余 磊 陸 一 沈決心(通信作者) 蔡曉冰 陶 坤

( 1 同濟(jì)大學(xué)附屬上海市第十人民醫(yī)院崇明分院骨科, 上海 202157 ; 2 同濟(jì)大學(xué)附屬上海市第十人民醫(yī)院骨科)

Pilon 骨折是一種累及脛距關(guān)節(jié)面的脛骨遠(yuǎn)端骨折,主要發(fā)生在脛骨遠(yuǎn)端1/3 位置以及脛距關(guān)節(jié)面,該骨折是一種高能量損傷,在骨折發(fā)生之后遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)面嚴(yán)重粉碎,骨缺損及脛骨遠(yuǎn)端松質(zhì)骨塌陷,常合并有腓骨下端骨折和嚴(yán)重軟組織挫傷。 國際內(nèi)固定研究學(xué)會(AO)為了更好的對疾病進(jìn)行治療,制定了相應(yīng)的分型,其中AO 分型中B 型及C 型骨折發(fā)生率較高,B 型骨折涉及關(guān)節(jié)面[1],C 型系完全的關(guān)節(jié)面骨折。 對于AO 分型B、C 分型Pilon 骨折需要及時進(jìn)行手術(shù)治療,對骨折復(fù)位,骨折累及較多的負(fù)重關(guān)節(jié)面、脛骨干骺端,手術(shù)難度較大,也可能出現(xiàn)較多的并發(fā)癥,因此科學(xué)的檢查對于手術(shù)方案的制定具有積極作用。 常規(guī)螺旋CT 雖然可以對骨折具體情況進(jìn)行觀察,但是對于一些骨折線不明顯的骨折無法準(zhǔn)確顯示,對手術(shù)的實(shí)施不利,導(dǎo)致骨折端復(fù)位困難、手術(shù)消耗時間長、術(shù)后皮膚壞死、切口感染、骨髓炎和創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎等多種并發(fā)癥,如果情況嚴(yán)重可能發(fā)生關(guān)節(jié)功能障礙,對患者術(shù)后的恢復(fù)造成非常大的影響。 而3D 打印技術(shù)的實(shí)施,通過逐層堆疊打印的方法,使用CT 數(shù)據(jù)進(jìn)行骨折建模,對骨折區(qū)域進(jìn)行立體展示,更加直觀的呈現(xiàn)出Pilon 骨折的具體情況,結(jié)合3D 打印模型選擇入路位置、內(nèi)固定方法,并模擬骨折復(fù)位、鋼板植入等關(guān)鍵步驟,制定個性化方案,提升手術(shù)質(zhì)量[2-4]。 本文對3D 打印技術(shù)在AO 分型B、C 分型Pilon 骨折治療中的應(yīng)用進(jìn)行研究。 報告如下。

1 臨床資料

1.1 一般資料

選取我院骨科2020 年8 月—2021 年7 月進(jìn)行治療的50 例AO 分型B、C 分型Pilon 骨折患者,以隨機(jī)數(shù)字表法將患者分為對照組(n=25)、觀察組(n=25)。 對照組男性13 例,女性12 例;年齡20 ～56 歲,平均年齡為(38. 12 ±1. 23)歲;AO 分型B 型14 例、AO 分型C 型11 例。 觀察組男性12 例,女性13 例;年齡20 ～57 歲,平均年齡為(38. 67 ±1. 14)歲;AO 分型B 型13 例、AO 分型C 型12 例。 分析2 組患者病例數(shù)、年齡,無顯著性差異(P＞0. 05)。 研究方案提交至院醫(yī)學(xué)倫理委員會獲得審批。 (1)納入標(biāo)準(zhǔn):均實(shí)施CT 檢查、手術(shù)病理檢查確定為AO 分型B、C 分型Pilon骨折;入院時存在疼痛、腫脹以及踝關(guān)節(jié)功能障礙;均符合手術(shù)要求;患者簽署實(shí)驗(yàn)同意書。 (2)排除標(biāo)準(zhǔn):麻醉藥物過敏;凝血功能障礙;急性感染性疾病;無法耐受手術(shù);妊娠期、哺乳期;存在精神疾病,無法有效溝通。

1.2 方法

對照組使用常規(guī)螺旋CT 進(jìn)行檢查,基本參數(shù):層厚2.5 mm、螺距0.875 mm、FOV35 cm、重建間距1 mm,掃描以踝關(guān)節(jié)作為掃描的中心,從脛腓骨下段開始,延伸至足底,采集圖像數(shù)據(jù)。 觀察組在對照組基礎(chǔ)上加入3D 打印技術(shù)。 (1)三維數(shù)字模型的構(gòu)建:在常規(guī)螺旋CT 檢查結(jié)束之后進(jìn)行醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通訊,將數(shù)據(jù)傳輸至院外的3D 打印公司,將傳輸至軟件處理系統(tǒng)中,按照1∶1 的比例打印Pilon 骨折模型,將建模后的圖像使用激光燒結(jié)尼龍粉末材料進(jìn)行打印,獲取完整的3D 圖像資料,一般打印時間在24—36 小時之間。 (2)模擬手術(shù):在獲取骨折影像之后結(jié)合影像學(xué)的資料以及獲得的3D 骨折模型對骨折具體的移位情況、關(guān)節(jié)面塌陷等進(jìn)行判斷,結(jié)合患者的實(shí)際骨折情況確定手術(shù)的入路方法、骨折復(fù)位方法、鋼板預(yù)彎程度,并將確定的手術(shù)計(jì)劃在3D 模型上進(jìn)行模擬,及時發(fā)現(xiàn)手術(shù)中的問題,對手術(shù)方案進(jìn)行優(yōu)化,對于AO 分型C 分型Pilon 骨折可結(jié)合具體情況設(shè)計(jì)復(fù)位器。 (3)手術(shù)實(shí)施:在手術(shù)方案確定之后對患者進(jìn)行全身麻醉、持續(xù)性硬膜外麻醉,患者均使用仰臥位,在大腿根部放置止血帶,按照手術(shù)入路方式作弧形切口,對主骨塊進(jìn)行復(fù)位,之后對脛骨前唇、后唇的塌陷、壓縮關(guān)節(jié)面進(jìn)行復(fù)位,對于粉碎性骨折考慮進(jìn)行植骨,完成之后使用T 型板、螺釘固定。 2 組患者在術(shù)后均進(jìn)行預(yù)防性抗生素治療,時間24—48 小時,并進(jìn)行早期無痛屈伸訓(xùn)練,使用藥物預(yù)防下肢深靜脈血栓,同時術(shù)后定期復(fù)查,了解骨折端的愈合情況。

1.3 觀察指標(biāo)。

觀察指標(biāo)如下:(1)對比2 組手術(shù)指標(biāo)。 包括切口長度、手術(shù)時間、術(shù)中出血量。 (2)對比2 組術(shù)后恢復(fù)指標(biāo)。 包括術(shù)中透視次數(shù)、骨折愈合時間、住院時間和隨訪時間。 (3)對比2 組術(shù)前術(shù)后臨床指標(biāo)。以血紅蛋白(HGB)、紅細(xì)胞壓積(HCT)作為評估指標(biāo)。 (4)對比2 組術(shù)后恢復(fù)質(zhì)量。 使用美國足踝外協(xié)會制定(AOFAS)的踝關(guān)節(jié)評分指標(biāo)對踝關(guān)節(jié)恢復(fù)質(zhì)量進(jìn)行評估,同時測試踝關(guān)節(jié)Mazur 功能評分以及疼痛視覺模糊評分。 注:AOFAS 評分分值在0 ～100 分之間,分值越高踝-足功能恢復(fù)越理想;踝關(guān)節(jié)Mazur 功能評分分值最高100 分,分值越高踝關(guān)節(jié)功能越理想。 疼痛視覺模糊(VAS)評分分值最高10 分,分值越高疼痛越嚴(yán)重。 (5)對比2 組炎性指標(biāo)。 通過腫瘤壞死因子-ɑ(TNF -ɑ)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)以及C 反應(yīng)蛋白(CRP)進(jìn)行檢測。 采集血液樣本,獲取白細(xì)胞計(jì)數(shù)(WBC)、C 反應(yīng)蛋白(CRP)以及血清降素鈣元(PCT)各指標(biāo)。 (6)對比2 組術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率。 并發(fā)癥包括感染、愈合畸形、創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎。 (7)對比2 組生活質(zhì)量。 使用GQOL-74[7]生活質(zhì)量量表對生理功能、情感功能、物質(zhì)生活和社會功能進(jìn)行評估,分值越高生活質(zhì)量越理想。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

本次臨床效果研究的數(shù)據(jù)使用SPSS22.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行處理分析,計(jì)量資料使用(±s)表示,進(jìn)行t檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料使用(n,%)表示,進(jìn)行χ2檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 2 組手術(shù)質(zhì)量對比

觀察組切口長度、手術(shù)時間、術(shù)中出血量均低于對照組,P＜0.05。 見表1。

表1 2 組手術(shù)質(zhì)量對比(±s)

表1 2 組手術(shù)質(zhì)量對比(±s)

組別切口長度(cm)手術(shù)時間(min)術(shù)中出血量(mL)對照組(n=25) 13.45 ±1.13 90.34 ±15.76 181.33 ±35.76觀察組(n=25) 11.35 ±0.88 77.23 ±12.14 112.33 ±30.23 t 3.2063.2957.368 P 0.0040.0020.000

2.2 2 組術(shù)后恢復(fù)指標(biāo)對比

觀察組術(shù)中透視次數(shù)、骨折愈合時間以及住院時間均低于對照組,P＜0.05,觀察組隨訪時間與對照組對比無差異,P＞0.05。 見表2。

表2 2 組術(shù)后恢復(fù)指標(biāo)對比(±s,n=25)

表2 2 組術(shù)后恢復(fù)指標(biāo)對比(±s,n=25)

組別術(shù)中透視次數(shù)(次)骨折愈合時間(w)住院時間(d)隨訪時間(m)對照組 18.21±3.22 13.23±1.23 16.56±3.12 16.56±3.12觀察組 13.11±2.33 12.33±0.78 13.12±2.45 16.56±3.12 t4.6783.2454.3360.890 P0.0000.0040.0000.789

2.3 2 組術(shù)前術(shù)后臨床指標(biāo)對比

手術(shù)前觀察組HGB、HCT 與對照組對比無差異,P＞0.05;手術(shù)后觀察組HGB、HCT 均低于對照組,P＜0.05。 見表3。

表3 2 組術(shù)前術(shù)后臨床指標(biāo)對比(±s,n=25)

表3 2 組術(shù)前術(shù)后臨床指標(biāo)對比(±s,n=25)

組別HGB(g/L)HCT(%)手術(shù)前手術(shù)后手術(shù)前手術(shù)后對照組 134.12±2.35 163.14±5.86 40.12±2.13 55.21±3.45觀察組 133.98±2.27 143.87±4.21 40.21±1.87 42.33±2.11 χ20.21413.3530.15915.925 P0.8310.0000.8750.000

2.4 2 組術(shù)后恢復(fù)質(zhì)量對比

觀察組AOFAS 評分、Mazur 評分高于對照組,VAS 評分低于對照組,P＜0.05。 見表4。

表4 2 組術(shù)后恢復(fù)質(zhì)量對比(±s,分)

表4 2 組術(shù)后恢復(fù)質(zhì)量對比(±s,分)

組別AOFAS 評分Mazur 評分VAS 評分對照組(n=25) 78.23 ±4.56 76.11 ±5.67 4.33 ±1.22觀察組(n=25) 86.12 ±3.77 83.12 ±5.87 2.13 ±1.12 t 7.7204.2956.641 P 0.0000.0000.000

2.5 2 組炎性指標(biāo)對比

治療前2 組炎性指標(biāo)對比無差異,P＞0.05;治療后觀察組TNF - ɑ、IL -6、CRP 均顯著低于對照組,P＜0.05。 見表5。

表5 2 組炎性指標(biāo)對比(±s)

表5 2 組炎性指標(biāo)對比(±s)

組別TNF-ɑ(ng/L)IL-6(mg/L)CRP(mg/L)治療前治療后治療前治療后治療前治療后對照組(n=25)33.45 ±4.2130.21 ±3.7724.21 ±4.3521.23 ±3.7813.21 ±3.8712.67 ±2.65觀察組(n=25)33.29 ±4.2825.23 ±2.8924.15 ±4.3318.05 ±2.7613.27 ±3.8210.12 ±1.14 t 0.2389.3770.0876.0770.0997.906 P 0.8120.0000.9300.0000.9220.000

2.6 2 組術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率對比

觀察組術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率低于對照組,P＜0.05。 見表6。

表6 2 組術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率對比(n,%)

2.7 2 組生活質(zhì)量對比

治療前2 組GQOL - 74 評分對比無差異,P＞0. 05;治療后觀察組生理功能、情感功能、物質(zhì)生活和社會功能評分均高于對照組,P＜0. 05。見表7。

表7 2 組生活質(zhì)量對比(±s,分,n=25)

表7 2 組生活質(zhì)量對比(±s,分,n=25)

組別生理功能情感功能物質(zhì)生活社會功能治療前治療后治療前治療后治療前治療后治療前治療后對照組 66.21 ±3.34 72.11 ±3.65 70.31 ±4.32 74.33 ±2.34 66.56 ±3.12 74.34 ±5.12 60.12 ±3.77 69.76 ±9.87觀察組 66.33 ±3.28 86.33 ±4.11 70.33 ±4.29 85.33 ±2.76 66.67 ±2.76 83.11 ±6.77 60.8 ±3.74 79.90 ±11.34 t0.7846.9760.8934.7780.7845.1130.7894.667 P0.9960.0000.7830.0000.6690.0000.8800.000

3 討論

Pilon 骨折是一種常見的骨折類型,骨折會累及脛距關(guān)節(jié)面的脛骨遠(yuǎn)端,常常合并腓骨骨折和嚴(yán)重的軟組織損傷,造成以軸向應(yīng)力撞擊為主的脛骨遠(yuǎn)端骨折,多為高處墜落和車禍等高能損傷所致。 對于Pilon 骨折常使用AO 分型,更易于理解和接受,其中AO 分型中B、C 分型發(fā)生率較高,其中B 型為部分的關(guān)節(jié)內(nèi)骨折,而C 型為累及關(guān)節(jié)面的完全干骺端骨折。 對于AO 分型B、C 分型Pilon 骨折需進(jìn)行及時的手術(shù)治療,在進(jìn)行Pilon 骨折治療的過程中,發(fā)現(xiàn)后踝骨塊形態(tài)多樣,并且伴隨著關(guān)節(jié)面壓縮骨塊和距骨后向半脫位,骨折移位非常明顯,需切開復(fù)位,而臨床應(yīng)用范圍較廣的外側(cè)入路、后內(nèi)側(cè)入路需要術(shù)中解剖復(fù)位脛骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié),操作難度較大。 而韌帶間接復(fù)位方法則需要下降外踝骨折進(jìn)行固定,后利用軟組織合頁的完整性對后踝骨折進(jìn)行復(fù)位,操作簡單,可減少軟組織損傷,但是會因?yàn)轷坠枪菈K之間的相互干擾,發(fā)生復(fù)位不到位的問題,而且術(shù)中需要多次透視,透視次數(shù)較多,導(dǎo)致手術(shù)時間的延長,因此需要術(shù)前規(guī)范化的檢查,術(shù)中采用更加準(zhǔn)確的透視方法,對骨折的詳細(xì)了解有利于手術(shù)質(zhì)量的提升[5-7]。 3D 打印技術(shù)可立體直觀地呈現(xiàn)復(fù)雜Pilon骨折,醫(yī)師通過3D 打印模型可進(jìn)行手術(shù)入路、內(nèi)固定方式的選擇,模擬骨折復(fù)位、鋼板植入等關(guān)鍵步驟,能夠?yàn)橹贫ê侠淼氖中g(shù)策略提供參考,術(shù)前通過3D 打印Pilon 骨折模型,還可縮短手術(shù)時間,提高骨折復(fù)位及固定的質(zhì)量,因此將該方法在臨床進(jìn)行推廣。

本研究結(jié)果可見,觀察組切口長度、手術(shù)時間、術(shù)中出血量均低于對照組,P＜0.05;觀察組術(shù)中透視次數(shù)、骨折愈合時間以及住院時間均低于對照組,P＜0.05;觀察組隨訪時間與對照組對比無差異,P＞0.05;手術(shù)前觀察組HGB、HCT 與對照組對比無差異,P＞0.05,手術(shù)后觀察組HGB、HCT 均低于對照組,P＜0.05;觀察組AOFAS 評分、Mazur 評分高于對照組,VAS 評分低于對照組,P＜0.05;治療前2 組炎性指標(biāo)對比無差異,P＞0.05,治療后觀察組TNF-ɑ、IL -6、CRP 均顯著低于對照組,P＜0.05;觀察組術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率低于對照組,P＜0.05;治療前2 組GQOL-74 評分對比無差異,P＞0.05,治療后觀察組生理功能、情感功能、物質(zhì)生活和社會功能評分均高于對照組,P＜0.05。 分析原因:3D 打印技術(shù)在獲得骨折具體圖像之后進(jìn)行3D 實(shí)物模型的建立,模擬手術(shù)過程,建立手術(shù)導(dǎo)向模板,結(jié)合患者具體的骨折情況制定個性化的手術(shù)方案,因此手術(shù)的質(zhì)量更高;3D 打印技術(shù)在實(shí)施的過程中術(shù)前充分考慮軟組織對手術(shù)的影響,對脛骨遠(yuǎn)端肌腱、筋膜以及肌肉等軟組織的覆蓋進(jìn)行分析,防止鋼板設(shè)計(jì)方面的偏差,更好的保留踝-足關(guān)節(jié)的功能[8-10],促進(jìn)功能的恢復(fù),同時模擬手術(shù)的實(shí)施,在手術(shù)開展之前盡可能將手術(shù)方案進(jìn)行優(yōu)化,減少對機(jī)體的不必要損傷,對于并發(fā)癥的控制起到積極作用;3D 打印技術(shù)在實(shí)際使用中具有較高的優(yōu)勢,但是無法對神經(jīng)、血管等組織進(jìn)行展示,因此設(shè)計(jì)方案無法與實(shí)際方案完全匹配,需要結(jié)合常規(guī)CT 掃描和實(shí)際情況設(shè)計(jì)及時調(diào)整手術(shù)方案,以提升手術(shù)的綜合實(shí)施效果[11-13];3D 打印技術(shù)除可在術(shù)前給予更加準(zhǔn)確的診斷,還解決了X線和CT 檢查無法兼顧的復(fù)雜骨折整體和細(xì)節(jié)的問題,在充分詳細(xì)的展示患者的受傷機(jī)制、骨折形態(tài)外,還可在手術(shù)操作的過程中對踝骨塊的位置、大小進(jìn)行全方位、多角度的展示,發(fā)現(xiàn)各個骨結(jié)構(gòu)之間的重疊情況,明確骨折位置骨塊的大小和位置,進(jìn)而選擇合適的入路位置和手術(shù)順序,并對已經(jīng)復(fù)位的骨塊進(jìn)行標(biāo)記,這樣可以將手術(shù)的整體精準(zhǔn)度進(jìn)行提升,同時減少了術(shù)中的透視次數(shù),縮短手術(shù)時間,降低術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率,同時可以降低術(shù)后的炎性反應(yīng),炎性指標(biāo)較低;Pilon 骨折需結(jié)合不同的骨折類型制定適宜的手術(shù)方案,3D 打印技術(shù)在術(shù)前對接骨板固定具體情況進(jìn)行模擬,確定是否適合進(jìn)行該操作,如果在手術(shù)操作之前發(fā)現(xiàn)踝骨骨塊較大,則可直接使接骨板進(jìn)行固定,如果確定骨塊較小,則可使用空螺釘進(jìn)行固定。 而在手術(shù)中通過透視,如果模擬發(fā)現(xiàn)接骨板和骨面不服帖,則可對接骨板進(jìn)行提前的預(yù)彎操作,這樣做好充分的術(shù)前準(zhǔn)備工作,使手術(shù)治療的精準(zhǔn)度增加,同時還可在術(shù)前通過模擬預(yù)測內(nèi)固定植入物的放置位置、螺釘方向、長度,使復(fù)位

綜上分析,AO 分型B、C 分型Pilon 骨折使用3D打印技術(shù)可以為患者制定個性化的手術(shù)方案,提升手術(shù)實(shí)施質(zhì)量,提升術(shù)后恢復(fù)質(zhì)量,控制并發(fā)癥的發(fā)生率,對于骨折的恢復(fù)具有積極作用。