戴進，鄒承達，金雪梅，陳銘超

（蘇州市吳江區(qū)兒童醫(yī)院/蘇州大學(xué)附屬兒童醫(yī)院吳江院區(qū)，江蘇 蘇州 215000）

0 引言

我院作為蘇州大學(xué)附屬單位，每年承擔(dān)兒科本科生及研究生理論教學(xué)與臨床實踐教學(xué)。兒童骨科是我院特色科室及省重點科室，由于小兒骨科疾病種類繁多、解剖及功能復(fù)雜抽象，給小兒骨科臨床教學(xué)帶來較大難度。筆者從事兒童骨科工作十余年，通過各種類型模型的建立和使用，包括人體模型、Ipadmini3D掃描儀獲取的肢體的3D圖像模型和3D打印成品矯形模型，通過改革教學(xué)手段，提高骨科臨床教學(xué)帶教質(zhì)量[1]?，F(xiàn)將個人在兒童骨科臨床教學(xué)中的個人體會，總結(jié)如下。

1 兒童骨科臨床教學(xué)中常用的模型

1.1 人體模型

兒童骨科疾病種類繁多，其中大部分為先天性及后天肢體畸形的矯治。疾病多涉及肢體解剖及功能，對于處于學(xué)習(xí)階段的醫(yī)學(xué)生來說，復(fù)雜的肢體解剖很難只通過理論知識了解。我們通過人體模型構(gòu)建，更簡易、更直觀、更深入的了解疾病的受傷機制、治療特點。

如兒童的先天性肌性斜頸，其發(fā)病機制為胸鎖乳突肌攣縮導(dǎo)致活動受限，其治療的黃金時機為一歲之內(nèi)牽引按摩。要了解此疾病的發(fā)病機制、臨床表現(xiàn)及治療方式，首先必須了解胸鎖乳突肌的走向、其收縮后帶來的體表臨床表現(xiàn)，單純理論講解很難讓學(xué)生了解。我們通過人體模型演示，可以直觀觀察到頭頸向左旋時，右側(cè)胸鎖乳突肌是縮短攣縮的；而當(dāng)我們頭頸向左側(cè)傾斜時，右側(cè)胸鎖乳突肌是被牽張延長的。如此通過人體模型的簡單演示，可以很快了解斜頸的臨床表現(xiàn)及正確的手法按摩方向[2]。簡單的說，如果我們要牽拉右側(cè)胸鎖乳突肌，我們需要：右旋+左傾斜；牽拉左側(cè)胸鎖乳突肌，我們需要：左旋+右傾斜。

1.2 肢體的3D圖像模型

針對兒童骨科創(chuàng)傷后無法下地，復(fù)雜的下肢畸形患兒。我們采用Ipadmini3D掃描儀，通過紅外技術(shù)掃描，運行Captevia掃描軟件，可以輕松、無痛、快速的獲得雙側(cè)肢體的3D圖像。通過Rodin4D圖像系統(tǒng)導(dǎo)入掃描患者的數(shù)據(jù)，對圖像進行加工處理，從而獲得不同的肢體3D圖像[3]。

如兒童的下肢膝外翻畸形，可以站立的我們拍攝標準站立位雙下肢全長片。無法站立的患兒通過掃描軟件，獲取3D圖像。同時通過對下肢全長片及不同3D圖像進行測量分析，通過測量下肢的機械軸走向、股骨遠端外側(cè)角及脛骨近端內(nèi)側(cè)角大小，我們可以了解是否存在膝外翻及判斷膝外翻的來源。通過測量外翻長骨的近端機械軸與遠端機械軸，測量其成角旋轉(zhuǎn)中心點，評估出雙側(cè)肢體的長度差異，評估出截骨的位置與截骨的方法。將3D圖像及測量計劃簡易化后，應(yīng)用于臨床教學(xué)，可以獲得事半功倍的效果[4]。

1.3 3D成品矯形模型

3D打印可以為四肢畸形患者制造個體化解剖模型,通過對模型進行術(shù)前模擬，構(gòu)建不同畸形的矯形模型，獲取個性化手術(shù)方案。

膝外翻畸形是兒童發(fā)育過程中常見的畸形，表現(xiàn)為肢體在冠狀位上向內(nèi)側(cè)成角，脛骨相對股骨向外側(cè)偏移。如雙側(cè)膝外翻畸形，也稱為“X”型腿，表現(xiàn)為站立或平臥時雙膝靠攏后雙內(nèi)踝存在明顯距離。如單側(cè)膝外翻畸形，又稱“K”型腿畸形。

兒童膝外翻畸形根據(jù)其發(fā)病誘因，我們可分為生理性膝外翻、病理性膝外翻和創(chuàng)傷性膝外翻。兒童出生時下肢一般存在 10°-15°內(nèi)翻，隨年齡增長，大約1歲半時變直。2歲后逐漸出現(xiàn)外翻，3歲時達到最大外翻，到11歲可達到成人水平。故臨床上，2-6歲的兒童會表現(xiàn)為生理性膝外翻畸形。病理性膝外翻畸形是指兒童長骨骺板存在結(jié)構(gòu)性缺陷或病理性改變，從而引起骺板兩側(cè)生長不對稱，表現(xiàn)為膝外翻畸形。常見原因有骨骺或干骺端腫瘤、代謝性疾病如佝僂病、先天性甲低、先天性骨骼發(fā)育不良等。

創(chuàng)傷性膝外翻畸形是臨近膝關(guān)節(jié)的創(chuàng)傷骨折后所致，主要包括股骨遠端干骺端骨折、股骨遠端骨骺骨折、脛骨近端骨骺骨折和脛骨近端干骺端骨折。與成人不同，兒童由于處于生長發(fā)育階段，大部分膝外翻畸形均源于外傷引起骺板生長不對稱所致。

兒童創(chuàng)傷性膝外翻畸形大都源于膝關(guān)節(jié)周圍的骨折，包括股骨遠端的干骺端骨折與骨骺骨折、脛骨近端的干骺端與骨骺骨折。其原始暴力多來源于車禍或重物直接暴力作用于伸直位膝關(guān)節(jié)外側(cè)，少部分為摔傷后間接暴力引起。

對于兒童創(chuàng)傷性膝外翻畸形有很多理論解釋，對于不同部位、不同年齡及骨折不同類型及不同的處理方法，可能其引起膝外翻的機制亦不同。

對于大齡兒童、特別是大體重兒童，如果為完全性、不穩(wěn)定骨折，如果復(fù)位不佳、未采用堅強固定，加上骨折未愈合前過早負重下地均會引起復(fù)位角度丟失，出現(xiàn)逐漸加重的膝外翻畸形。

如果外傷引起股骨遠端外側(cè)或脛骨近端外側(cè)骨骺損傷，特別是墜落傷引起的Salter-HarrisⅣ型和Ⅴ型骨骺骨折。引起股骨遠端外側(cè)或脛骨近端外側(cè)骨橋形成，導(dǎo)致內(nèi)外側(cè)骺板生長不對稱，也會引起膝外翻畸形。

外固定是通過體外裝置將骨連接固定已治療骨損傷及矯正骨骼畸形的一種方法，1831年，美國人Emsberry描述了第一個外固定器。1950年起，前蘇聯(lián)眾多專家大力推動了外固定的發(fā)展，其中G.A.Ilizarov教授發(fā)現(xiàn)張力-應(yīng)力法則，從而設(shè)計了Ilizarov環(huán)形外固定器，通過牽拉成骨技術(shù)與牽拉組織再生技術(shù)，應(yīng)用于各種嚴重的骨骼創(chuàng)傷及肢體畸形矯正。Leonid N.Solomin教授在Ilizarov環(huán)形架的基礎(chǔ)上，創(chuàng)立了外固定架統(tǒng)一命名方法，闡述了穿針平面及穿針通道的概念。1989年，潘少川教授從國外引進了Ilizarov環(huán)形架技術(shù)應(yīng)用于小兒骨科，在臨床廣泛用過肢體畸形的矯正中，該技術(shù)相比與成人絕對穩(wěn)定的鋼板螺釘固定，具有損傷小、術(shù)后通過模塊轉(zhuǎn)換可以精準調(diào)節(jié)畸形。

兒童骨骼的特點，具有強大的愈合和塑形能力，使用外固定，可以避開骨骺，可以縮短固定時間，且外固定去除方便，必要的時候甚至可以跨關(guān)節(jié)固定。如果術(shù)前評估肢體存在不等長，通過外固定在矯正肢體成角畸形的同時，可以逐步矯正肢體不等長。相對于術(shù)中一期矯正畸形，Ilizarov環(huán)行架技術(shù)為術(shù)后逐步矯正外翻畸形，從而可以明顯減少對血管神經(jīng)的損傷風(fēng)險。

Ilizarov技術(shù)由于采用體外固定，術(shù)后極易出現(xiàn)針道感染、克氏針松動，矯正畸形后軟組織壓迫、關(guān)節(jié)攣縮等并發(fā)癥，故術(shù)后家屬依從性要求較高，最好的方案是矯正外翻畸形后再行運動康復(fù)治療。

青少年膝外翻畸形截骨矯形，不管是行股骨遠端截骨，還是脛骨近端截骨術(shù)，相比于半骺阻滯術(shù)，截骨術(shù)操作難度大、損傷大、風(fēng)險大。故完善詳細的術(shù)前計劃和術(shù)前準備，可以減少手術(shù)時間、手術(shù)難度、手術(shù)風(fēng)險，起到事半功倍的效果。

通過建立個體化3D模型,觀察患兒解剖結(jié)構(gòu)畸形,在模型上進行術(shù)前模擬設(shè)計手術(shù)方案,術(shù)前建立各類畸形的模型，通過軸向鉸鏈的不同位置放置，規(guī)劃不同畸形的Ilizarov技術(shù)矯正方法。術(shù)中按術(shù)前模擬進行操作,術(shù)后患兒恢復(fù)效果良好[5]。

2 模型構(gòu)建在兒童骨科教學(xué)應(yīng)用的優(yōu)缺點

小兒骨科病種和病患均有一定的特殊性，這種特殊性對醫(yī)學(xué)生的專業(yè)技術(shù)水平和專業(yè)素養(yǎng)均有較高的要求。采用傳統(tǒng)教學(xué)模式培養(yǎng)已難以滿足其臨床需求，為培養(yǎng)出適合小兒骨科臨床醫(yī)學(xué)生，我們采用不同類型的模型構(gòu)建配合臨床教學(xué)，獲得了滿意的效果，其能促進醫(yī)學(xué)生更好的進入到臨床實踐情景中，開展相關(guān)的實踐操作。

不同類型模型構(gòu)建可以促進學(xué)生更簡易、直觀的了解小兒骨科疾病的發(fā)病機理、臨床特征?？梢员M快掌握臨床知識、提高工作興趣。引起了學(xué)生很大的學(xué)習(xí)興趣，且印象深刻，比過去枯燥地單純講解病例掌握的臨床知識要扎實得多。3D打印技術(shù)可以根據(jù)患者的影像學(xué)資料,構(gòu)建出創(chuàng)傷部位立體實物模型,可以清晰、直觀地觀察復(fù)雜骨折的解剖結(jié)構(gòu),有助于進一步明確診斷和骨折分型,通過對不同畸形進行模型構(gòu)建，設(shè)計個性化手術(shù)方案，將手術(shù)操作最優(yōu)化[6]。通過完善詳細的術(shù)前計劃和術(shù)前準備，可以減少手術(shù)時間、手術(shù)難度、手術(shù)風(fēng)險，起到事半功倍的效果。優(yōu)化手術(shù)方案,減少術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生,與傳統(tǒng)手術(shù)相比具有很大的優(yōu)越性和發(fā)展前景。

相比較而言，人體模型與3D掃描模型較易實現(xiàn)，成本低較易實現(xiàn)。3D打印技術(shù)在臨床應(yīng)用中具有很大的優(yōu)勢和發(fā)展前景,但3D技術(shù)亦存在不足之處，3D打印技術(shù)是根據(jù)個體化數(shù)據(jù)制造的產(chǎn)品,具有專一性,因此不能批量生產(chǎn),價格昂貴,且定制周期較長,不能用于急診手術(shù)。相信隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展,必將可以彌補這些不足之處。目前3D打印模型我們主要應(yīng)用于復(fù)雜畸形的矯正，手術(shù)完成的同時將模型積累起來作為臨床教學(xué)使用，充分利用教學(xué)資源，提高兒童骨科臨床教學(xué)質(zhì)量。