李榮強(qiáng)

（河南省鶴壁市人民醫(yī)院 骨科，河南 鶴壁 458030）

踝關(guān)節(jié)又稱(chēng)為距骨小腿關(guān)節(jié)，由脛、腓骨下端關(guān)節(jié)面和距骨構(gòu)成，是人體重要的活動(dòng)和負(fù)重關(guān)節(jié)，兒童踝關(guān)節(jié)骨折為骨科常見(jiàn)損傷，多與間接暴力引發(fā)踝部扭傷有關(guān)［1］，一旦患兒得不到及時(shí)有效治療，易誘發(fā)關(guān)節(jié)穩(wěn)定性、力線(xiàn)問(wèn)題及畸形等，導(dǎo)致下肢殘疾或關(guān)節(jié)活動(dòng)障礙等疾病，影響患兒生長(zhǎng)發(fā)育［2］。外科手術(shù)是踝關(guān)節(jié)骨折患兒有效治療方案，以往手術(shù)設(shè)計(jì)多借助二維圖像，但傳統(tǒng)二維圖像對(duì)顯示骨折結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的精確性較差，較難進(jìn)一步與手術(shù)器械精確擬合［3］。隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，近期3D 打印技術(shù)在不同類(lèi)型骨折治療中都有報(bào)道，且都取得較好療效［4-5］，3D打印技術(shù)中的數(shù)字化術(shù)前設(shè)計(jì)更利于實(shí)現(xiàn)虛擬跨越到現(xiàn)實(shí)的模擬。本研究旨在探討3D 打印技術(shù)在兒童復(fù)雜踝關(guān)節(jié)骨折中的應(yīng)用價(jià)值，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選取2016 年3 月至2018 年 3 月本院收治的62 例復(fù)雜踝關(guān)節(jié)骨折兒童為研究對(duì)象。入選標(biāo)準(zhǔn)：①入院后經(jīng)薄層CT 掃描確診為復(fù)雜踝關(guān)節(jié)骨折；②年齡＜18 歲；③有外科手術(shù)治療適應(yīng)證；④本研究符合赫爾辛基宣言，獲得醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)同意。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并其他部位骨折；②合并惡性腫瘤；③合并凝血功能障礙或其他全身性疾病者。本組62 例患者，男33 例，女29 例；年齡3～17 歲，平均（12.01±2.16）歲；骨折AO（Arbeitsgemeinschaft für Osteosynthesefragen）分型：A 型 14 例、B 型 29 例、C 型 19 例；骨折部位：左側(cè)34 例、右側(cè)28 例。本研究經(jīng)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)同意且所有研究對(duì)象均簽署知情同意書(shū)。

1.2 研究方法

儀器設(shè)備：馬克博特復(fù)制器2 （MakerBot Replicator 2），3D 打印機(jī)（MakerBot 公司生產(chǎn)），DELL T7500、DELL M6600 圖形工作站（Dell 公司生產(chǎn)），Mimics 14.0 醫(yī)學(xué)三維重建軟件（Materialise公司生產(chǎn)）以及Windows7 Ultimate 64 bit 操作系統(tǒng)。參數(shù)：LightSpeed 64 深藍(lán)版的CT 機(jī)（GE 公司生產(chǎn)，數(shù)據(jù)以DVD 光盤(pán)形式輸出），骨折踝關(guān)節(jié)為掃描部位，掃描電壓80～120 kV，掃描電流35～264 mA，掃描螺距 0.50～1.01 mm。

手術(shù)操作：患兒取仰臥位，墊枕置于患側(cè)踝部下方，常規(guī)消毒骨折部位鋪巾后，手法復(fù)位處理，盡量恢復(fù)骨折旋轉(zhuǎn)畸形、下肢長(zhǎng)度以及力線(xiàn)至正常，如有需要可用復(fù)位鉗經(jīng)皮鉗夾協(xié)助復(fù)位。參照患者不同骨折類(lèi)型，選擇手術(shù)入路，合并有后踝骨折患兒則可選踝關(guān)節(jié)后內(nèi)或后外側(cè)錄入，內(nèi)外踝骨折則選踝關(guān)節(jié)內(nèi)、外側(cè)切口，充分暴露骨折端，按照手術(shù)設(shè)計(jì)情況選擇預(yù)塑形鋼板置入位置；若骨折位移明顯或骨折塊較大，則需實(shí)施打印模型模擬復(fù)位，而后在預(yù)彎鋼板協(xié)助下實(shí)施臨時(shí)手術(shù)固定或是骨折復(fù)位；C 型臂X 線(xiàn)機(jī)透視下觀察鋼板置入位置、長(zhǎng)度，待符合手術(shù)設(shè)計(jì)要求后按照術(shù)前設(shè)計(jì)的螺釘進(jìn)入方向、長(zhǎng)度進(jìn)行固定；影響關(guān)節(jié)面骨折者，應(yīng)在骨折復(fù)位的同時(shí)盡可能恢復(fù)解剖結(jié)構(gòu)；對(duì)于骨折端缺損患兒，有限切開(kāi)聯(lián)合同種異體骨植骨治療；對(duì)于骨折塊較大患兒，應(yīng)在透視下實(shí)施拉力螺釘固定，術(shù)后常規(guī)留置引流管，逐層縫合并關(guān)閉手術(shù)切口。術(shù)后常規(guī)進(jìn)行抗感染治療。運(yùn)用美國(guó)脊柱損傷委員會(huì)（American Spinal Injury Association, ASIA） 標(biāo)準(zhǔn)［6］對(duì)患兒術(shù)前、術(shù)后1、3 個(gè)月運(yùn)動(dòng)功能進(jìn)行評(píng)估，評(píng)分范圍0～10 分，評(píng)分越高運(yùn)動(dòng)功能越好。分析踝關(guān)節(jié)骨折3D 實(shí)物模型打印及手術(shù)效果；觀察患兒手術(shù)前后運(yùn)動(dòng)功能評(píng)分變化。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 20.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，組內(nèi)不同時(shí)間點(diǎn)計(jì)量資料比較行重復(fù)測(cè)量數(shù)據(jù)的方差分析。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 踝關(guān)節(jié)骨折3D實(shí)物模型打印及手術(shù)效果

依據(jù)患兒CT 掃描數(shù)據(jù)以及3D 打印技術(shù)打印的實(shí)物模型（比例為1∶1）立體感強(qiáng)，并且通過(guò)多角度和多方向?qū)︴钻P(guān)節(jié)骨折部位形態(tài)學(xué)以及外觀特點(diǎn)進(jìn)行顯示。62 例復(fù)雜踝關(guān)節(jié)骨折患兒手術(shù)均順利開(kāi)展，共植入78 塊鋼板、168 枚螺釘，螺釘及鋼板置入方向和長(zhǎng)度應(yīng)與術(shù)前3D 打印技術(shù)設(shè)計(jì)高度吻合，平均手術(shù)時(shí)間（51.26±11.03）min，平均X 線(xiàn)照射次數(shù)（4.03±1.01）次，術(shù)后1 年復(fù)查X 線(xiàn)片提示踝關(guān)節(jié)骨折復(fù)位良好，鋼板以及螺釘在位良好。

2.2 患兒手術(shù)前后運(yùn)動(dòng)功能評(píng)分變化

術(shù)后1、2、3 個(gè)月62 例患兒運(yùn)動(dòng)功能評(píng)分較術(shù)前明顯升高，且術(shù)后1、2、3 個(gè)月運(yùn)動(dòng)功能評(píng)分依次明顯升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見(jiàn)表1。

表1 患兒手術(shù)前后運(yùn)動(dòng)功能評(píng)分變化（,n=62）

表1 患兒手術(shù)前后運(yùn)動(dòng)功能評(píng)分變化（,n=62）

不同時(shí)期術(shù)前術(shù)后1個(gè)月術(shù)后2個(gè)月術(shù)后3個(gè)月F值P值運(yùn)動(dòng)功能評(píng)分/分4.02±1.01 5.98±1.36 7.49±1.68 9.21±2.06 121.662 0.000

3 討論

近年來(lái)隨著建筑行業(yè)以及交通運(yùn)輸行業(yè)的迅猛發(fā)展，踝關(guān)節(jié)骨折發(fā)生率明顯升高，其臨床治療難度也日益加大，確保骨折踝關(guān)節(jié)解剖結(jié)構(gòu)的良好復(fù)位已成為骨科臨床醫(yī)師研究的重點(diǎn)。數(shù)字技術(shù)的不斷改進(jìn)，為兒童復(fù)雜踝關(guān)節(jié)骨折患者精確化和個(gè)性化手術(shù)的制定提供了技術(shù)條件，自20世紀(jì)80 年代后期3D 打印技術(shù)首次應(yīng)用于外科手術(shù)，不少學(xué)者研究證實(shí)3D 打印技術(shù)可有效提高骨折患者手術(shù)成功率并提高臨床治療效果。楊光等［7］學(xué)者等采用3D 打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)了骨盆骨折手術(shù)導(dǎo)板的設(shè)計(jì)制造，不僅有效縮短手術(shù)時(shí)間且避免術(shù)中透視，有效提高定位準(zhǔn)確度，降低了手術(shù)難度。王鑒順等［8］文獻(xiàn)報(bào)告表明3D 打印技術(shù)可有效提高空心螺釘微創(chuàng)固定治療不穩(wěn)定型骨盆骨折的療效；CHEN 等［9］研究也證實(shí)3D 打印技術(shù)應(yīng)用于骨折患者手術(shù)治療中有明確應(yīng)用價(jià)值。由此可知，3D 打印技術(shù)在降低手術(shù)難度、提高療效等方面有積極作用，主要是因?yàn)?D 打印模型可直觀準(zhǔn)確地顯示骨折部位位移情況，借助計(jì)算機(jī)術(shù)前模擬利于患者個(gè)性化手術(shù)方案的制定。

本次研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)62 例復(fù)雜踝關(guān)節(jié)骨折患兒治療過(guò)程中采用3D 打印技術(shù)，同時(shí)借助CT 掃描數(shù)據(jù)對(duì)患兒踝關(guān)節(jié)骨折情況進(jìn)行1∶1 實(shí)物模型建模，從多方位及多角度展示了踝關(guān)節(jié)骨折部位形態(tài)，利于手術(shù)順利開(kāi)展。62 例患兒均成功手術(shù)，術(shù)后1 年隨訪(fǎng)顯示踝關(guān)節(jié)骨折復(fù)位良好，鋼板以及螺釘在位良好，此外還發(fā)現(xiàn)62 例患兒術(shù)后1、2、3 個(gè)月運(yùn)動(dòng)功能評(píng)分依次明顯升高，且均較術(shù)前明顯升高，初步證實(shí)了3D 打印技術(shù)應(yīng)用于復(fù)雜踝關(guān)節(jié)骨折患兒中可確保手術(shù)順利開(kāi)展、隨訪(fǎng)預(yù)后良好以及術(shù)后患兒運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)。3D 打印技術(shù)應(yīng)用于復(fù)雜踝關(guān)節(jié)骨折中有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)［10］：①可精準(zhǔn)顯示術(shù)中螺釘置入長(zhǎng)度及方向，縮短手術(shù)測(cè)量時(shí)間，減少X 線(xiàn)照射量；②3D 打印技術(shù)可提高鋼板預(yù)彎精準(zhǔn)性，提高鋼板置入位置的準(zhǔn)確性，有效縮短手術(shù)時(shí)間；③3D 打印技術(shù)可精準(zhǔn)顯示骨折損傷程度及骨折解剖結(jié)構(gòu)和骨折情況，利于選擇合理治療方案。

綜上所述，3D 打印技術(shù)在兒童復(fù)雜踝關(guān)節(jié)骨折治療中有明確應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，可為復(fù)雜踝關(guān)節(jié)骨折患兒合理治療方案制定提供重要參考信息。