劉彬 張清 劉融 張國華 陳超斌 張勇 胡鋒 韋盛 周一林 楊翾 孫鵬

脛骨遠端骨折是骨科常見骨折，占所有脛骨骨折的7%～10%，致傷原因多為車禍傷、墜落傷、重物砸傷及摔傷等，以不穩(wěn)定骨折更為常見，常需要手術治療[1-3]。有研究表明，通過微創(chuàng)接骨板內固定技術治療脛骨遠端骨折，若復位不良、鋼板放置不當會影響下肢負重軸線，致使鄰近關節(jié)創(chuàng)傷性關節(jié)炎的發(fā)生[4]。隨著3D打印技術的發(fā)展，其在骨科中已經(jīng)有了廣泛的應用[5]，解決了很多難題，在脛骨遠端骨折中的應用也并不少見，借助3D打印技術能夠對脛骨遠端骨折選擇最佳的手術方式并模擬手術過程[6]。但準確地將術前計劃應用于實際手術仍然是一個挑戰(zhàn)[7]，結合3D打印技術，本文提出了一種簡單易行的標志定位方法來定位術中鋼板的放置位置，旨在研究3D打印技術結合標志定位法在治療成人脛骨遠端A型骨折中的臨床應用價值。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標準

納入標準：①明確外傷史；②閉合性骨折；③A型骨折；④年齡18～60周歲；⑤患者配合檢查，有完整影像學資料；⑥患者配合隨訪，有完整隨訪資料。排除標準：①患有糖尿病，影響骨折愈合；②存在手術禁忌證無法手術患者；③肢體對稱性較差，既往有偏癱、小兒麻痹、截肢、雙下肢骨折等病史；④病理性骨折。

1.2 一般資料

本研究回顧性分析武漢科技大學附屬普仁醫(yī)院骨科2019年1月至2021年2月收治的共62例脛骨遠端骨折患者資料，根據(jù)手術方式患者被分為傳統(tǒng)組與3D打印技術結合標志定位法組。傳統(tǒng)組（31例）：男14例，女17例；年齡27～60歲，平均（46.16±7.58）歲；合并腓骨骨折31例；受傷至手術時間4～10 d，平均（7.00±1.80）d。3D打印技術結合標志定位法組（31例）：男16例，女15例；年齡30～60歲，平均（47.45±7.88）歲；合并腓骨骨折31例；受傷至手術時間5～11 d，平均（6.74±1.67）d。本研究通過武漢科技大學附屬普仁醫(yī)院倫理審核（k2021143），所有患者均自愿簽署知情同意書。

1.3 手術方法

1.3.1 標志定位法

在3D打印模型上，選擇最佳的鋼板與螺釘與之匹配后，在矢狀面上，測量脛骨最遠端與鋼板最遠端距離a、骨折遠端前側最高點與鋼板前側緣距離b、骨折線近端最近置釘孔中心與脛骨前緣距離c、最近端置釘孔處鋼板后緣與脛骨前緣距離d，在術中通過a、b、c、d四者距離可以確定鋼板矢狀面位置，冠狀面上可通過對鋼板施加壓力調整其與脛骨之間的距離，筆者將此方法稱為“標志定位法”，見圖1。

圖1 標志定位法測量示意圖

1.3.2 術前準備

兩組均完善術前檢查，排除手術禁忌證。傳統(tǒng)組根據(jù)術前X線（Hitachi DFA200，日本日立公司）及CT（德國SIEMENS公司）二維影像進行術前計劃。3D打印技術結合標志定位法組術前收集患者患側、健側脛骨CT原始DICOM數(shù)據(jù)，經(jīng)三維重建后通過3D打印機，打印出1∶1脛骨遠端骨折模型與鏡像模型，根據(jù)骨折模型，在鏡像模型上描繪骨折形態(tài)，確定切口位置、長度，放置最佳匹配鋼板，必要時進行折彎塑形，確定螺釘角度、長度，結合標志定位法，測量鋼板與各標志距離。器械確定后消毒備用。待患肢張力性水泡愈合，腫脹消退后進行手術治療，術前備皮，導尿，術前0.5 h預防性應用抗生素。

1.3.3 手術過程

兩組手術均由同一組高年資醫(yī)師完成，麻醉方式均為椎管內麻醉，均首先復位腓骨。麻醉成功后，患者取仰臥位，采用氣壓止血帶，常規(guī)消毒、鋪巾。復位腓骨后，取脛骨骨折斷端前側縱切口，可視下解剖復位脛骨骨折，斷端加壓固定，C臂透視滿意。傳統(tǒng)組：取內踝弧形切口，選取合適長度鎖定接骨板，于脛骨內側放置鎖定接骨板，通過透視調整鋼板位置，鋼板位置滿意后置入螺釘，通過透視調整螺釘角度、長度。3D打印技術結合標志定位法組：取內踝弧形切口，于脛骨內側放置術前確定長度鎖定接骨板，通過標志定位法將鋼板調整至術前3D打印模型上確定的鋼板位置，鋼板位置滿意后，置入術前模擬螺釘。兩組必要時植入同種異體骨。

1.3.4 術后處理

術后2 d復查X線片。術后6 h內囑患者去枕平臥，24 h內予以靜脈滴注抗生素預防感染，24～48 h拔除引流管，48 h后指導患者床上行早期踝關節(jié)功能鍛煉，6～8周復查X線評估愈合情況，酌情負重練習。

1.4 評價指標

收集兩組患者的資料，包括手術時間、透視次數(shù)、術中失血量、復位質量、鋼板放置位置、功能評估和術后并發(fā)癥。鋼板放置位置通過X線側位片上鋼板中線與脛骨力線之間的夾角和鋼板中點與脛骨前、后徑中點之間的距離評價，見圖2。功能評估應用美國足踝外科協(xié)會評分表（American Orthopedic of Foot and Ankle Society，AOFAS）進行評分：90～100分為優(yōu)；75～89分為良；50～74分為可；＜50分為差[8]。

圖2 鋼板放置位置評價示意圖

1.5 統(tǒng)計學方法

應用SPSS 26.0軟件分析數(shù)據(jù)。符合正態(tài)分布的計量資料以均數(shù)±標準差表示，采用獨立樣本t檢驗；計數(shù)資料用n（%）表示，采用χ2檢驗。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

患者均得到隨訪，隨訪時間6～12個月，平均（9.23±1.71）個月。

2.1 兩組患者的一般資料比較

兩組患者的性別、年齡、受傷至手術時間、骨折類型、受傷原因等一般資料比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），具有可比性（見表1）。

表1 兩組患者的一般資料比較

2.2 兩組患者的復位情況比較

兩組術中均進行有限切開，直視下進行骨折復位，參照長骨干骨折解剖復位標準[9]，術中透視見兩組患者骨折均對位、對線良好，均達解剖復位，無短縮、旋轉、成角畸形。

2.3 兩組患者的術中指標比較

3D打印技術結合標志定位法組手術時間、透視次數(shù)、失血量均少于傳統(tǒng)組（P＜0.05），差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表2。

表2 兩組術中指標對比（±s）

表2 兩組術中指標對比（±s）

組別傳統(tǒng)組（n=31）3D打印技術結合標志定位法組（n=31）t值P值手術時間（min）79.74±6.92 76.03±3.65 2.641 0.011透視次數(shù)（次）3.81±0.91 3.23±0.76 2.724 0.008失血量（mL）76.29±9.31 71.29±7.30 2.354 0.022

2.4 兩組患者鋼板放置位置、AOFAS功能評分比較

3D打印技術結合標志定位法組X線側位片上鋼板中線與脛骨力線之間的夾角平均（2.87±1.09）°，傳統(tǒng)組平均（3.84±1.93）°；3D打印技術結合標志定位法組鋼板中點與脛骨前后徑中點之間的距離平均（1.52±0.93）mm，傳統(tǒng)組平均（2.19±1.42）mm，差異均具有統(tǒng)計學意義（P均＜0.05）。兩組患者術后6個月AOFAS功能評分比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表3。

表3 兩組鋼板放置位置、術后6個月AOFAS功能評分比較（±s）

表3 兩組鋼板放置位置、術后6個月AOFAS功能評分比較（±s）

組別傳統(tǒng)組（n=31）3D打印技術結合標志定位法組（n=31）t值P值夾角（°）3.84±1.93 2.87±1.09 2.429 0.019距離（mm）2.19±1.42 1.52±0.93 2.220 0.031術后6個月AOFAS評分（分）96.97±1.82 93.26±3.50 1.016 0.313

2.5 兩組患者術后并發(fā)癥情況比較

兩組術后均無畸形愈合、切口感染、皮膚壞死、鄰近關節(jié)創(chuàng)傷性關節(jié)炎等并發(fā)癥發(fā)生。

典型病例：患者，男，56歲。因外傷致左小腿腫痛、活動受限，急診以“左脛腓遠端骨折”收入院，入院后完善相關檢查，結合3D打印技術與標志定位法，擇期在椎管內麻醉下行“經(jīng)皮微創(chuàng)鋼板內固定術+有限切開”的手術方式，術后復查X線結果顯示與術前計劃完全一致，隨訪12個月，踝關節(jié)活動正常，功能優(yōu)（見圖3）。

圖3 A.術前脛骨遠端骨折X線正側位；B.術前脛骨遠端骨折CT圖像；C、D.術前利用3D打印模型復位并在健側鏡像模型上描繪完整骨折線；E、F.術前選擇最佳鋼板螺釘與健側3D打印鏡像模型匹配；G.術前在3D打印模型上對標志定位法中距離a的測量，測得距離為0.8 cm；H.術前距離b的測量，測得距離為1.0 cm；I.術前距離c的測量，測得距離為2.0 cm；J.術前距離d的測量，測得距離為2.2 cm；K.對脛骨骨折端皮膚有限切開，直視下實現(xiàn)解剖復位；L.術中距離a的測量，測得距離為0.8 cm；M.術中距離b的測量，測得距離為1.0 cm；N.術中距離c的測量，測得距離為2.0 cm；O.術中距離d的測量，測得距離為2.2 cm；P.術后1 d X線正側位；Q.術后1 d X線側位片測量顯示鋼板中線與脛骨力線完全貼合

3 討論

由于脛骨解剖特點，脛骨中上段橫截面為三角形，脛骨遠端膨大，橫截面呈四方形，所以受到外力作用后，形態(tài)轉變的移行交界處容易發(fā)生骨折。根據(jù)AO/OTA分型，脛骨遠端A型骨折被分為亞型A1（螺旋）、A2（斜行）和A3（橫行）[10]。相較于全身多數(shù)部位骨折，脛骨遠端骨折術后恢復環(huán)境較差，這是因為脛骨遠端緊貼皮下，軟組織覆蓋少，且骨折易損傷髓內滋養(yǎng)動脈，另外術中難免會破壞骨膜，多個因素共同造成脛骨遠端血運不佳，局部循環(huán)障礙[11]，可出現(xiàn)皮膚感染、壞死，影響骨折愈合等情況[12]，此外脛骨上下關節(jié)面平行，一旦骨折斷端術后對位不良、鋼板偏置易發(fā)生創(chuàng)傷性關節(jié)炎，甚至內固定失效，骨折不愈合[6,13]。

對于脛骨遠端骨折治療，目前經(jīng)皮微創(chuàng)接骨板內固定技術被廣泛接受與應用[14-15]，通過閉合復位，微小切口，鋼板不需緊貼骨面，使手術對軟組織和骨膜的損傷降到最低，彈性固定使骨折斷端產(chǎn)生相對微小運動，促進骨折端的骨痂生成和愈合，同時并發(fā)癥少，可以達到很好的功能結果，是脛骨遠端骨折的有效治療方法[16-18]，但術中復位方式為閉合復位，可能出現(xiàn)斷端對位不良、軟組織嵌入、影響骨折愈合的情況發(fā)生，特別是骨折斷端發(fā)生移位的情況，更易發(fā)生軟組織嵌入，增加閉合復位難度和骨折不愈合風險[19]，有研究發(fā)現(xiàn)有限切開結合微創(chuàng)經(jīng)皮接骨板內固定技術同樣可以取得良好療效，不會增加皮膚感染、壞死的可能性，并且減少了術中透視次數(shù)[20]。所以筆者術中選擇在骨折斷端進行有限切開，直視下復位，實現(xiàn)解剖復位，盡力避免骨折延遲愈合或不愈合的可能。

脛骨遠端骨折的復位固定、關節(jié)面平整及踝關節(jié)功能的恢復仍然是手術的難點[21-22]。傳統(tǒng)術前計劃通過患者X線、CT影像資料不能直觀、立體地顯示骨折情況，很難對手術過程做出準確判斷[23]，容易出現(xiàn)固定器械選擇不佳，增加手術時間和風險[24]，3D打印技術的出現(xiàn)很好地解決了這些問題[25-26]，通過3D打印真實尺寸模型，筆者可以從任意角度觀察骨折形態(tài)、利于醫(yī)患溝通、判斷骨折類型、測量骨折塊的大小、確定復位順序、在模型上選擇最佳鋼板螺釘，在術前計劃和手術實施方面提供了巨大幫助[7,27-28]。張文舉等[29]將3D打印技術應用于脛骨遠端骨折，與傳統(tǒng)手術方式對比，減少了手術時間和失血量。Zhang等[30]術前通過3D打印技術對脛骨遠端骨折選擇最佳手術方式，并模擬手術過程，術后取得了良好固定效果。

但正如前文提到，如何準確地將3D打印模型上預定的術前計劃應用于實際手術仍然是一個挑戰(zhàn)，術中操作與術前計劃的一致性，很大程度上決定了手術的有效性，以往術中確定鋼板位置主要通過經(jīng)驗和反復透視來確定，相對增加了手術時間和透視次數(shù)，一旦術中鋼板放置位置不佳，術后很可能出現(xiàn)力線不穩(wěn)、固定失效、鄰近關節(jié)創(chuàng)傷性關節(jié)炎甚至骨折不愈合的情況，筆者認為3D打印技術在脛骨遠端骨折的應用關鍵點為術中鋼板位置同術前計劃的準確放置，因為鋼板位置確定后，螺釘自然確定，所以我們提出了一種標志定位法來輔助定位鋼板位置，術前將鋼板大小、位置在3D打印模型上確定，將測量位置選擇在手術切口附近，不需增加額外切口，并選擇相對可明顯識別的骨性位置，方便定位與測量。

本文研究結果顯示，3D打印技術結合標志定位法組與傳統(tǒng)組相比，在復位質量、AOFAS功能評分方面無明顯差異，兩種方式均可達到良好的療效，但3D打印技術結合標志定位法組鋼板中線與脛骨力線之間的夾角更小，鋼板中點與脛骨前后徑中點之間的距離更近，鋼板放置角度、位置更加貼合脛骨力線，透視次數(shù)更少，手術時間和失血量也相對減少，顯示出術前通過3D打印技術確定鋼板型號、位置，術中通過標志定位法確定鋼板放置位置是可行有效的，此方法可提高鋼板放置位置的準確度，進一步提高固定效果的可靠度，3D打印技術結合標志定位法在脛骨遠端骨折微創(chuàng)接經(jīng)皮接骨板內固定術中的應用可以實現(xiàn)精準、微創(chuàng)、個性化的治療。

本研究將標志定位法與3D打印技術進行了充分結合，在術前，通過3D打印模型，全方位觀察骨折形態(tài)、確定復位順序、內固定物型號、位置、長度，進行了詳細的術前計劃，不需術前準備大量器械，術中再進行選擇設計。在醫(yī)患溝通過程中，在3D打印模型上清楚、直觀地講解骨折情況、手術過程及可能出現(xiàn)的風險，增加了患者及家屬的理解程度和對醫(yī)生的信任程度。在術中，通過標志定位法，使術前計劃與術中操作鋼板位置接近一致，避免了術后出現(xiàn)力線不穩(wěn)、固定失效、創(chuàng)傷性關節(jié)炎等情況。術中透視次數(shù)的減少使醫(yī)護人員和患者受到更少輻射。此外，選擇微創(chuàng)經(jīng)皮接骨板內固定術并在骨折斷端有限切開的手術方式，在骨折復位和軟組織保護之間達到了平衡。

但本研究仍具有一定局限性：術后隨訪時間不足，對遠期預后缺少評估，包括遠期踝關節(jié)和膝關節(jié)功能活動等；3D打印技術結合標志定位法組術前需要完善雙下肢CT檢查，并3D打印雙下肢模型，增加了住院費用；本研究樣本量較小，有待大樣本、多中心研究進一步證實。

總而言之，3D打印技術結合標志定位法為脛骨遠端A型骨折患者提供了個性化治療方案，且與傳統(tǒng)微創(chuàng)手術方式相比，鋼板放置位置更加貼近脛骨力線，標志定位法為3D打印技術在脛骨遠端A型骨折術前計劃的準確實施提供了新思路。