馬雅昌 朱雅文 楊朝昕 邱宇辰 苗偉 穆懷昭 金宇

1承德醫(yī)學(xué)院（河北承德 067000）；2承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院創(chuàng)傷骨科（河北承德 067000）

臨床上青少年骺損傷疾病中脛骨近端骺損傷骨折較少見(jiàn)，其?？砂榘朐掳?、韌帶及神經(jīng)血管損傷，骺板的損傷可導(dǎo)致骨骼生長(zhǎng)發(fā)育障礙和進(jìn)行性關(guān)節(jié)畸形，其損傷機(jī)制復(fù)雜，診治難度大，制定適宜的手術(shù)方案以達(dá)到骨折滿意的復(fù)位和確切固定是取得良好手術(shù)效果的關(guān)鍵［1-2］。青少年患者骨骺的生長(zhǎng)發(fā)育與成人患者存在著明顯區(qū)別，成人患者的治療方式在青少年骨折治療中受到很大限制，因此術(shù)前骨折復(fù)位、內(nèi)固定的設(shè)計(jì)及實(shí)際手術(shù)更為困難［3］。術(shù)前應(yīng)充分了解脛骨近端骺損傷骨折情況，進(jìn)行全面的評(píng)估和規(guī)劃，以便術(shù)中能準(zhǔn)確有效的復(fù)位和固定。傳統(tǒng)的骨折手術(shù)前，骨科醫(yī)生采用放射科X線、CT等二維影像學(xué)資料數(shù)據(jù)，通過(guò)放射科醫(yī)生測(cè)量并給出數(shù)據(jù)，以此進(jìn)行手術(shù)設(shè)計(jì)，其手術(shù)的效果很大程度上取決于術(shù)者的經(jīng)驗(yàn)與手術(shù)熟練程度，近年來(lái)3-D打印技術(shù)逐漸被應(yīng)用到復(fù)雜骨折的診治過(guò)程中，應(yīng)用此技術(shù)可進(jìn)行術(shù)前模擬骨折復(fù)位、內(nèi)固定，并可在術(shù)中做參考，為手術(shù)提供了重要依據(jù)，但目前3-D打印技術(shù)在青少年脛骨近端骺損傷骨折診治中的應(yīng)用尚罕見(jiàn)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。2014年1月至2016年6月，我院將3-D打印技術(shù)應(yīng)用于8例脛骨近端骺損傷骨折患者的診治中，取得了良好的臨床效果，報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料2014年1月至2016年3月承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院小兒創(chuàng)傷骨科收治的脛骨近端骺損傷骨折8例，男6例，女2例；年齡11～14歲；左側(cè)3例，右側(cè)5例；致傷原因：交通事故傷5例，高處墜落傷2例，摔扭傷1例；骨折分型：骨折按Salter-Harris分型標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分型：Ⅲ型4例、Ⅵ型4例。合并傷：合并半月板損傷2例，合并內(nèi)側(cè)副韌帶損2例；受傷到手術(shù)時(shí)間為2～6 d，平均3 d?；颊呔鶠殚]合性骨折并選擇擇期手術(shù)，同意并簽署知情同意書(shū)。排除標(biāo)準(zhǔn)：病理性骨折、開(kāi)放性骨折、合并嚴(yán)重半月板及韌帶損傷、合并有神經(jīng)血管損傷、合并嚴(yán)重內(nèi)科疾病。

1.2 術(shù)前準(zhǔn)備患者術(shù)前常規(guī)行患肢膝關(guān)節(jié)X線、CT及MRI檢查。CT數(shù)據(jù)以Dicom格式保存，通過(guò)Mimics14.0醫(yī)學(xué)軟件處理并導(dǎo)入3-D打印機(jī)，打印1∶1骨折模型。術(shù)前觀察3-D模型，確認(rèn)骨折的類型。模擬手術(shù)：在3-D模型上行骨折復(fù)位，選擇合適的克氏針及其他內(nèi)固定物行內(nèi)固定植入，記錄所選內(nèi)固定物的最佳長(zhǎng)度、規(guī)格型號(hào)、內(nèi)固定物植入位置角度等精確數(shù)據(jù)，在模型上標(biāo)記關(guān)鍵的實(shí)用解剖點(diǎn)，最終設(shè)計(jì)出適宜的手術(shù)方案。

1.3 術(shù)中操作及術(shù)后處理患者在全麻下（6例）、蛛網(wǎng)膜下腔阻滯麻醉下（2例）下取仰臥位，安止血帶。8例患兒均行切開(kāi)復(fù)位內(nèi)固定術(shù)。復(fù)位：根據(jù)3-D模型判斷各骨折塊的大小、位置、移位方向和程度、術(shù)前復(fù)位時(shí)的解剖標(biāo)記、術(shù)前設(shè)計(jì)步驟以獲得滿意復(fù)位。內(nèi)固定：根據(jù)術(shù)前設(shè)計(jì)的詳細(xì)記錄，將克氏針及空心螺釘置入合適位置。伴隨損傷的處理：半月板損傷2例，均一期關(guān)節(jié)鏡下修復(fù)，內(nèi)側(cè)副韌帶損傷2例，行一期修復(fù)。外固定：所有患兒均行高分子石膏膝關(guān)節(jié)輕度屈曲位外固定。術(shù)者：手術(shù)均由同一組高年資的小兒創(chuàng)傷專業(yè)醫(yī)師完成。術(shù)后處理：術(shù)后輕度抬高患肢，常規(guī)行術(shù)區(qū)換藥及抗炎消腫治療；術(shù)后6～8周后拆除石膏并逐步行功能鍛煉，骨折愈合后拔出克氏針及其他內(nèi)固定物。術(shù)后1 d、7d、1、3、6、12個(gè)月復(fù)查雙下肢X線片，隨訪時(shí)間至少達(dá)12個(gè)月。

1.4 觀察指標(biāo)及療效評(píng)價(jià)觀察骨折復(fù)位質(zhì)量及術(shù)后患肢并發(fā)癥的發(fā)生情況，術(shù)后第12個(gè)月應(yīng)用改良Hohl和Luck膝關(guān)節(jié)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)［4］（此標(biāo)準(zhǔn)包括功能評(píng)分、放射學(xué)評(píng)分、對(duì)比健側(cè)與患側(cè)膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度和生長(zhǎng)情況）行患肢膝關(guān)節(jié)評(píng)分。采用PACS系統(tǒng)軟件測(cè)量患肢及健側(cè)肢體生長(zhǎng)及膝關(guān)節(jié)內(nèi)外翻成角。并對(duì)術(shù)后健側(cè)、患側(cè)膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度、肢體的生長(zhǎng)長(zhǎng)度均值行t檢驗(yàn)（相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)量值根據(jù)相關(guān)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)由放射科醫(yī)生提供，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)人體骨性標(biāo)志進(jìn)行測(cè)量，誤差可忽略不計(jì)）。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)分析，數(shù)值變量用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，計(jì)量資料采用t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

8例患者均獲得隨訪，時(shí)間12～18個(gè)月，平均15.3個(gè)月。8例患兒骨折均達(dá)解剖復(fù)位并骨性愈合，愈合時(shí)間2～4個(gè)月，平均2.4個(gè)月。術(shù)后隨訪未發(fā)生創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎、骨骺早閉、關(guān)節(jié)僵硬、膝關(guān)節(jié)內(nèi)外翻、膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)定等并發(fā)癥。術(shù)后12個(gè)月的膝關(guān)節(jié)改良Hohl和Luck評(píng)分：優(yōu)級(jí)7例，良級(jí)1例?；紓?cè)膝關(guān)節(jié)屈膝活動(dòng)度（129±6.48）°、肢體生長(zhǎng)長(zhǎng)度為（7.45±3.42）mm，與健側(cè)膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度（131.56±5.49）°、肢體生長(zhǎng)長(zhǎng)度為（7.73±2.51）mm比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。典型病例見(jiàn)圖1。

3 討論

國(guó)內(nèi)外研究證實(shí)3-D打印技術(shù)可協(xié)助臨床手術(shù)術(shù)前規(guī)劃，使手術(shù)更加科學(xué)和精確，幫助臨床醫(yī)師更加明確骨折的嚴(yán)重程度和分型，為實(shí)際術(shù)中骨折復(fù)位和內(nèi)固定方式服務(wù)［5-8］。但相關(guān)3-D打印技術(shù)在青少年脛骨近端骺損傷骨折診治中的應(yīng)用相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道較少。本研究將3-D打印技術(shù)應(yīng)用到青少年脛骨近端骺損傷骨折手術(shù)治療中，發(fā)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的3-D模型可清晰顯示出骨折的位置、骨折塊大小、骨折的移位方向；實(shí)際術(shù)中實(shí)際操作過(guò)程、克氏針和螺釘?shù)囊?guī)格和放置的位置都與術(shù)前的模擬手術(shù)基本一致。本組所有患者手術(shù)順利，術(shù)后隨訪過(guò)程均達(dá)到骨性愈合，術(shù)后的改良Hohl和Luck膝關(guān)節(jié)評(píng)分優(yōu)良率達(dá)到100%，患肢的生長(zhǎng)發(fā)育狀況均取得了滿意結(jié)果。

圖1 典型病例Fig.1 Typical Case

3.1 脛骨近端骺損傷骨折臨床診治經(jīng)驗(yàn)要點(diǎn)骨折累及骺板損傷容易造成肢體縮短和成角畸形，且累及關(guān)節(jié)面的脛骨近端骨折增加了關(guān)節(jié)功能受限和生長(zhǎng)發(fā)育畸形的機(jī)率［9-10］，因此術(shù)中對(duì)骨折復(fù)位的要求較高，其最終目的是獲得骨骺部位及關(guān)節(jié)的解剖復(fù)位，從而恢復(fù)力線、維持膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定，最終使骨折愈合、重新獲得肢體的正?；顒?dòng)，也避免骨折術(shù)后發(fā)育異常而出現(xiàn)肢體畸形［11］。診斷：青少年脛骨近端骺損傷骨折常會(huì)伴周?chē)浗M織的損傷，所以術(shù)前行MRI檢查不僅能明確診斷，又可判斷骨折斷端軟組織嵌入、韌帶、半月板損傷狀況，這樣不僅可避免漏診，也為具體手術(shù)方案提供了客觀影像依據(jù)［12］。手術(shù)治療：對(duì)于患兒?jiǎn)渭儾捎每耸厢槼２荒芴峁M意的固定效果，加用空心釘固定可明顯提高固定的牢固程度，不能為達(dá)到骨折堅(jiān)強(qiáng)內(nèi)固定而盲目選擇有損骺板的內(nèi)固定方式，比如跨越骺板的堅(jiān)強(qiáng)內(nèi)固定。內(nèi)固定材料多選用克氏針及空心螺釘，空心螺釘治療對(duì)骨折端有加壓作用，能為早期功能鍛煉創(chuàng)造條件；而克氏針直徑較細(xì)，雖然對(duì)骨骺損傷較小，但其對(duì)骨塊把持力較弱，應(yīng)與空心螺釘配合使用。術(shù)者的要求：患兒骺板經(jīng)不起反復(fù)貫穿打擊，植釘一次成功要求很高，所以累及骺板的脛骨遠(yuǎn)端骨折手術(shù)應(yīng)由年資較高的醫(yī)師完成。

3.2 術(shù)前設(shè)計(jì)過(guò)程經(jīng)驗(yàn)要點(diǎn)3-D打印技術(shù)在臨床上從初期的影像學(xué)資料到完備的3-D術(shù)前計(jì)劃，涉及到多個(gè)步驟的技術(shù)操作，其經(jīng)驗(yàn)要點(diǎn)我們總結(jié)如下：（1）影像學(xué)資料采集和術(shù)前設(shè)計(jì)：患者行CT等影像學(xué)檢查前，臨床醫(yī)生應(yīng)與影像科室進(jìn)行充分交流溝通，提出對(duì)影像學(xué)資料的具體需求以得到最完整數(shù)字資料，利于下一計(jì)劃步驟的順利進(jìn)行。術(shù)前設(shè)計(jì)應(yīng)全面地進(jìn)行骨折復(fù)位順序的計(jì)劃，內(nèi)固定方式及內(nèi)固定物的選擇，包括內(nèi)固定物放置的具體位置、型號(hào)大小，螺釘?shù)闹睆健㈤L(zhǎng)度、數(shù)量、植入方向［13］。若術(shù)前設(shè)計(jì)達(dá)不到完備具體，就大大降低了術(shù)前3-D數(shù)字計(jì)劃的優(yōu)勢(shì)和實(shí)際臨床價(jià)值［14］。（2）精準(zhǔn)打印3D模型：臨床醫(yī)師對(duì)3-D打印技術(shù)應(yīng)用到的軟件要充分學(xué)習(xí)和熟練操作，對(duì)軟件及3-D打印機(jī)要經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試才能設(shè)定出最合適的打印參數(shù)。在技術(shù)應(yīng)用前期，同樣一組影像學(xué)資料最終打印出的3-D模型往往存在局部差異，在應(yīng)用軟件作表面光滑等技術(shù)處理時(shí)，要客觀考慮正常解剖結(jié)構(gòu)和實(shí)際骨折情況，過(guò)度處理反而會(huì)降低3-D模型的精準(zhǔn)度［15-17］。（3）模擬手術(shù)中3-D實(shí)物模型與正常解剖結(jié)構(gòu)和實(shí)際操作的結(jié)合：3-D打印的實(shí)物模型沒(méi)有軟組織結(jié)構(gòu)，術(shù)中的軟組織牽拉、患者體位變化、復(fù)位順序等都有可能導(dǎo)致術(shù)前設(shè)計(jì)與實(shí)際手術(shù)情況不完全相符。因而模擬手術(shù)過(guò)程中要充分考慮到軟組織、重要神經(jīng)血管、患者體位、患兒具體發(fā)育狀況等的影響［18］，以實(shí)際手術(shù)心態(tài)去實(shí)施每一個(gè)術(shù)前設(shè)計(jì)。

綜上所述，隨著3-D打印技術(shù)應(yīng)用的日益成熟，此技術(shù)聯(lián)合數(shù)字技術(shù)已廣泛應(yīng)用到了醫(yī)學(xué)多個(gè)領(lǐng)域，其對(duì)手術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化具有極大的推動(dòng)意義。3-D打印技術(shù)應(yīng)用于兒童復(fù)雜骨折的治療有助于提高手術(shù)安全性和準(zhǔn)確性，明確降低患者術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率。3-D打印應(yīng)用于兒童治療、術(shù)前充分設(shè)計(jì)、選擇合適患兒的內(nèi)固定、克氏針配合空心螺釘、相關(guān)科室見(jiàn)充分溝通協(xié)作等要點(diǎn)為本研究新穎之處，但本研究中患者病例數(shù)較少、隨訪時(shí)間較短，遠(yuǎn)期應(yīng)用效果有待進(jìn)一步增加樣本量并行長(zhǎng)期隨訪明確并更進(jìn)行深層次研究。

［1］OMAR M，PETRI M，ETTINGER M，et al.Simultaneous bilateral transitional fractures of the proximal tibia after minor sports trauma［J］.Case Rep Orthop，2013，2013（7）：724-802.

［2］楊健，劉少峰，劉敏.兒童骨骺及骺板損傷的診斷和治療進(jìn)展［J］.華西醫(yī)學(xué)，2012，27（3）：471-474.

［3］韓炳強(qiáng)，徐蘊(yùn)嵐，楊杰，等.青少年屈曲型脛骨近端骨骺骨折的治療體會(huì)［J］.中華小兒外科雜志，2014，35（10）：751-755.

［4］辛雷，蘇佳燦.膝關(guān)節(jié)功能評(píng)分：現(xiàn)狀與展望［J］.中國(guó)組織工程研究，2010，14（39）：7367-7370.

［5］DEMARTINI T L，BECK A F，KLEIN M D，et al.Access to digital technology among families coming to urban pediatric primary care clinics［J］.Pediatrics，2013，132（1）：e142.

［6］RIESENKAMPFF E，RIEDORF U，WOLF I，et al.The practical clinical value of three-dimensional models of complex congenitally malformed hearts［J］.J Thoracic Cardiovasc Sur，2009，138（3）：571-80.

［7］MAO K，WANG Y，XIAO S，et al.Clinical application of computer-designed polystyrene models in complex severe spinal deformities：A pilot study［J］.Eur Spine J，2010，19（5）：797-802.

［8］魏代清，李翠，徐楊博.3-D打印技術(shù)在足踝外科的應(yīng)用進(jìn)展［J］.中國(guó)修復(fù)重建外科雜志，2017（7）：880-884.

［9］CHERNEY S， GARDNER M J.Bicondylar tibial plateau fractures：assessing and treating the medial fragment［J］.J Knee Sur，2014，27（1）：39.

［10］NAJDI H，THEVENINLEMOINE C，GAUZY J S D，et al.Arthroscopic treatmentofintercondylareminence fractures with intraepiphyseal screws in children and adolescents［J］.Orthop Traumatol Surg Res，2016，102（4）：447-451.

［11］龐濤，孫鋒，郭燕芬，等.前外側(cè)聯(lián)合后內(nèi)側(cè)手術(shù)入路治療SchatzkerⅤ、Ⅵ型脛骨平臺(tái)骨折療效觀察［J］.中國(guó)矯形外科雜志，2014，22（6）：564-567.

［12］張南，錢(qián)學(xué)江，劉中沖，等.MRI對(duì)膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶損傷診斷的假陽(yáng)性及假陰性的病例分析［J］.醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志，2017，27（5）：887-891.

［13］CHAKRAVERTY J K，WEAVER M J，SMITH R M，et al.Surgical management of tibial tubercle fractures in association with tibial plateau fractures fixed by direct wiring to a locking plate［J］.J Orthop Trauma，2009，23（23）：221-225.

［14］WU S K，YANG L，YAN S F，et al.Treatment of tibiofibular diastasis without ankle fracture with endobutton device［J］.Chin J Orthop Trauma，2012，25（3）：224-227.

［15］OSAGIE L，SHAUNAK S，MURTAZA A，et al.Advances in 3D modeling：Preoperative templating for revision wrist surgery［J］.Hand，2017，12（5）：NP68.

［16］袁浩天，時(shí)舒曼，張曉曉，等.利用CT數(shù)據(jù)構(gòu)建3D打印骨組織工程支架材料［J］.實(shí)用醫(yī)學(xué)雜志，2016，32（14）：2319-2322.

［17］KOBAYASHI A，ISHII Y，TAKEDA M，et al.Comparison of analog 2D and digital 3D preoperative templating for predicting implant size in total knee arthroplasty［J］.Comput Aided Surg，2012，17（2）：96.

［18］WEI S J，HAN F，LAN S H，et al.Surgical treatment of pilon fracture based on ankle position at the time of injury/initial direction of fracture displacement：A prospective cohort study［J］.Int J Sur，2014，12（5）：418-425.