位和穩(wěn)定的內(nèi)固定，以防止創(chuàng)傷后關(guān)節(jié)炎，并獲得良好的臨床結(jié)果�！�

然而，由于復(fù)雜的髖臼骨折類型和髖臼彎曲表面，對(duì)兩列髖臼骨折的手術(shù)治療已證明具有挑戰(zhàn)性。髖臼骨折的傳統(tǒng)手術(shù)僅限于少量的前路入路，并且在手術(shù)中需要對(duì)鋼板進(jìn)行仿形，這增加了手術(shù)時(shí)間以及失血量。

研究人員認(rèn)為3D打印技術(shù)是幫助外科醫(yī)生了解骨折碎片形狀并模擬骨折復(fù)位的潛在途徑，特別是在復(fù)雜的髖臼骨折中。作者補(bǔ)充說(shuō)：“三維（3D）打印技術(shù)正在迅速發(fā)展，并且由于在設(shè)備和成本方面很容易獲得，因此在臨床應(yīng)用中得到了廣泛使用�！�

3D打印可以幫助手術(shù)程序的雙柱髖臼骨折術(shù)前虛擬仿真與3D打印，1:1比例盆腔模型的預(yù)輪廓板。在解釋這一過(guò)程的好處和局限性時(shí)，研究人員表示，“之前的研究已經(jīng)揭示，3D打印技術(shù)在髖臼骨折手術(shù)治療中的應(yīng)用可以顯著減少手術(shù)時(shí)間和失血，但不能獲得明顯更好的骨折復(fù)位質(zhì)量。”

研究人員認(rèn)為，借助3D打印技術(shù)，骨科醫(yī)生將能夠在縮短手術(shù)時(shí)間的同時(shí)提高臨床療效，如術(shù)后骨折復(fù)位質(zhì)量、髖關(guān)節(jié)功能、并發(fā)癥發(fā)生率等。

實(shí)際上，以前3D打印已在各種類型的髖關(guān)節(jié)手術(shù)中獲得成功的應(yīng)用。在2019年末，LOGEEKs Medical Systems（MS）透露，其3D打印植入物已與髖關(guān)節(jié)植骨結(jié)合用于髖關(guān)節(jié)的重建修復(fù)手術(shù)中。在此之前的一年，佛羅里達(dá)的外科醫(yī)生還使用ConforMIS（一家位于馬薩諸塞州的醫(yī)療技術(shù)公司）的3D打印植入物進(jìn)行了髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)。

手術(shù)結(jié)果，顯示了3D打印的植入物

3D打印更有效地治療髖部骨折
為了開(kāi)展研究，研究小組在2013年9月至2017年9月之間對(duì)40例被診斷為雙柱髖臼骨折的患者進(jìn)行了一項(xiàng)隨機(jī)前瞻性病例對(duì)照研究。20位患者被分配到3D打印組，其他20位患者被分配使用塊隨機(jī)化的常規(guī)方法組。

用于骨折碎片的虛擬仿真和3D打印模型的方法涉及將每個(gè)患者骨盆的圖像保存為醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信（DICOM）文件。然后將它們導(dǎo)入由Materialise開(kāi)發(fā)的醫(yī)學(xué)3D圖像處理軟件MIMICS。使用重新定位功能在解剖學(xué)上減少了骨折碎片，然后將其作為STL文件導(dǎo)出，并導(dǎo)入Materialize Magics軟件中以進(jìn)行固定和支撐生成。

3D打印組1例圖像

最后的STL被3D打印出來(lái)，用于為外科手術(shù)預(yù)先輪廓鋼板，用3D打印的縮小半骨盆模型測(cè)量螺釘?shù)拈L(zhǎng)度。手術(shù)模擬后，對(duì)預(yù)成形的解剖鋼板和螺釘進(jìn)行消毒，以輔助髖臼手術(shù)。

通過(guò)評(píng)估結(jié)果，研究人員觀察到虛擬仿真和3D打印是比常規(guī)技術(shù)更有效的方法來(lái)治療髖臼雙柱骨折：“我們發(fā)現(xiàn)3D打印組的術(shù)后骨折復(fù)位質(zhì)量和髖關(guān)節(jié)功能降低明顯優(yōu)于傳統(tǒng)方法組中的。3D打印的縮小型半骨盆模型可能有助于解剖學(xué)上對(duì)鋼板進(jìn)行輪廓修復(fù)，從而獲得良好的骨折復(fù)位質(zhì)量和髖關(guān)節(jié)功能，并降低創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎的風(fēng)險(xiǎn)。與傳統(tǒng)方法組相比，3D打印組的手術(shù)時(shí)間，儀器安裝時(shí)間和術(shù)中透視檢查時(shí)間顯著縮短，并且失血和輸血顯著減少�！�

論文“使用術(shù)前虛擬模擬和三維打印技術(shù)對(duì)髖臼雙柱骨折進(jìn)行手術(shù)治療”發(fā)表在《中華醫(yī)學(xué)雜志》上。它是由黃建輝，廖輝，譚興雄，邢WR，周青，鄭永生，曹慧云和曾正杰撰寫(xiě)的。