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临床医学研究与实践2023 年 11 月第 8 卷第 32 期Clinical effect of 3D printing technology assisted transpedicular vertebralosteotomy in the treatment of patients with kyphotic deformityLIU Lifeng1,MA Yan1*,FENG Peng1,GAO Haicong1,XU Zhengwei2(1.Peoples Hospital of Tongchuan,Tongchuan 727100;2.Xian Honghui Hospital,Xian 710054,China)ABSTRACT:Objective To investigate the clinical effect of 3D printing technology assisted transpedicularvertebral osteotomy in the treatment of patients with kyphotic deformity.Methods A total of 56 patients withkyphotic deformity admitted from April 2019 to January 2022 were selected as the research objects.Accordingto the random number table method,the patients were divided into control group(28 cases,transpedicularvertebral osteotomy)and observation group(28 cases,3D printing technology assisted transpedicular vertebralosteotomy).The therapeutic effects of the two groups were compared.Results The operation time andhospitalization time of the observation group were shorter than those of the control group,and the intraoperativeblood loss and postoperative drainage volume were less than those of the control group(P0.05).At 3 monthsafter operation,the Cobb angle of the observation group was smaller than that of the control group,and thescores of Visual Analogue Score(VAS)and Oswestry Disability Index(ODI)were lower than those of thecontrol group(P0.05).At 1 d after operation,the levels of cortisol(Cor),norepinephrine(NE)and C-reactiveprotein(CRP)in the two groups were higher than those before operation,but those in the observation groupwere lower than the control group(P0.05).At 3 months after operation,the scores of each dimension of Scoliosis Research Society-22(SRS-22)in the observation group were higher than those in the control group(P0.05).Conclusion 3Dprinting technology assisted transpedicular vertebral osteotomy can shorten the operation time and hospitalizationtime of patients with kyphotic deformity,reduce intraoperative blood loss and postoperative drainage volume,ameliorate kyphosis,pain and lumbar function,and improve the quality of life.KEYWORDS:3D printing technology;transpedicular vertebral osteotomy;kyphotic deformity3D 打印技术辅助经椎弓根椎体截骨术治疗脊柱后凸畸形患者的临床效果刘立峰1，马验1*，冯鹏1，高海聪1，许正伟2（1.铜川市人民医院，陕西 铜川，727100；2.西安市红会医院，陕西 西安，710054）摘要：目的 探讨 3D 打印技术辅助经椎弓根椎体截骨术治疗脊柱后凸畸形的临床效果。方法 选取 2019 年4 月至 2022 年 1 月收治的 56 例脊柱后凸畸形患者为研究对象，根据随机数字表法将其分为对照组（28 例，经椎弓根椎体截骨术）与观察组（28 例，3D 打印技术辅助经椎弓根椎体截骨术）。比较两组的治疗效果。结果 观察组的手术时间、住院时间短于对照组，术中出血量、术后引流量少于对照组（P约0.05）。术后 3 个月，观察组的 Cobb 角小于对照组，视觉模拟评分法（VAS）、Oswestry 功能障碍指数（ODI）评分低于对照组（P约0.05）。术后 1 d，两组的皮质醇（Cor）、去甲肾上腺素（NE）及 C 反应蛋白（CRP）水平高于术前，但观察组低于对照组（P0.05）。术后3 个月，观察组的脊柱侧凸研究问卷表-22（SRS-22）各维度评分高于对照组（P约0.05）。结论 3D 打印技术辅助经椎弓根椎体截骨术可缩短脊柱后凸畸形患者的手术时间及住院时间，减少术中出血量及术后引流量，改善后凸畸形、疼痛程度及腰椎功能，提高生活质量。关键词：3D 打印技术；经椎弓根椎体截骨术；脊柱后凸畸形中图分类号：R687.3文献标志码：A文章编号：2096-1413(2023)32-0033-04DOI:10.19347/ki.2096-1413.202332009基金项目：陕西省自然科学基础研究计划项目（No.2021JM-571）。作者简介：刘立峰（1987），男，主治医师，学士。研究方向：脊柱退变、脊柱外伤的诊治。*通讯作者：马验，E-mail:.临床医学33-临床医学研究与实践2023 年 11 月第 8 卷第 32 期脊柱后凸是常见的脊柱畸形，多因脊柱创伤、结核、先天性椎体形成缺陷及椎体分节不良所致，患者多表现为胸椎后凸角跃50毅1。脊柱后凸畸形不仅影响患者的美观，同时还会引发背部疼痛甚至截瘫等问题，严重影响其生活质量。因此，需对脊柱后凸畸形患者采取手术治疗，以矫正脊柱的病理性弯曲。经椎弓根椎体截骨术是治疗脊柱后凸畸形的常用手术方式，其可改善患者的脊柱外观，减轻疼痛症状2。然而，经椎弓根椎体截骨术的操作较复杂，稍有不慎便会伤及椎体周围血管及神经，进而易引发相关并发症。3D 打印技术是一种三维重建技术，其可在术前精细还原患者脊柱及周围软组织的三维立体情况，进而能够让医师提前预估手术情况，降低手术相关并发症的发生风险3。基于此，为了探讨 3D 打印技术辅助经椎弓根椎体截骨术对脊柱后凸畸形的治疗效果，本研究特选取 56 例脊柱后凸畸形患者为研究对象进行对比分析，现报道如下。1 资料与方法1.1 一般资料选取 2019 年 4 月至 2022 年 1 月收治的 56 例脊柱后凸畸形患者为研究对象，根据随机数字表法将其分为对照组与观察组，各 28 例。对照组男 18例，女 10 例；年龄 23耀55 岁，平均年龄（45.25依11.32）岁；病程 2耀25 年，平均病程（11.13依1.46）年；畸形主要部位为下腰段 14 例，胸腰段 12 例，胸段 2 例；Frankle分级：B 级5 例，C级 15 例，D级 8例。观察组男 17 例，女 11 例；年龄 22耀56 岁，平均年龄（44.37依11.45）岁；病程 2耀26 年，平均病程（10.89依1.78）年；畸形主要部位为下腰段 15 例，胸腰段 11 例，胸段 2 例；Frankle分级：B 级 4 例，C 级 16 例，D 级 8 例。两组的一般资料比较，差异无统计学意义（P跃0.05），具有可比性。本研究经医院伦理委员会审批；所有患者均自愿参与，且签署知情同意书。1.2 纳入及排除标准纳入标准：符合 外科学4中脊柱后凸畸形的诊断标准；胸椎后凸角度跃50毅；Frankle 分级 B耀D 级；表现为不同程度的腰背痛及/或双下肢疼痛麻木等不适；可耐受手术；无手术禁忌证。排除标准：伴有凝血功能障碍及免疫系统疾病；病历资料不完整；处于妊娠期或哺乳期；伴有其他脊柱类疾病。1.3 方法对照组采用经椎弓根椎体截骨术治疗。气管插管全身麻醉后，患者取俯卧位，在脊柱后凸畸形的椎体正中做一切口，逐层剥离皮下组织至脊柱椎体位置，确认受压迫椎体后，在其上下 2 个椎体植入椎弓根螺钉固定，切除受压迫椎体上下相邻的两椎间盘组织，使用磨钻截除病椎椎弓根下部分椎体组织，并用刮匙修整截骨面，清洗椎间隙后采用椎间融合器植入椎间隙，后钛棒加压固定，冲洗伤口后逐层缝闭切口。观察组采用 3D 打印技术辅助经椎弓根椎体截骨术治疗。术前，对患者的脊柱采用电子计算机断层扫描技术（computed tomography,CT）扫描，将扫描数据转换为 DICOM 格式，并输入到 Mimics 中，对图像进行切割及虚拟复位等建立脊柱的三维模型后，将数据导入 3D 打印机中，制作脊柱的 3D 实物模型。其后，在 3D 实物模型中进行反复手术，确定好最佳手术切口位置及长度，以便最大限度显露畸形椎体。同时，通过观察脊柱的三维形态来提前确定椎弓根螺钉的置入顺序、方向及位置，截骨的部位、大小及角度等，以便缩短手术时间，降低手术创伤。其他手术操作同对照组。1.4 观察指标及评价标准（1）比较两组患者的临床相关指标，包括手术时间、术中出血量、术后引流量及住院时间。（2）比较两组患者术前、术后 3 个月的 Cobb角、视觉模拟评分法（Visual Analogue Score,VAS）以及 Oswestry 功能障碍指数（Oswestry Disability Index,ODI）评分。淤Cobb 角越大说明患者的后凸畸形越严重；于VAS 总分 0耀10 分，分值越高说明疼痛程度越严重；盂ODI 总分 0耀100 分，分值越高说明腰部功能障碍越严重5。（3）比较两组患者术前、术后 1 d 的手术应激指标。术前、术后 1 d，采取患者的空腹肘静脉血，以2 000 r/min 的速度离心 3 min，静置得到血清后，采用酶联免疫吸附测定法检测血清皮质醇（cortisol,Cor）、去甲肾上腺素（norepinephrine,NE）及 C 反应蛋白（C-reactive protein,CRP）水平；所用仪器为南京劳拉电子有限公司 FAITH-4060 全自动生化分析仪。（4）手术并发症发生情况，包括伤口感染、软组织愈合不良、硬膜囊/神经根损伤、内固定失败。（5）比较两组患者术前、术后 3 个月的生活质量。术前、术后 3 个月，采用脊柱侧凸研究问卷表-22（Scoliosis Research Society-22,SRS-22）评估生活质量，该问卷包括疼痛（5耀25 分）、功能状况/活动能力（5耀25 分）、自我形象（5耀25 分）、心理状况（5耀25分）、治疗满意度（2耀10 分）5 个维度，分值与生活质量呈正相关6。1.5 统计学方法采用 SPSS25.0 统计学软件处理数据，计数资料34-临床医学研究与实践2023 年 11 月第 8 卷第 32 期表 5两组患者术前、术后 3 个月的生活质量比较（n=28，x軃依泽，分）注：与同组术前比较，*P0.05；与观察组术后 3 个月比较，#P0.05。组别时间疼痛功能状况/活动能力观察组术前7.15依0.7210.22依1.21术后 3 个月20.46依2.43*22.25依2.14*对照组术前7.29依0.7310.13依1.42术后 3 个月17.24依1.71*#19.37依1.91*#自我形象6.32依0.6121.24依2.33*6.35依0.6418.14依1.42*#心理状况治疗满意度9.33依0.974.25依0.4223.03依1.14*9.04依0.91*9.47依0.954.33依0.4620.14依2.45*#8.13依0.82*#组别手术时间（min）术中出血量（mL）术后引流量（mL）住院时间（d）观察组 234.35依32.36 251.33依25.21 203.13依20.2420.25依2.64对照组 311.25依30.31 313.26依31.54 249.45依24.3123.53依2.56t9.1788.1167.7484.144P0.050.050.050.05表 1两组患者的临床相关指标比较（n=28，x軃依泽）表 2两组患者术前、术后 3 个月的 Cobb 角、VAS 及 ODI 评分比较（n=28，x軃依泽）注：与同组术前比较，*P0.050.050.050.050.050.050.05表 3两组患者术前、术后 1 d 的手术应激指标比较（n=28，x軃依泽）注：与同组术前比较，*P0.05。用 n/%表示，行 字2检验，计量资料用x 軃依泽 表示，行 t 检验，以 P0.05）；术后 1 d，两组的 Cor、NE 及CRP水平高于术前，但观察组低于对照组（P0.05，表 4）。2.5 两组患者术前、术后 3 个月的生活质量比较术前，两组的 SRS-22 各维度评分比较，差异无统计学意义（P0.05）；术后 3 个月，观察组的 SRS-22各维度评分高于对照组（P约0.05）。见表 5。表 4两组患者的手术并发症发生情况比较（n=28，n/%）组别伤口感染软组织愈合不良硬膜囊/神经根损伤观察组1/3.570/0.000/0.00对照组2/7.141/3.571/3.57字2P内固定失败0/0.000/0.00总发生率3.5714.290.8780.053 讨论脊柱后凸畸形是指胸椎后凸跃50毅，根据发病原因可将其分为先天性脊柱后凸畸形及病理性脊柱后凸畸形两种类型。先天性脊柱后凸畸形多因胸腰椎结合部椎体形成缺陷及椎体分节不良所致，其在发35-临床医学研究与实践2023 年 11 月第 8 卷第 32 期展过程中易压迫脊髓，进而导致截瘫7。病理性脊柱后凸畸形则多因脊柱结核及创伤所致，患者多伴有腰背部疼痛等症状8。脊柱后凸畸形具有危险性高及美观度差等特点，因此一般需采取矫正治疗。经椎弓根椎体截骨术是目前治疗脊柱后凸畸形最有效的方式，其经椎弓根间隙切除椎体的后方结构，不仅可恢复脊柱的矢状面平衡，解除对神经及脊髓的压迫，同时可避免显露脊柱的前方结构，降低对内脏及血管的损伤风险9-10。然而，经椎弓根椎体截骨术需穿过椎弓根间隙进行截骨，且椎弓根解剖结构复杂，导致该手术难度较大，风险较高11-12。因此，降低经椎弓根椎体截骨术的手术风险，提高患者的预后，是临床亟待解决的问题之一。3D 打印技术可在术前重建脊柱的三维模型，让医师可以预先进行手术演练，将其应用于经椎弓根椎体截骨术的治疗中，或能降低手术难度，减低手术风险13。本研究结果显示，观察组的手术时间、住院时间短于对照组，术中出血量、术后引流量少于对照组（P约0.05）；术后 3 个月，观察组的 Cobb 角小于对照组，VAS、ODI 评分低于对照组（P约0.05），说明 3D 打印技术辅助经椎弓根椎体截骨术可提高脊柱后凸畸形治疗效果，改善腰椎功能及疼痛程度。手术会给机体带来损伤，使机体出现手术应激反应，Cor、NE 及CRP是手术应激的敏感性指标，其中 Cor 由肾上腺皮质产生和分泌，属于甾体糖皮质激素类，可提高神经系统兴奋性；NE 是一种 琢 受体激动剂，可以引起全身小动脉、小静脉血管强烈收缩；CRP 则是一种由肝脏合成的蛋白质，当机体出现损伤时，其含量会显著上升14。本研究结果显示，术后 1 d，两组的 Cor、NE 及 CRP水平高于术前，但观察组低于对照组（P0.05），考虑由样本量太少所致。综上所述，3D 打印技术辅助经椎弓根椎体截骨术可缩短脊柱后凸畸形患者的手术时间及住院时间，减少术中出血量及术后引流量，改善后凸畸形、疼痛程度及腰椎功能，提高生活质量，值得推广和应用。参考文献：1 曹进.经椎弓根椎体椎间隙截骨脊柱短缩术治疗脊柱后凸畸形的临床效果J.河南外科学杂志,2021,27(4):139-140.2 康麟,赵秋鹤.跳跃式经椎弓根椎体截骨术矫治强直性脊柱炎重度后凸畸形疗效观察J.临床合理用药杂志,2016,9(11):156-157.3 王金玉,周政纲,王思哲,等.3D 打印技术在经椎弓根椎体截骨术治疗脊柱后凸畸形中的应用J.中国骨与关节损伤杂志,2019,34(5):496-498.4 陈孝平,汪建平.外科学M.北京:人民卫生出版社,2013:85.5 林鹏,陈伟,刘春新,等.经皮穿刺脊柱后凸成形术和经椎弓根开合式截骨术治疗陈旧性腰胸段骨折伴后凸畸形的效果比较J.中外医学研究,2021,19(26):122-125.6 汪飞,孙旭,朱锋,等.成人特发性脊柱侧凸患者 SRS-22 简体中文版问卷评分的影响因素分析J.中国脊柱脊髓杂志,2013,23(9):821-826.7 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