吳琦明 孫基鍇 唐文成

(廣東省東莞市石排醫(yī)院骨科，東莞市 523330)

Pilon骨折主要是指累及脛距關(guān)節(jié)面的一種脛骨遠(yuǎn)端骨折類(lèi)型，76.1%～84.8%的Pilon骨折患者合并嚴(yán)重軟組織挫傷、關(guān)節(jié)面壓縮及關(guān)節(jié)軟骨損傷，對(duì)患者的日常活動(dòng)及生活造成嚴(yán)重的影響[1-2]。由于脛骨遠(yuǎn)端解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，Pilon骨折粉碎、移位較重、關(guān)節(jié)面損傷嚴(yán)重，對(duì)關(guān)節(jié)面及力線(xiàn)良好復(fù)位非常困難，復(fù)位不良可導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨變性及創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎的發(fā)生[3]。如何在術(shù)中盡可能恢復(fù)關(guān)節(jié)面的平整以及降低軟組織的損傷程度，對(duì)于手術(shù)的成敗至關(guān)重要。因此，全面的術(shù)前評(píng)估及規(guī)劃對(duì)于Pilon骨折的治療顯得尤為重要。通常在術(shù)前對(duì)患者進(jìn)行 X線(xiàn)檢查及CT平掃加三維重建，但是平面、三維圖片提供的立體感和直觀感方面始終不如模型。本研究回顧性分析3D打印技術(shù)進(jìn)行復(fù)雜Pilon骨折的術(shù)前骨折復(fù)位、植骨內(nèi)固定等模擬操作，制定詳盡的術(shù)前設(shè)計(jì)，獲得了較好的臨床效果。現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取我科2015年1月至2017年5月收治的30例Pilon骨折患者為觀察對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：符合中華醫(yī)學(xué)會(huì)制定的Pilon骨折診斷標(biāo)準(zhǔn)[4]，同意參與本研究并簽署知情同意書(shū)。排除標(biāo)準(zhǔn)：Gustilo II型以上開(kāi)放性骨折；病理性骨折；無(wú)法配合此項(xiàng)研究者。根據(jù)入院順序編號(hào)，將患者隨機(jī)分為對(duì)照組和試驗(yàn)組，每組15例。試驗(yàn)組采用3D打印快速成型技術(shù)進(jìn)行術(shù)前計(jì)劃，其中男11例，女4例；年齡(36.9±4.8)歲；骨折AO分型：C2型7例，C3型8例。對(duì)照組采用傳統(tǒng)切開(kāi)復(fù)位內(nèi)固定術(shù)，其中男9例，女6例；年齡(31.8±9.2)歲；骨折AO分型：C2型6例，C3型9例。兩組患者一般資料比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)組 ①模型制作：所有患者行踝關(guān)節(jié)CT掃描檢查，構(gòu)建三維數(shù)字模型(圖1、圖2)，將其醫(yī)學(xué)數(shù)字成像與通訊(DICOM)數(shù)據(jù)輸?shù)皆和?D打印公司，采用選擇性激光燒結(jié)技術(shù)按1 ∶1 比例打印Pilon骨折模型，打印機(jī)器為激光燒結(jié)設(shè)備Farsoon 401，打印材料為用于激光燒結(jié)的尼龍粉末材料，模型打印時(shí)間一般為24～36 h。②模擬手術(shù)：術(shù)前根據(jù)骨折影像學(xué)資料及3D可視模型，準(zhǔn)確評(píng)估骨折移位的方向、關(guān)節(jié)面的塌陷部位，制定手術(shù)入路及內(nèi)固定方式，采用強(qiáng)力膠水粘合模擬骨折復(fù)位過(guò)程、手術(shù)步驟、鋼板長(zhǎng)短及預(yù)彎塑形、螺釘分布及長(zhǎng)短(圖3～圖6)，預(yù)判是否需要植骨，制定個(gè)體化的手術(shù)方案。③實(shí)際手術(shù)：全麻或持續(xù)硬膜外麻醉，患者取仰臥位，大腿根部上止血帶，根據(jù)術(shù)前設(shè)計(jì)手術(shù)方案決定手術(shù)入路及步驟，復(fù)位骨折端，用異體骨或取自體髂骨植骨，按術(shù)前計(jì)劃用內(nèi)外側(cè)解剖板、“T”型板及螺釘固定。術(shù)后C型臂透視確認(rèn)復(fù)位、固定滿(mǎn)意。

1.2.2 對(duì)照組 采用傳統(tǒng)手術(shù)方式，根據(jù)術(shù)前影像學(xué)檢查進(jìn)行術(shù)前評(píng)估，由同一手術(shù)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行手術(shù)設(shè)計(jì)并實(shí)施手術(shù)，如有腓骨骨折首先復(fù)位并固定腓骨骨折斷端。根據(jù)脛骨骨折術(shù)前影像資料決定采用前側(cè)、后側(cè)或聯(lián)合手術(shù)入路。以腓骨長(zhǎng)度為參照復(fù)位脛骨關(guān)節(jié)面，選擇解剖鋼板塑形后固定骨折斷端，術(shù)中C型臂透視調(diào)整螺釘置入方向及長(zhǎng)度。術(shù)后常規(guī)留置引流。

圖1 術(shù)前CT檢查，構(gòu)建三維數(shù)字模型

圖2 術(shù)前CT檢查，構(gòu)建三維數(shù)字模型

圖3 模擬手術(shù)：采用前后雙解剖鋼板固定骨折斷端。

圖4 模擬手術(shù)：采用前后雙解剖鋼板固定骨折斷端

圖5 術(shù)后CT三維重建，內(nèi)固定鋼板及螺釘位置與術(shù)前設(shè)計(jì)一致

圖6 術(shù)后CT三維重建，內(nèi)固定鋼板及螺釘位置與術(shù)前設(shè)計(jì)一致

(圖1～圖6：患者男性，47歲，交通意外后2 h入院。入院診斷：左Pilon骨折。術(shù)前CT三維檢查顯示骨折AO分型為43-C3型骨折。術(shù)前根據(jù)3D打印模型進(jìn)行模擬手術(shù)，采用前后雙解剖鋼板固定骨折斷端。術(shù)后復(fù)查CT三維重建可見(jiàn)骨折端解剖形態(tài)恢復(fù)，內(nèi)固定鋼板及螺釘位置與術(shù)前設(shè)計(jì)一致。)

1.3 觀察指標(biāo) 記錄兩組手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量、骨折愈合時(shí)間等指標(biāo)。以末次隨訪(fǎng)時(shí)Kofoed評(píng)分作為治療效果評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：從疼痛、功能和活動(dòng)度三個(gè)方面評(píng)估踝關(guān)節(jié)功能，疼痛50分，功能30分，活動(dòng)度20分，其中85～100分為優(yōu)；75～85分良；70～74分為可；低于70分為差。優(yōu)良率=(優(yōu)+良)/總例數(shù)×量100%。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示，組間比較用t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料用百分率(%)表示，組間比較用χ2檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 手術(shù)情況比較 所有患者術(shù)后獲得6～15個(gè)月的隨訪(fǎng)(平均11個(gè)月)。與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組手術(shù)時(shí)間更短，術(shù)中出血量更少，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。兩組骨折愈合時(shí)間、術(shù)后Kofoed功能評(píng)分比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表1。

表1 兩組患者手術(shù)指標(biāo)比較 (x±s)

2.2 臨床效果比較 經(jīng)術(shù)后影像學(xué)檢查，試驗(yàn)組所有螺釘位置均正常；對(duì)照組1例發(fā)生螺釘誤入關(guān)節(jié)腔，經(jīng)二次手術(shù)調(diào)整螺釘方向后順利康復(fù)。

2.3 隨訪(fǎng)情況比較 末次隨訪(fǎng)時(shí)，對(duì)兩組患者進(jìn)行Kofoed評(píng)分：試驗(yàn)組優(yōu)8例，良7例，優(yōu)良率為100%(15/15)；對(duì)照組優(yōu)3例，良10例，可2例，優(yōu)良率為86.7%(13/15)。兩組臨床效果比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(u=1.867，P=0.068)。

3 討 論

Pilon骨折約占下肢骨折的1%，占脛骨骨折的5%～10%[5]。復(fù)雜脛骨Pilon骨折是高能量損傷所導(dǎo)致的脛骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)內(nèi)骨折，關(guān)節(jié)面壓縮、塌陷，同時(shí)可合并不同程度的軟組織損傷。根據(jù)Ruedi-Allgower分型，Ⅱ型和Ⅲ型 Pilon骨折因骨折移位、關(guān)節(jié)不穩(wěn)、軸向?qū)€(xiàn)不良破壞踝穴的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，非手術(shù)治療不能達(dá)到骨折復(fù)位固定的目的，可造成骨折不愈合或愈合不良，遠(yuǎn)期導(dǎo)致創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎[6]。手術(shù)治療的目的是使骨折關(guān)節(jié)面達(dá)到解剖復(fù)位，塌陷關(guān)節(jié)面復(fù)位后的植骨及堅(jiān)強(qiáng)固定，以便獲得良好的踝穴關(guān)系，避免軟組織損傷，減少術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生[7]。為取得滿(mǎn)意的手術(shù)效果，我們需要全面分析復(fù)雜Pilon骨折的骨折形態(tài)，從而制定正確的手術(shù)方案。當(dāng)下手術(shù)常規(guī)使用的內(nèi)植入物無(wú)法充分滿(mǎn)足個(gè)體差異，骨科醫(yī)生只能依靠經(jīng)驗(yàn)在手術(shù)中選擇相應(yīng)的內(nèi)固定材料，或者在手術(shù)過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)塑形，調(diào)整至適當(dāng)?shù)男螤?，不僅浪費(fèi)了手術(shù)時(shí)間，也很難做到盡善盡美[8]。

數(shù)字骨科學(xué)是計(jì)算機(jī)及輔助科學(xué)與骨科學(xué)相結(jié)合的一門(mén)科學(xué)。3D打印技術(shù)可以三維立體呈現(xiàn)骨折原貌，可以幫助骨科醫(yī)生制定手術(shù)計(jì)劃，對(duì)手術(shù)時(shí)間、復(fù)位質(zhì)量及遠(yuǎn)期療效均有有益的影響。利用計(jì)算機(jī)軟件將患者三維CT的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、整合、取舍，然后進(jìn)行三維重建，直接生成3D打印機(jī)可以識(shí)別的STL數(shù)據(jù)，有選擇性地逐層固化液態(tài)光敏樹(shù)脂，逐層堆積，形成實(shí)體，完成模型制備[9]。

本研究表明，3D打印技術(shù)的應(yīng)用使二維紙上術(shù)前計(jì)劃轉(zhuǎn)變?yōu)榱Ⅲw的、直觀的術(shù)前準(zhǔn)備，對(duì)手術(shù)的指導(dǎo)作用非常重要，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于臨床骨科，使骨折能立體地展現(xiàn)在術(shù)者面前，具有完整、直觀、可重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)[10]。術(shù)者可以直接根據(jù)3D模型直觀地明確骨折類(lèi)型，從而再直觀地做好術(shù)前準(zhǔn)備，包括手術(shù)切口選擇、復(fù)位計(jì)劃、內(nèi)固定方案等，大大減少手術(shù)時(shí)間、切口問(wèn)題和降低感染等，提高骨折復(fù)位質(zhì)量和固定的強(qiáng)度，提高患者功能恢復(fù)，減少術(shù)者和患者的醫(yī)源性放射性損傷[11]。

綜上所述，術(shù)前應(yīng)用3D打印技術(shù)，通過(guò)實(shí)物模型進(jìn)行模擬手術(shù)，容易被廣大基層醫(yī)院骨科醫(yī)師接受和掌握，易于在基層醫(yī)院中推廣，并能使廣大Pilon骨折患者避免因手術(shù)醫(yī)生術(shù)前評(píng)估不足造成的各種不良的預(yù)后，提高患者的生活質(zhì)量，具有廣闊的應(yīng)用前景和良好的社會(huì)效益。