賴震，劉志祥，張兆飛，朱振宗，常毅良

臨床研究

三維重建技術(shù)在橈骨遠(yuǎn)端不穩(wěn)定性骨折治療中的應(yīng)用

賴震，劉志祥，張兆飛，朱振宗，常毅良

目的探討三維重建技術(shù)在橈骨遠(yuǎn)端不穩(wěn)定性骨折術(shù)前評估與規(guī)劃中的應(yīng)用價值。方法將行掌側(cè)鋼板內(nèi)固定術(shù)的35例橈骨遠(yuǎn)端不穩(wěn)定性骨折患者隨機(jī)分為研究組（n=19）和對照組（n=16）。研究組將CT掃描圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)入MIMICS 13.0軟件，重建骨折三維數(shù)字化模型，三維數(shù)據(jù)測量及模擬手術(shù)后再行手術(shù)治療；對照組行常規(guī)手術(shù)治療。評估并比較兩組手術(shù)時間、術(shù)中出血量、術(shù)中X線暴露次數(shù)、住院時間、骨折愈合時間，術(shù)后6個月按照Gartland和Werley腕關(guān)節(jié)評分系統(tǒng)評定兩組患者腕關(guān)節(jié)功能。結(jié)果研究組手術(shù)時間、術(shù)中出血量、術(shù)中X線暴露次數(shù)、住院時間均明顯少于對照組，兩組比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。所有患者獲得6～12個月隨訪（平均9個月），術(shù)后6個月研究組、對照組功能優(yōu)良率和骨折愈合時間分別為18/19、15/16和（15.6±1.5）周、（16.9±1.8）周，兩組比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。兩組術(shù)后均未見明顯腕關(guān)節(jié)功能障礙，無感染或需再次手術(shù)調(diào)整內(nèi)固定的病例。結(jié)論三維重建技術(shù)可清晰顯示骨折部位的解剖結(jié)構(gòu)，模擬手術(shù)過程，預(yù)制手術(shù)方案；基于三維重建技術(shù)的鋼板內(nèi)固定術(shù)具有手術(shù)時間短、術(shù)中出血量少、X線暴露次數(shù)少、住院時間短、功能恢復(fù)良好等特點，適用于橈骨遠(yuǎn)端不穩(wěn)定性骨折。

橈骨骨折；骨折固定術(shù)，內(nèi)；骨板；體層攝影術(shù)，X線計算機(jī)；圖像處理，計算機(jī)輔助；計算機(jī)模擬；三維重建

橈骨遠(yuǎn)端骨折是指距橈骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)面3 cm以內(nèi)的骨折，臨床較為常見［1］。該部位的不穩(wěn)定性骨折常需手術(shù)治療，對于骨科醫(yī)師而言始終是一個挑戰(zhàn)［2］。隨著數(shù)字醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展，三維重建技術(shù)越來越多地應(yīng)用于骨外科領(lǐng)域［3-4］。本研究對我科收治的橈骨遠(yuǎn)端不穩(wěn)定性骨折患者開展基于三維重建技術(shù)的手術(shù)治療，并與常規(guī)手術(shù)進(jìn)行前瞻性對比研究，以期探討數(shù)字骨科技術(shù)在此類手術(shù)中的應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

納入標(biāo)準(zhǔn)：①經(jīng)X線片、CT等影像學(xué)檢查確診為橈骨遠(yuǎn)端不穩(wěn)定性骨折患者；②擬行掌側(cè)內(nèi)固定手術(shù)；③簽署知情同意書；④愿意接受半年以上隨訪。排除標(biāo)準(zhǔn)：伴骨形成不良、先天畸形，或有陳舊性橈骨遠(yuǎn)端骨折病史。

將2011年1月至2013年10月我科收治、符合上述病例選擇標(biāo)準(zhǔn)的35例橈骨遠(yuǎn)端不穩(wěn)定性骨折按隨機(jī)密封抽簽、單盲原則分為研究組（19例）和對照組（16例）。兩組患者年齡、性別、骨折AO分型［5］、側(cè)別、受傷原因等一般資料比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性，見表1。

1.2 手術(shù)方法

兩組患者均由同一醫(yī)師主刀完成。

1.2.1 對照組根據(jù)影像學(xué)結(jié)果進(jìn)行術(shù)前規(guī)劃，行常規(guī)手術(shù)治療。術(shù)中取掌側(cè)入路，沿橈側(cè)腕屈肌表面向近端切開，將橈神經(jīng)牽向橈側(cè)，正中神經(jīng)牽向尺側(cè)，在旋前方肌橈側(cè)切斷該肌，顯露橈骨骨折端，縱向牽引下撬撥復(fù)位骨折塊，克氏針臨時固定，安放鋼板，C型臂X線機(jī)透視確認(rèn)滿意后放置引流，縫合切口。術(shù)后常規(guī)患肢制動，早期行腕部功能訓(xùn)練。

1.2.2 研究組將患者的CT圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)入MIMICS 13.0軟件，建立橈骨遠(yuǎn)端不穩(wěn)定性骨折三維數(shù)字模型。利用MIMICS軟件功能對骨折進(jìn)行多角度旋轉(zhuǎn)和測量，包括骨折塊大小、數(shù)量、移位方向和距離、關(guān)節(jié)面塌陷部位和深度等；同時模擬手術(shù)復(fù)位，觀察骨折塊復(fù)位移動的距離和角度，明確置入內(nèi)固定物長度、位置等參數(shù)，制定個體化的手術(shù)計劃。手術(shù)方法和術(shù)后處理同對照組，但操作過程中需結(jié)合術(shù)前基于三維數(shù)字模型的模擬手術(shù)方案。

1.3 觀察內(nèi)容

記錄兩組患者手術(shù)時間、術(shù)中出血量、術(shù)中X線暴露次數(shù)和住院時間。術(shù)后6個月按Gartland 和Werley腕關(guān)節(jié)評分系統(tǒng)［6］進(jìn)行功能評定：優(yōu)0～2分、良3～8分、可9～20分、差≥21分；根據(jù)臨床骨折愈合標(biāo)準(zhǔn)［7］判斷骨折愈合時間。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

應(yīng)用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行分析，計量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，兩組比較采用兩獨立樣本t檢驗；計數(shù)資料以例數(shù)表示，兩組比較采用Fisher確切概率法。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

研究組手術(shù)時間、術(shù)中出血量、術(shù)中X線暴露次數(shù)、住院時間均少于對照組（P＜0.05）。所有患者獲得6～12個月隨訪（平均9個月），骨折均達(dá)到解剖復(fù)位。術(shù)后6個月，研究組和對照組功能評分優(yōu)良率分別為18/19和15/16，骨折愈合時間分別為（15.6±1.5）周和（16.9±1.8）周，兩組比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。見表2?；谌S重建技術(shù)的典型病例見圖1。

并發(fā)癥發(fā)生情況：兩組術(shù)后均未見明顯腕關(guān)節(jié)功能障礙，無感染或需再次手術(shù)調(diào)整內(nèi)固定的病例，兩組各有1例患者出現(xiàn)正中神經(jīng)牽拉輕度麻痹癥狀，經(jīng)對癥治療后好轉(zhuǎn)。

3 討論

3.1 橈骨遠(yuǎn)端不穩(wěn)定性骨折的術(shù)前規(guī)劃

橈骨遠(yuǎn)端不穩(wěn)定性骨折多為關(guān)節(jié)內(nèi)骨折，常伴有關(guān)節(jié)面移位，骨折塊游離、成角，橈骨短縮等。常規(guī)的石膏外固定治療效果差，往往需要采取內(nèi)固定或外固定手術(shù)治療［8］。由于此類損傷涉及到關(guān)節(jié)面，故需充分考慮術(shù)后關(guān)節(jié)功能的恢復(fù)，對術(shù)者要求高［9］。既往橈骨遠(yuǎn)端不穩(wěn)定性骨折常規(guī)的術(shù)前規(guī)劃一般依賴于X線片和CT影像［10］，但實際手術(shù)操作中發(fā)現(xiàn)，術(shù)前影像學(xué)所見與術(shù)中所見并不完全一致，而橈骨遠(yuǎn)端骨折以老年骨質(zhì)疏松患者多見，骨折遠(yuǎn)端松質(zhì)骨經(jīng)過撬撥后更加粉碎，骨質(zhì)缺損進(jìn)一步擴(kuò)大，增加了復(fù)位及固定難度，因此術(shù)中可能需臨時改變內(nèi)固定物位置和長度，甚至可能要改變手術(shù)入路及內(nèi)固定方式。這不僅提高了手術(shù)的困難程度、延長了手術(shù)時間，也增加了術(shù)者和患者的X線暴露風(fēng)險以及術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生幾率。

表1 兩組術(shù)前一般資料比較結(jié)果（例）

表2 兩組術(shù)中及術(shù)后觀察指標(biāo)比較結(jié)果（±s）

注：*計數(shù)資料的比較采用Fisher確切概率法，無具體統(tǒng)計檢驗量

組別研究組對照組統(tǒng)計檢驗量P值例數(shù)19 16 --手術(shù)時間/min 64±16 91±14 t=—5.281 0.000術(shù)中出血/mL 72±22 97±33 t=—2.756 0.009術(shù)中X線暴露次數(shù)2.7±1.2 4.1±1.3 t=—3.204 0.003住院時間/d 7.1±2.3 10.2±2.1 t=—2.404 0.047功能評定/例優(yōu)15 10 * 1.000 良35 差11骨折愈合時間/周15.6±1.5 16.9±1.8 t=—1.404 0.170

圖1 左側(cè)橈骨遠(yuǎn)端粉碎性骨折手術(shù)前后影像學(xué)圖片（女，45歲，摔傷致左腕腫痛、畸形、活動受限入院，AO分型為B3型）1A，1B術(shù)前正側(cè)位左腕X線片示左橈骨遠(yuǎn)端粉碎性骨折1C左腕術(shù)前三維重建示骨折主要累及橈骨遠(yuǎn)端掌側(cè)，主要游離骨塊有2個，移位較明顯，關(guān)節(jié)面受損，遂選擇掌側(cè)鎖定加壓鋼板（LCP）內(nèi)固定1D虛擬手術(shù)復(fù)位骨塊，并以掌側(cè)LCP固定，確定理想的鋼板放置位置及螺釘進(jìn)釘點1E，1F掌側(cè)LCP內(nèi)固定術(shù)后3 d左腕正側(cè)位X線片，示骨折復(fù)位，內(nèi)固定位置良好

3.2 三維重建技術(shù)在術(shù)前規(guī)劃中的應(yīng)用價值

隨著多排螺旋CT的發(fā)展，三維重建技術(shù)逐漸應(yīng)用于骨科臨床。通過MIMICS軟件建立橈骨遠(yuǎn)端骨折三維重建數(shù)字模型，能夠全面觀察骨折的形態(tài)變化，清晰顯示骨折部位，骨折塊大小、數(shù)量、位置及毗鄰關(guān)系，準(zhǔn)確掌握關(guān)節(jié)內(nèi)骨折特征、關(guān)節(jié)面損傷程度以及尺橈骨長度，對治療方案的選擇有重要的指導(dǎo)意義［11-13］；基于三維重建模型展開的模擬手術(shù)還有助于預(yù)先了解手術(shù)步驟，確立內(nèi)固定置釘參數(shù)，設(shè)計最佳手術(shù)預(yù)案。陳剛等［14］報道，在橈骨遠(yuǎn)端骨折掌側(cè)鋼板放置手術(shù)中，計算機(jī)規(guī)劃組與常規(guī)手術(shù)組相比，手術(shù)時間和術(shù)中放射次數(shù)顯著減少（P＜0.05）；而章瑩［15］等的研究結(jié)果顯示，三維重建技術(shù)用于脛骨平臺骨折不僅可以縮短手術(shù)時間，而且還可減少術(shù)中出血量。國外Dobbe等［16］根據(jù)三維虛擬重建手術(shù)所制定的術(shù)前方案，對嚴(yán)重粉碎性遠(yuǎn)端橈骨骨折進(jìn)行個性化鋼板精確空間定位和內(nèi)固定手術(shù)，效果滿意。

本研究結(jié)果證實，利用基于三維重建術(shù)前模擬手術(shù)制定的手術(shù)方案，可以在取得良好功能效果的同時，明顯縮短手術(shù)時間和術(shù)中X線暴露次數(shù)，減少術(shù)中出血量。推測可能的原因是：①有助于正確理解患者骨折部位的解剖學(xué)和生物力學(xué)信息，保證手術(shù)過程的順利進(jìn)行；②通過建立術(shù)前三維重建模型和實施模擬手術(shù)，術(shù)者可明確手術(shù)入路和內(nèi)固定方式，確定內(nèi)固定位置、方向、長度等參數(shù)，實現(xiàn)個性化、精確化術(shù)前方案的制定；③模擬手術(shù)與實際操作吻合度較高，術(shù)者對手術(shù)操作過程了然于胸，因此節(jié)省了手術(shù)時間，減輕了手術(shù)損傷，術(shù)中出血量明顯減少，同時也降低術(shù)中X線的照射次數(shù)，減輕患者術(shù)后愈合不良或延遲愈合的風(fēng)險，住院時間也因此縮短。下一步將增大樣本量，延長隨訪時間，并排除內(nèi)固定物不同置入位置以及不同骨折分型等對試驗結(jié)果可能造成的影響，以進(jìn)一步明確三維重建技術(shù)在橈骨遠(yuǎn)端不穩(wěn)定性骨折中的應(yīng)用價值。

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The application of three-dimensional reconstruction in the treatment of unstable distal radius fracture

LAI Zhen，LIU Zhixiang，ZHANG Zhaofei，ZHU Zhenzong，CHANG Yiliang.Department of Orthopaedics，Huadu People's Hospital of Guangzhou City，Guangzhou，Guangdong 510800，China

Objective To explore the application value of three-dimensional（3D）reconstruction in the treatment of unstable distal radius fracture.Methods Thirty-five patients with unstable distal radius fracture who performed plate internal fixation via a volar approach were randomly divided into observation group（n=19）and control group（n=16）.Data of CT scanning in research group were imported into MIMICS 13.0 software，then 3D digital model of fracture were reconstructed，and the operation was performed after 3D parametersmeasurement and simulation surgery；Patients in control group performed conventional surgery.Operative time，intraoperative estimate blood loss andray exposure times，hospital stay，fracture healing time and wrist function 6 months after the operation（according to Gartland and Werley wrist scoring system）were evaluated and compared between two groups.Results The operative time，intraoperative estimate blood loss，ray exposure times and hospital stay in observation group were less than those in control group，the differences between two groups had statistical significance（P＜0.05）.All patients were followed up for 9 months（6-12 months）.Six months after the operation，the excellent and good rate of wrist function，as well as frature healing time in observation group and control group was 18/19 and 15/16，（15.6±1.5）weeks and（16.9±1.8）weeks respectively，there were no statistical differences between two groups（P＞0.05）.No obvious wrist dysfunction were found，also，there were no infection or reoperation due to internal fixator complications in two groups. Conclusions With 3D reconstruction technique，anatomic structure of fracture site of distal radius can be displayed clearly，and the surgical procedure simulation and preoperative planning can be carried out.For unstable distal radius fracture，plate internal fixation based on 3D reconstruction is suitable due to its less operative time，intraoperative estimate blood loss，ray exposure times and hospital stay，as well as good function rehabilitation.

Radius fractures；Fracture fixation，internal；Bone plates；Tomography，ray computed；Image processing，computer-assisted；Computer simulation；Three-dimensional reconstruction

R683.415，R319.1

A

1674-666X（2015）02-069-05

2015-01-05；

2015-02-10）

（本文編輯：白朝暉）

10.3969/j.issn.1674-666X.2015.02.001

廣州市花都區(qū)醫(yī)療衛(wèi)生科研項目（14-HDWS-006）

510800廣州市花都區(qū)人民醫(yī)院骨科

E-mail：laizhen911@163.com