陳啟剛 任戈亮 胡永軍 劉佩雷 李強
安徽理工大學第一附屬醫(yī)院(安徽淮南232000)
跟骨骨折主要由創(chuàng)傷性軸性負荷導致,如高處墜落。約3∕4 跟骨骨折為關(guān)節(jié)內(nèi)骨折,影響踝關(guān)節(jié)功能[1]。影響手術(shù)傷口并發(fā)癥的因素如糖尿病、吸煙、外周血管疾病以及開放性骨折等,術(shù)前需要仔細評估。實現(xiàn)解剖復位和距下后關(guān)節(jié)的一致性恢復是手術(shù)的主要目的[2]。大的接觸性移位可由1 ~2 mm 的關(guān)節(jié)不一致性引起,從而改變跟骨和踝關(guān)節(jié)的承載力學,易患距下骨關(guān)節(jié)炎[3]。嚴重疼痛可能增加二次距下融合的風險。雖然切開復位內(nèi)固定采用傳統(tǒng)的L 形側(cè)切口提供了良好的骨折顯示和治療效果,手術(shù)操作簡單,骨折愈合快,關(guān)節(jié)功能改善明顯[4]。但也有明顯不足,如增加了軟組織損傷并發(fā)癥,切口皮緣壞死導致11%患者出現(xiàn)鋼板外露以及切口感染率高達7%[5]。微創(chuàng)外科技術(shù)的最新進展,如經(jīng)跗骨竇切口內(nèi)固定術(shù)、經(jīng)皮撬撥內(nèi)固定術(shù)和關(guān)節(jié)鏡輔助骨折復位內(nèi)固定術(shù),已在軟組織損傷患者中顯示出良好的臨床療效,尤其適合基礎(chǔ)疾病影響傷口愈合、關(guān)節(jié)內(nèi)移位骨折伴輕微粉碎的患者[6-7]。Sanders Ⅲ-Ⅳ型跟骨骨折較為復雜,跟距關(guān)節(jié)面不穩(wěn),術(shù)中游離粉碎骨折塊較多,難以實現(xiàn)完全解剖復位,增加了關(guān)節(jié)鏡的操作難度[8]。隨著3D 打印技術(shù)和材料的不斷發(fā)展,骨科3D 在多個領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,如髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、脊柱、脛骨、骨盆骨折以及脊柱矯形等。然后,3D 打印在跟骨骨折中的應(yīng)用鮮有報道。因此,本研究主要分析3D 打印聯(lián)合距下關(guān)節(jié)鏡治療跟骨骨折的臨床價值,對此類患者提出更合理的外科術(shù)式,提高手術(shù)療效,改善康復質(zhì)量,具有十分重要的臨床意義。
1.1 一般資料 選擇2019年1月至2020年8月入我院確診跟骨骨折Sanders Ⅱ-Ⅳ型患者128 例為研究對象,納入標準:(1)年齡大于18 歲;(2)X 線證實新鮮單側(cè)、閉合性跟骨骨折,符合Sanders Ⅱ-Ⅳ型;(3)有關(guān)節(jié)鏡應(yīng)用指征;(4)簽署手術(shù)同意書,符合醫(yī)學倫理學要求,臨床和隨訪資料完整。排除標準:(1)合并其他部位骨折需要聯(lián)合手術(shù);(2)足部畸形、既往下肢手術(shù)史;(3)術(shù)中中轉(zhuǎn)開放術(shù)式;(4)無合適的3D 打印模型。
根據(jù)患者入院先后順序,由電腦生成隨機數(shù)字將其分為對照組和觀察組各64 例,兩組患者的一般臨床資料具有可比性(P>0.05)。見表1。
表1 兩組患者的一般臨床資料比較Tab.1 Comparison of general clinical datas between the two groups 例
1.2 手術(shù)方法 對照組采用距下關(guān)節(jié)鏡輔助下復位內(nèi)固定術(shù),主要流程為患者取健側(cè)臥位,患側(cè)大腿根部使用充氣止血帶,采用連續(xù)硬膜外麻醉,監(jiān)測生命體征。將足跖屈透視下將兩根直徑4 mm斯氏針自根骨結(jié)節(jié)上方打入至距下關(guān)節(jié)面下方骨折處,但不越過骨折線,再用2 枚克氏針撬撥復位關(guān)節(jié)面,恢復跟骨高度、寬度、B?hler 角和Gissane角,經(jīng)透視下確定后將第3 根斯氏針(4.0 mm)自跟骨內(nèi)側(cè)面向外側(cè)面橫穿向下牽引,鉆入至骰骨行臨時固定;依次鉆入空心釘導針3 枚,透視位置良好,選擇合適長度和直徑3.5 mm 空心釘3 枚置入跟骨,拔除斯氏針縫合傷口。然后將患肢內(nèi)旋,距下關(guān)節(jié)鏡選取外側(cè)入路,進行距下關(guān)節(jié)探查,鏡下清除凝血塊和小碎骨塊,輔助復位,使跟骨關(guān)節(jié)面平整,必要時可行克氏針固定,若關(guān)節(jié)鏡下固定骨折塊困難或者骨折塌陷復位不佳時可取跗骨竇小切口,透視確認骨折復位滿意后縫合傷口,包扎患足(圖1)。
圖1 距下關(guān)節(jié)鏡治療跟骨骨折Fig.1 Subtalar arthroscopy for calcaneal fracture
觀察組術(shù)前采用3D 打印跟骨骨折模型并模擬手術(shù)方案,主要步驟為術(shù)前常規(guī)行患肢CT 掃描,數(shù)據(jù)以Dicom 格式導入Mimics 軟件(比利時Materialise 公司)進行足部骨骼三維重建,以STL 格式保存。采用聚乳酸為打印材料,Replicator-23D 打印機(美國MakerBot 公司)制備患足模塊(圖2)。術(shù)前準確測量跟骨高度、寬度、B?hler 角和Gissane角等解剖參數(shù),充分了解骨折塊形態(tài)、位置和大小,指導術(shù)中精確定位,模擬手術(shù)過程,制定恰當?shù)氖中g(shù)方案。
圖2 3D 打印跟骨骨折模型Fig.2 3D printing calcaneal fracture model
術(shù)后處理:常規(guī)應(yīng)用預防性抗生素1 d,患肢抬高,密切觀察有無局部感染、切口不愈合、嚴重腫脹以及肢體壞死等并發(fā)癥,適當應(yīng)用低分子肝素鈉2 500 單位,皮下注射,每12 h 一次,抗凝。術(shù)后第1 天即可行患肢抬高、屈膝等功能鍛煉,石膏托固定4 周,術(shù)后10 周扶雙拐患足部分負重下地活動,術(shù)后12 周可完全負重。
1.3 觀察指標 兩組隨訪截至2021年8月,隨訪時間12 ~31 個月,中位時間25 個月。比較兩組手術(shù)相關(guān)指標包括時間、出血量和并發(fā)癥,術(shù)后住院時間和骨折愈合時間,關(guān)節(jié)功能包括B?hler 角、Gissane 角和美國矯形足踝協(xié)會(AOFAS)評分。并發(fā)癥主要包括深部和切口感染、嚴重疼痛(視覺模擬量表評分7 ~10 分)、肢體腫脹(患側(cè)肢體周長較健側(cè)增加至少50%,且出現(xiàn)遠端肢體血運不良的表現(xiàn))和內(nèi)固定物斷裂或移位。AOFAS 評分包括疼痛(40 分)、功能和自主活動以及支撐情況(10 分)、最大步行距離(5 分)、地面步行(5 分)、反常步態(tài)(8 分)、前后活動(8 分)、后足活動(6 分)、踝后足穩(wěn)定性(8 分)、總部對線(10 分),優(yōu)為90 ~100 分,良為75 ~89 分,可為50 ~74 分,差為50 分以下。優(yōu)良率=(優(yōu)+良)∕總例數(shù)×100%。
1.4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 20.0 統(tǒng)計軟件,對計量資料以()表示,兩組間比較采用獨立樣本t檢驗。計數(shù)資料以例(%)表示,比較用χ2檢驗。P<0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1 兩組手術(shù)指標的比較 兩組手術(shù)時間和出血量比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),但觀察組并發(fā)癥發(fā)生率低于對照組(P<0.05)。見表2。
表2 兩組手術(shù)指標的比較Tab.2 Comparison of surgical indexes between the two groups ±s
表2 兩組手術(shù)指標的比較Tab.2 Comparison of surgical indexes between the two groups ±s
手術(shù)指標時間(min)出血量(mL)并發(fā)癥[例(%)]深部和切口感染(例)嚴重疼痛(例)肢體腫脹(例)內(nèi)固定物斷裂或移位(例)對照組(n=64)35.6±6.3 32.4±5.5 10(15.6)2 4 3 1觀察組(n=64)39.7±7.5 30.7±5.3 3(4.7)1 1 1 0 t∕χ2值1.023 0.653 4.195 P 值0.156 0.342 0.041
2.2 兩組住院時間和骨折愈合時間的比較 觀察組住院時間和骨折愈合時間比對照組短,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表3。
表3 兩組住院時間和骨折愈合時間的比較Tab.3 Comparison of stay-in hospital days and fracture healing time between the two groups ±s
表3 兩組住院時間和骨折愈合時間的比較Tab.3 Comparison of stay-in hospital days and fracture healing time between the two groups ±s
組別對照組(n=64)觀察組(n=64)t 值P 值住院時間(d)7.7±0.9 4.6±0.5 5.123 0.008骨折愈合時間(周)16.7±3.9 13.6±2.5 5.659 0.003
2.3 兩組B?hler 角和Gissane 角的比較 兩組治療后B?hler 角和Gissane 角較治療前增加,且觀察組明顯大于對照組,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表4。
表4 兩組B?hler 角和Gissane 角的比較Tab.4 Comparison of B?hler and Gissane angle between two groups ±s
表4 兩組B?hler 角和Gissane 角的比較Tab.4 Comparison of B?hler and Gissane angle between two groups ±s
注:對照組治療后與治療前比較,#P <0.05;觀察組治療后與治療前比較,*P <0.05
組別對照組(n=64)觀察組(n=64)t 值P 值B?hler 角治療前(13.5±2.4)°(13.2±2.1)°0.365 0.648治療后(21.2±3.6)°#(25.9±3.8)°*6.002 0.001 Gissane 角治療前(85.6±10.1)°(84.9±11.2)°0.857 0.246治療后(125.9±23.6)°#(132.4±31.2)°*6.986 0.001
2.4 兩組足踝功能的比較 治療后觀察組AOFAS評分比對照組升高,足踝功能優(yōu)良率高于對照組,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表5。
表5 兩組足踝功能的比較Tab.5 Comparison of foot and ankle function between the two groups 例(%)
2.5 典型病例 男性,49 歲,高處墜落傷致右跟骨骨折SandersⅡ型,術(shù)前X線(圖3A)、術(shù)前CT(圖3B)、術(shù)前3D 打印模型(圖3C)、術(shù)中照片(圖3D)、操作關(guān)節(jié)鏡照片(圖3E)、術(shù)后一周X 線照片(圖3F)。隨訪6 個月患者骨折恢復良好。
圖3 術(shù)前3D 打印聯(lián)合距下關(guān)節(jié)鏡治療右跟骨骨折Fig.3 Preoperation 3D printing combined with subtalar arthroscopy in treatment of calcaneal fractures
距下關(guān)節(jié)鏡下閉合復位具有視野放大、清晰,皮膚切口小,對周圍軟組織損傷輕,局部創(chuàng)口小、便于清創(chuàng)和止血,術(shù)后并發(fā)癥少、患者康復快的優(yōu)點,在臨床中有重要的應(yīng)用前景[9]。沙良寬等[10]研究也證實,經(jīng)皮撬撥復位內(nèi)固定與切開復位鋼板內(nèi)固定治療Sanders Ⅱ型跟骨骨折均可獲得滿意的臨床療效,但前者具有創(chuàng)傷較小、住院天數(shù)短、切口并發(fā)癥較少等優(yōu)點。術(shù)前3D 打印理論上可以復制人體任何組織和器官結(jié)構(gòu),與人體骨骼解剖參數(shù)基本吻合,便于術(shù)者在模型上準確判斷骨折具體情況,制定恰當?shù)氖中g(shù)方案和評估手術(shù)風險,指導術(shù)中精確定位,做到心中有數(shù),有助于預防術(shù)中可能出現(xiàn)的多種意外事件,如術(shù)前影像學判斷骨折與實際有偏差[11]。此外,3D 打印關(guān)節(jié)和骨骼還是人體缺損組織的良好替代品,如無法準確復位的細小碎骨塊,輔助做到更滿意的關(guān)節(jié)面解剖復位[12]。盛偉等[13]研究指出,3D 打印聯(lián)合距下關(guān)節(jié)鏡治療Sanders Ⅲ-Ⅳ型跟骨骨折,創(chuàng)傷小,恢復快,精準安全有效。但是,3D 打印聯(lián)合距下關(guān)節(jié)鏡在跟骨骨折中的應(yīng)用經(jīng)驗仍然較少。
由于跟骨骨折的范圍較局限,解剖結(jié)構(gòu)相對單一,涉及骨折塊和關(guān)節(jié)面也易于復位,因此,總體耗費手術(shù)時間相對較短[14]。踝關(guān)節(jié)周圍血供相對較少,但同時也易發(fā)生遠端肢體血運不良的嚴重并發(fā)癥[15]。關(guān)節(jié)鏡可實時顯示軟骨和關(guān)節(jié)表面,距下關(guān)節(jié)斷裂的可視化??梢越档驮诘头直媛蔢 線透視下單憑肉眼可能忽略的小關(guān)節(jié)內(nèi)骨折和螺釘穿透關(guān)節(jié)[16]。此外,傳統(tǒng)外側(cè)入路難以觸及的距下關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)部分的撕脫骨折碎片可在關(guān)節(jié)鏡下清除。同時,常規(guī)透視可以通過檢測鋼板位置、鋼板貼伏程度、確定螺釘長度,單純關(guān)節(jié)鏡治療的局限性[17]。關(guān)節(jié)表面的位置和鄰近關(guān)系、影像學指標的恢復和跟骨-骰關(guān)節(jié)的不協(xié)調(diào)評估,可能在通過標準入口插入關(guān)節(jié)鏡時被忽略。因此,關(guān)節(jié)鏡仍需要結(jié)合常規(guī)透視法進行綜合指導完成滿意的跟骨骨折解剖復位,改善踝關(guān)節(jié)功能[18]。
本研究發(fā)現(xiàn),觀察組住院時間和骨折愈合時間比對照組短(P<0.05)。術(shù)前3D打印可以進一步輔助術(shù)者做到精確定位,術(shù)中快速、準確置入關(guān)節(jié)鏡進入滿意位置,提高解剖復位的成功率,相對降低了手術(shù)創(chuàng)傷。觀察組的并發(fā)癥降低也有利于術(shù)后康復和骨折愈合。本研究還發(fā)現(xiàn),觀察組治療后B?hler 角和Gissane 角明顯大于對照組,足踝功能優(yōu)良率高于對照組(P<0.05)。通過定量解剖參數(shù)和綜合關(guān)節(jié)活動功能兩個方面來證實術(shù)前3D 打印輔助距下關(guān)節(jié)鏡治療跟骨骨折的臨床獲益更明顯。也有研究通過較長時間隨訪發(fā)現(xiàn),無論是切開還是閉合復位組,B?hler 角逐漸丟失可能是骨質(zhì)流失和漸進性骨質(zhì)疏松以及承重面上骨吸收的結(jié)果[19]。PARK[20]指出,距下關(guān)節(jié)鏡在經(jīng)皮和開放入路治療移位的跟骨關(guān)節(jié)內(nèi)骨折時,對促進后關(guān)節(jié)面復位具有重要作用。在翹撥復位中,關(guān)節(jié)鏡對于輕度至中度移位骨折必須謹慎選擇;在開放手術(shù)入路中,距下關(guān)節(jié)鏡的應(yīng)用仍然很少。因此,術(shù)中關(guān)節(jié)鏡檢查應(yīng)始終與透視檢查結(jié)合使用,以實現(xiàn)復位和評估內(nèi)固定位置。在SandersⅡ型跟骨骨折采用跗竇入路時,距下關(guān)節(jié)鏡是檢測關(guān)節(jié)不協(xié)調(diào)的有用方法。計算機輔助設(shè)計與3D 打印技術(shù)結(jié)合可在術(shù)前直觀觀察跟骨骨折的移位情況,精確定制個體化手術(shù)方案,提高手術(shù)的精度與安全性。
綜上所述,術(shù)前3D 打印聯(lián)合距下關(guān)節(jié)鏡微創(chuàng)治療Sanders Ⅱ-Ⅳ型跟骨骨折有較好的臨床安全性和有效性,能夠顯著降低圍術(shù)期并發(fā)癥,縮短骨折愈合和康復時間,改善足踝功能。本研究也有一定局限性:樣本量較小,隨訪時間較短,需要更大樣本量的臨床前瞻性病例對照研究進行驗證。隨著3D 打印聯(lián)合距下關(guān)節(jié)鏡的技術(shù)不斷成熟,相信在其他類型跟骨骨折以及復合型骨折中也會取得較好的臨床療效。