張 彬,張 晗,石 磊,袁占奎,2*

(1.北京中農(nóng)大動(dòng)物醫(yī)院有限公司,北京 100193;2.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院,北京 100193)

髕骨內(nèi)脫是導(dǎo)致犬后肢跛行或姿勢(shì)異常最常見(jiàn)的原因之一,更常見(jiàn)于小型犬,其中髕骨Ⅳ級(jí)內(nèi)脫是最嚴(yán)重的表現(xiàn)形式[1-5]。在髕骨內(nèi)脫的情況下,前交叉韌帶長(zhǎng)期處于慢性應(yīng)力狀態(tài),再加上膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎引起的韌帶退化,導(dǎo)致了前交叉韌帶疾病的發(fā)病率增加[4]。當(dāng)患有慢性髕骨脫位的犬出現(xiàn)急性后肢跛行時(shí),應(yīng)考慮前交叉韌帶疾病,臨床醫(yī)生需進(jìn)行詳細(xì)的骨科檢查和影像學(xué)檢查。

脛骨平臺(tái)水平截骨術(shù)(tibial plateau leveling osteotomy,TPLO)是治療前交叉韌帶疾病最常用的方法[2,6]。糾正髕骨脫位的重點(diǎn)在于識(shí)別并準(zhǔn)確地評(píng)估存在的骨骼畸形,最常用的方法是滑車(chē)成形術(shù)和脛骨結(jié)節(jié)移位術(shù)[3]。已報(bào)導(dǎo)了多種手術(shù)方法可以同時(shí)治療這兩種疾病,包括改良式TPLO[1]、TPLO加脛骨結(jié)節(jié)移位[7]等,但大多數(shù)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)中僅涉及Ⅱ至Ⅲ級(jí)髕骨內(nèi)脫,對(duì)于髕骨Ⅳ級(jí)內(nèi)脫伴發(fā)前交叉韌帶斷裂的病例報(bào)導(dǎo)相對(duì)較少。

近幾年,國(guó)內(nèi)有些3D打印技術(shù)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)犬的研究報(bào)導(dǎo)[8-9],但尚無(wú)用于實(shí)際臨床病例的報(bào)導(dǎo)。本文報(bào)導(dǎo)了采用3D打印技術(shù)輔助治療1例髕骨Ⅳ級(jí)內(nèi)脫伴發(fā)前交叉韌帶斷裂的患犬,取得了良好的臨床效果。

1 材料與方法

1.1 患病動(dòng)物信息

柴犬,6歲,雄性未去勢(shì)。定期免疫和驅(qū)蟲(chóng),日常飼喂以干糧為主。2年前于本院診斷為右膝關(guān)節(jié)髕骨內(nèi)脫。右后肢突發(fā)嚴(yán)重跛行1周,無(wú)法負(fù)重。

1.2 臨床檢查及診斷

對(duì)患犬進(jìn)行體格檢查(視診、聽(tīng)診和觸診)和骨科檢查,拍攝雙后肢X線片(內(nèi)外位和前后位)及CT,進(jìn)行血液學(xué)檢測(cè)并詳細(xì)記錄。

1.3 治療

根據(jù)診斷對(duì)患犬進(jìn)行手術(shù)治療。

1.4 治療效果

手術(shù)后間隔6～8周到院復(fù)查,評(píng)估治療效果,并拍攝X線片,直到完全康復(fù)。

2 結(jié) 果

2.1 檢查資料

BCS:5/9,精神狀況良好。體溫:38.2 ℃,呼吸:20次·min-1,心率100次·min-1,體重:9.8 kg。

犬站立時(shí),右后肢偶爾可點(diǎn)地負(fù)重,行走時(shí)不負(fù)重,跛行分級(jí)(4/5)[1],坐姿時(shí)右后肢外展。觸診右后肢肌肉中度萎縮,膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)增生明顯,前抽屜試驗(yàn)陽(yáng)性,脛骨加壓試驗(yàn)陽(yáng)性,右髕骨內(nèi)脫,且無(wú)法人工復(fù)位。

X線檢查(如圖1)可見(jiàn)右膝髕骨位于滑車(chē)溝內(nèi)側(cè),股骨內(nèi)外側(cè)髁、髕骨、腓腸豆和脛骨平臺(tái)存在骨贅,脛骨相對(duì)股骨前移,右膝關(guān)節(jié)腔內(nèi)密度升高,股骨遠(yuǎn)端內(nèi)翻畸形,提示右膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎,髕骨內(nèi)脫,前交叉韌帶斷裂。

A. 雙后肢前后位;B. 右膝關(guān)節(jié)內(nèi)外位;C. 右膝關(guān)節(jié)后前位A. Craniocaudal radiograph of both stifles; B. Mediolateral radiograph of right stifle; C. Caudal-cranial radiograph of right stifle圖1 犬后肢X線片F(xiàn)ig.1 Radiographs of the dog’s hind limbs

血常規(guī)和生化檢查結(jié)果在參考范圍內(nèi)。

2.2 診斷

結(jié)合體格檢查和X線檢查,該犬診斷為右髕骨Ⅳ級(jí)內(nèi)脫,伴發(fā)前交叉韌帶斷裂。

2.3 手術(shù)治療

進(jìn)行右膝關(guān)節(jié)改良式TPLO和滑車(chē)溝加深,同時(shí)進(jìn)行雙后肢CT掃描。

靜脈給予布托啡諾0.2 mg·kg-1BW和右美托咪定50 μg·m-2進(jìn)行鎮(zhèn)定,拍攝標(biāo)準(zhǔn)膝關(guān)節(jié)內(nèi)外位和后前位X線片。使用vPOP軟件制定改良式TPLO手術(shù)方案(圖2)。

麻醉前靜脈給予布托啡諾0.2 mg·kg-1BW和右美托咪定50 μg·m-2,丙泊酚1 mg·kg-1BW誘導(dǎo)麻醉,之后進(jìn)行氣管插管,七氟烷吸入麻醉維持,布比卡因1.5 mg·kg-1BW 硬膜外麻醉。術(shù)中常規(guī)麻醉監(jiān)護(hù)。

常規(guī)手術(shù)準(zhǔn)備,采取右側(cè)膝關(guān)節(jié)前內(nèi)側(cè)通路,打開(kāi)膝關(guān)節(jié)可見(jiàn)關(guān)節(jié)內(nèi)大量淺黃色關(guān)節(jié)液,關(guān)節(jié)囊增厚,股骨內(nèi)側(cè)髁、外側(cè)髁、髕骨的關(guān)節(jié)軟骨處可見(jiàn)大量骨質(zhì)增生,前交叉韌帶斷裂,半月板未見(jiàn)明顯異常。清除前交叉韌帶殘端,進(jìn)行楔形滑車(chē)加深術(shù)。按照 Langenbach和Marcellin-Little[1]的方法進(jìn)行改良式TPLO,確定D1(8 mm)和D2(10.8 mm),使用15 mm弧形鋸片進(jìn)行脛骨近端截骨,將脛骨近端截?cái)嗪笮D(zhuǎn)至目標(biāo)位置(旋轉(zhuǎn)距離4.6 mm),放置6號(hào)KYON TPLO鎖定骨板?？晌湛p線常規(guī)閉合切口。之后拍攝X線片(圖3A、3B)。

A、B. 術(shù)后即刻內(nèi)外位和前后位X線片;C、D. 術(shù)后8周內(nèi)外位和前后位X線片,可見(jiàn)髕骨內(nèi)脫A,B. Immediate postoperative radiographs of mediolateral view(A)and craniocaudal view(B); C,D. Postoperative radiographs of mediolateral view(C)and craniocaudal view(D)at 8 weeks, recurrence of patellar luxation is seen in D圖3 右膝關(guān)節(jié)改良式TPLO術(shù)后即刻X線片和術(shù)后8周X線片F(xiàn)ig.3 Immediate postoperative and 8 weeks postoperative radiographs of modified TPLO of right stifle

術(shù)后使用阿莫西林克拉維酸鉀[20 mg·kg-1BW,BID,PO,連用7 d]、卡洛芬[4.4 mg·kg-1BW,SID,PO,連用7 d]和加巴噴丁[10 mg·kg-1BW,BID,PO,連用14 d],同時(shí)配合冰敷、關(guān)節(jié)被動(dòng)運(yùn)動(dòng)和適當(dāng)牽遛。術(shù)后第4周復(fù)查,患肢輕微跛行(1/5);術(shù)后第8周復(fù)查時(shí)右膝髕骨內(nèi)脫復(fù)發(fā),X線檢查見(jiàn)脛骨愈合良好(圖3C、3D)。

結(jié)合復(fù)查情況以及CT-3D重建中股骨畸形情況(圖4A),決定進(jìn)行股骨矯正截骨術(shù)。

A. 后肢CT-3D重建圖;B. 3D打印雙后肢股骨;C. 患肢模型X線測(cè)得aLDFA;D. 健肢模型X線測(cè)得aLDFA;E. 股骨遠(yuǎn)端外側(cè)閉口型楔形截骨術(shù)方案;F. 患肢模型截骨矯正后的X線片,測(cè)量aLDFA為95°,符合預(yù)期A.CT-3D reconstruction of hind limb;B.3D printed models of both hind limbs;C.X-ray measurement of aLDFA in affected limb model;D.X-ray measurement of aLDFA in healthy limb model;E.DFO surgical planning;F.After osteotomy of the affected limb model, the measurement of aLDFA is 95 °, which is conformance to expectation圖4 第2次手術(shù)術(shù)前規(guī)劃Fig.4 Surgical planning for the second operation

根據(jù)CT掃描圖像資料,3D打印患肢和健肢股骨(圖4B),使用3D打印的患肢和健肢拍攝標(biāo)準(zhǔn)股骨前后位X線片(圖4C、D)。使用vPOP軟件制定DFO方案。測(cè)量健肢的股骨遠(yuǎn)端外側(cè)解剖角(anatomical lateral distal femoral angles,aLDFA):94.5°,患肢的aLDFA:108.8°。根據(jù)成角旋轉(zhuǎn)中心(center of roration of angulation,CORA)原理制定DFO方案(圖4E),計(jì)劃在股骨滑車(chē)脊近端做楔形截骨術(shù),楔形角度為14°,基部長(zhǎng)度為4.6 mm。在模型上實(shí)施手術(shù),拍攝X線片(圖4F),確認(rèn)手術(shù)方案無(wú)誤。根據(jù)模型,計(jì)劃選擇2.0 mm股骨髁骨板進(jìn)行固定。

麻醉方案同第一次手術(shù)。常規(guī)手術(shù)準(zhǔn)備后,采用右側(cè)股骨外側(cè)和膝關(guān)節(jié)前外側(cè)手術(shù)入路,暴露股骨遠(yuǎn)端二分之一和膝關(guān)節(jié)。按術(shù)前規(guī)劃在股骨截除楔形骨塊,將股骨斷端復(fù)位,先用兩根1.5 mm克氏針交叉固定,再在股骨外側(cè)放置2.0 mm股骨髁骨板(圖5)。常規(guī)閉合切口。術(shù)后拍攝X線片(圖6A、6B),術(shù)后患肢aLDFA為95°(圖6D)。

A. 角度尺測(cè)量;B. 截除楔形骨塊;C. 骨板及螺釘固定A. Angle ruler measurement; B. Removal of wedge bone block; C. Bone plate and screw fixation圖5 股骨遠(yuǎn)端外側(cè)閉口型楔形截骨術(shù)中照片F(xiàn)ig.5 Intraoperative photos of DFO

A、B. 術(shù)后即刻內(nèi)外位和前后位X線片;C、D. 術(shù)后6個(gè)月內(nèi)外位和前后位X線片A, B. Immediate postoperative radiographs of mediolateral view(A)and craniocaudal view(B); C, D. Postoperative radiographs of mediolateral view(C)and craniocaudal view(D)at 6 months圖6 股骨截骨術(shù)后即刻X線片和術(shù)后6個(gè)月X線片F(xiàn)ig.6 Immediate postoperative and 6 months postoperative radiographs of DFO

第二次術(shù)后抗生素和止疼藥使用方案同第一次,犬術(shù)后第1天即可使用患肢負(fù)重。術(shù)后第4周復(fù)查時(shí),患肢跛行(2/5),髕骨位置正常。術(shù)后4、6個(gè)月復(fù)查,患肢無(wú)跛行,X線檢查可見(jiàn)股骨遠(yuǎn)端截骨處和TPLO截骨處均已愈合(圖6C、6D)。術(shù)后2年復(fù)查,患肢功能正常。

3 討 論

本報(bào)道中的患犬髕骨Ⅳ級(jí)內(nèi)脫伴發(fā)前交叉韌帶斷裂,進(jìn)行改良式TPLO和楔形滑車(chē)加深術(shù)治療,術(shù)后8周髕骨脫位復(fù)發(fā)后,采用3D打印技術(shù)輔助進(jìn)行股骨參數(shù)測(cè)量和手術(shù)規(guī)劃,通過(guò)股骨截骨術(shù)進(jìn)行矯正,獲得了良好的治療效果。

髕骨脫位和前交叉韌帶疾病都是引起犬后肢跛行的常見(jiàn)骨科疾病。報(bào)導(dǎo)顯示,因髕骨脫位來(lái)醫(yī)院就診的犬中,13%～25%同時(shí)存在前交叉韌帶斷裂[2-3]。有人認(rèn)為,前交叉韌帶斷裂可能繼發(fā)于髕骨內(nèi)脫[4]。此外,髕骨內(nèi)脫導(dǎo)致的骨關(guān)節(jié)炎使得前交叉韌帶長(zhǎng)期處于蛋白酶和炎癥介質(zhì)環(huán)境中,引起前交叉韌帶退化,髕骨內(nèi)脫的犬可能出現(xiàn)關(guān)節(jié)周?chē)С纸Y(jié)構(gòu)萎縮和肌肉萎縮,導(dǎo)致更嚴(yán)重的膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)定和前交叉韌帶的應(yīng)力增加[5]。有文獻(xiàn)表明,與其他級(jí)別的髕骨內(nèi)脫相比,髕骨Ⅳ級(jí)內(nèi)脫的犬更容易出現(xiàn)前交叉韌帶疾病[5]。本文報(bào)導(dǎo)的犬存在髕骨脫位病史,近期因跛行加重而就診,確診為髕骨Ⅳ級(jí)內(nèi)脫伴發(fā)前交叉韌帶斷裂,提示當(dāng)患有慢性髕骨脫位的犬出現(xiàn)急性跛行時(shí),應(yīng)考慮前交叉韌帶疾病。

前交叉韌帶疾病的手術(shù)治療目的在于解決膝關(guān)節(jié)的失穩(wěn),以及由于關(guān)節(jié)失穩(wěn)而導(dǎo)致的疼痛[6],髕骨內(nèi)脫手術(shù)治療的目的是重新排列股四頭肌的機(jī)制,使得髕骨穩(wěn)定在股骨滑車(chē)溝內(nèi),并恢復(fù)其臨床功能[3]。Leonard等[7]采用TPLO加脛骨結(jié)節(jié)移位的技術(shù)同時(shí)治療髕骨內(nèi)脫和前交叉韌帶疾病,臨床效果良好。Langenbach和Marcellin-Little[1]稱(chēng)改良式TPLO手術(shù)可以同時(shí)糾正Ⅱ級(jí)至Ⅲ級(jí)髕骨內(nèi)脫和前交叉韌帶斷裂,省去了脛骨結(jié)節(jié)移位的二次截骨。其他報(bào)導(dǎo)的方法還包括標(biāo)準(zhǔn)TPLO與更遠(yuǎn)端的脛骨內(nèi)側(cè)閉口楔形截骨術(shù)相結(jié)合[10]、脛骨結(jié)節(jié)前移-外移法[11]、頭側(cè)閉口型脛骨楔形截骨術(shù)合并脛骨粗隆外移法[12]等。本文報(bào)導(dǎo)的患犬存在髕骨Ⅳ級(jí)內(nèi)脫,通過(guò)改良式TPLO術(shù)糾正脛骨結(jié)節(jié)位置,以期調(diào)整股四頭肌機(jī)制,雖然短期效果良好,但8周后髕骨脫位復(fù)發(fā),說(shuō)明改良式TPLO不足以糾正髕骨Ⅳ級(jí)內(nèi)脫,這與Langenbach和Marcellin-Little[1]的分析一致。同時(shí),即使是小型犬也不能忽視股骨遠(yuǎn)端畸形對(duì)股四頭肌機(jī)制的影響,需識(shí)別所有骨骼畸形,綜合評(píng)估后制定治療方案。

髕骨內(nèi)脫伴有多種骨骼畸形,髕骨脫位級(jí)別越高,存在的骨骼畸形越嚴(yán)重[2]。必須識(shí)別每個(gè)病例中存在的所有異常,并為患病動(dòng)物提供個(gè)性化治療。股骨遠(yuǎn)端內(nèi)翻是最常見(jiàn)的股骨畸形,常用aLDFA來(lái)評(píng)估。有研究表明,Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)髕骨脫位動(dòng)物不存在股骨畸形[13]?；喂晒堑腶LDFA超出品種特定參考范圍8～10°則建議股骨矯正[3],Brower等[14]報(bào)導(dǎo)了存在嚴(yán)重股骨內(nèi)翻和/或旋轉(zhuǎn)畸形的髕骨脫位犬進(jìn)行股骨矯正性截骨術(shù),其復(fù)發(fā)率極低。一項(xiàng)對(duì)26只犬進(jìn)行的回顧性分析中,通過(guò)股骨遠(yuǎn)端截骨術(shù)和其他輔助技術(shù)進(jìn)行治療,脫位復(fù)發(fā)率為零[2]。本病例犬患肢aLDFA為108.8°,健肢aLDFA為94.5°,目前尚無(wú)柴犬特定aLDFA參考范圍的報(bào)導(dǎo),故患肢aLDFA以對(duì)側(cè)正常股骨作為參考,通過(guò)截骨調(diào)整至95°。

影像學(xué)檢查有助于識(shí)別和量化與髕骨脫位相關(guān)的骨骼畸形,對(duì)于指導(dǎo)制定治療方案非常重要[3]。可通過(guò)X線、CT方法或者M(jìn)RI進(jìn)行股骨參數(shù)的評(píng)估。X線測(cè)量方法對(duì)動(dòng)物擺位要求嚴(yán)格,需要?jiǎng)游锷疃孺?zhèn)定或全身麻醉。標(biāo)準(zhǔn)擺位下的股骨正位X線片中可見(jiàn)兩側(cè)腓腸籽骨被股骨皮質(zhì)一分為二,髁間切跡的垂直壁是明顯平行的,可見(jiàn)部分小轉(zhuǎn)子,在近端股骨干兩皮質(zhì)中央可見(jiàn)小而圓的股骨近端滋養(yǎng)孔[15]。研究證明,擺位不標(biāo)準(zhǔn)會(huì)導(dǎo)致測(cè)量值與實(shí)際值存在較大誤差[2]。CT方法對(duì)動(dòng)物擺位要求不嚴(yán)格,三維重建的CT方法比X線方法測(cè)量更精確[2-3,16-18]。然而,常規(guī)CT軟件沒(méi)有三維重建后角度測(cè)量功能,文獻(xiàn)中提出的所有值都是通過(guò)轉(zhuǎn)化為二維圖像后實(shí)現(xiàn)的,在轉(zhuǎn)化過(guò)程中需要操作員調(diào)整骨骼方向和識(shí)別目標(biāo)解剖標(biāo)志點(diǎn),當(dāng)存在嚴(yán)重關(guān)節(jié)炎時(shí),標(biāo)志點(diǎn)的選擇存在主觀誤差,其可重復(fù)性和準(zhǔn)確度受到影響[16-18]。盡管已研發(fā)出自動(dòng)三維計(jì)算技術(shù)來(lái)測(cè)量股骨形態(tài)參數(shù),但其普遍性不高[19]。本病例在采用CT影像的二維和三維圖像進(jìn)行股骨形態(tài)參數(shù)測(cè)量時(shí),也發(fā)現(xiàn)了上述問(wèn)題。在缺乏良好的CT測(cè)量軟件時(shí),采用3D打印股骨模型非常有助于獲得質(zhì)量良好的X線二維影像,對(duì)股骨畸形進(jìn)行更精確的評(píng)估。

隨著醫(yī)學(xué)成像和計(jì)算機(jī)編程的發(fā)展,3D打印技術(shù)的使用在醫(yī)療應(yīng)用中變得越來(lái)越普遍。已經(jīng)報(bào)導(dǎo)了3D打印技術(shù)在犬橈尺骨矯正中的應(yīng)用[20]和股骨矯正中的應(yīng)用[21],盡管獸醫(yī)中有關(guān)骨科3D打印的相關(guān)研究和臨床數(shù)據(jù)有限,但其在骨科個(gè)性化治療中的潛力巨大。3D打印技術(shù)在骨骼畸形矯正手術(shù)中有重要作用:第一,生成模型,真正實(shí)現(xiàn)了三維結(jié)構(gòu),讓外科醫(yī)生對(duì)患病動(dòng)物復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu)和病理學(xué)有更好的理解;第二,在評(píng)估骨骼畸形時(shí),使用3D打印模型進(jìn)行X線拍攝,可以最大限度的減少因擺位不當(dāng)引起的誤差;第三,輔助制定手術(shù)規(guī)劃,通過(guò)術(shù)前模擬提高截骨精度,縮短手術(shù)時(shí)間和提高手術(shù)成功率;第四,根據(jù)解剖結(jié)構(gòu)或手術(shù)要求定制定位器和導(dǎo)向器,或者定制植入物;最后,3D打印模型還有助于與寵物主人術(shù)前溝通。隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展,骨科醫(yī)生應(yīng)掌握該技術(shù)的最新知識(shí),并將其納入特定骨科應(yīng)用的臨床實(shí)踐中[22]。CT技術(shù)在小動(dòng)物臨床應(yīng)用的增加[23],也使得3D打印成為可能。為了更準(zhǔn)確地評(píng)估畸形程度以及制定矯正方案,本病例采用了CT掃描和3D打印技術(shù),使用vPOP軟件設(shè)計(jì)矯正方案,根據(jù)3D模型挑選合適的植入物并進(jìn)行術(shù)前模擬,對(duì)手術(shù)具有一定指導(dǎo)意義。

4 結(jié) 論

在髕骨Ⅳ級(jí)內(nèi)脫并伴發(fā)前交叉韌帶斷裂的犬,僅使用改良式TPLO可能難以收到良好的長(zhǎng)期效果,還需要同時(shí)測(cè)量骨骼的參數(shù),并根據(jù)需要進(jìn)行矯正。采用3D打印模型有助于簡(jiǎn)化標(biāo)準(zhǔn)X線片的獲得,減少了誤差,使術(shù)前規(guī)劃更準(zhǔn)確,有助于縮短手術(shù)時(shí)間,減少術(shù)后并發(fā)癥,提高手術(shù)成功率。