3D 打印技術在肱骨髁間骨折患者手術中的應用效果分析

陳 克，陳令斌，陳超斌，劉 融

（武漢市普仁醫院，湖北 武漢 430080）

3D 打印技術在肱骨髁間骨折患者手術中的應用效果分析

陳 克，陳令斌，陳超斌，劉 融

（武漢市普仁醫院，湖北 武漢 430080）

目的：探討3D打印技術在肱骨髁間骨折患者手術中的應用效果。方法：對2015年1月至2015年10月期間武漢市普仁醫院收治的13名肱骨髁間骨折患者的臨床資料進行回顧性研究。隨機將這13例患者分為甲組和乙組。甲組中有7例患者，乙組中有6例患者。對兩組患者均進行手術治療。術中，對甲組患者使用傳統的鎖定接骨板進行內固定，對乙組患者使用3D打印定制的接骨板進行內固定，然后比較兩組患者手術的用時、并發癥的發生率、肘關節功能的優良率、肘關節屈曲/伸直的幅度、肘關節旋前/旋后的幅度以及其骨折愈合的時間。 結果：乙組患者手術的用時和骨折愈合的時間均短于甲組患者，差異有統計學意義（P＜0.05）。兩組患者并發癥的發生率、肘關節功能的優良率、肘關節屈曲/伸直的幅度以及肘關節旋前/旋后的幅度相比差異無統計學意義（P＞0.05）。結論：將3D打印技術應用到肱骨髁間骨折患者的手術中，能有效地縮短其手術的用時和骨折愈合的時間。

3D打印技術；肱骨髁間骨折；鎖定接骨板；3D打印定制的接骨板

近年來，隨著我國交通事故和建筑事故的頻發，肱骨髁間骨折的發生率逐年增加。目前，臨床上多采用切開復位鎖定鋼板內固定術治療該病[1]。但肱骨遠端的解剖形態比較特殊，患者在術后出現肘關節功能障礙、骨折畸形愈合或不愈合的幾率較高[2]。近年來，隨著3D打印技術的發展，使定制個體的骨折手術植入物成為了現實。在本次研究中，筆者主要探討3D打印技術在肱骨髁間骨折患者手術中的應用效果。

1 資料和方法

1.1 一般資料

選擇武漢市普仁醫院于2015年1月至2015年10月期間收治的13名肱骨髁間骨折患者作為本次研究的對象。這13例患者的病情均經影像學檢查得到確診，且均自愿參與本研究。其中，排除病歷資料不全、不具有進行手術治療指征及隨訪失聯的患者。隨機將這13例患者分為甲組和乙組。甲組中有7例患者，乙組中有6例患者。在甲組患者中，有男性患者6例，女性患者1例；其最小年齡為27歲，最大年齡為59歲，平均年齡為（40.3±10.9）歲。在乙組患者中，有男性患者4例，女性患者2例，其最小年齡為31歲，最大年齡為62歲，平均年齡為（46.2±11.6）歲。兩組患者的一般資料相比差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。

1.2 方法

對兩組患者均進行手術治療。術中，對甲組患者使用傳統的鎖定接骨板進行內固定，具體的方法是：指導患者取平臥位，對其進行臂叢神經阻滯麻醉。麻醉生效后，經肱三頭肌內外側聯合入路。在患者肱骨的內外髁之間解剖游離其肱三頭肌，暴露肱三頭肌的肌腱。向內側牽拉肱三頭肌的肌腱，暴露其外髁。在直視下復位外側柱，用鎖定接骨板對外側柱進行固定。向外側牽拉肱三頭肌的肌腱，直視下復位內髁。用克氏針和空心釘固定內髁。最后對內側柱進行復位，并用鎖定接骨板進行固定。術中，對乙組患者使用3D打印定制的接骨板進行內固定，具體的方法是：1）3D打印。在患者入院后，對其兩側的肱骨髁部進行三維（0.5 mm）薄層CT掃描，構建三維數字模型。用熔融堆積技術（FDM)按1：1的比例打印患側及健側的鏡像肱骨髁部模型。打印機為華科三維公司生產的FDM設備3100。將患者患側肱骨髁部骨折的數據模型一并導入Geomagic studio 12程序中進行Boolean體積差集計算，獲得患側肱骨髁部的骨缺損量。2）模擬復位及術前規劃。依據健側肱骨髁部內外側柱的解剖形態及提攜角的角度，對患側的肱骨髁部模型進行模擬復位。在復位的過程中，仔細記錄骨折塊的復位順序，制定出最優化的復位方案。待模擬復位的效果令人滿意后，用3D打印機打印出長度適當且有釘孔的接骨板，并在3D模型上確定接骨板的最佳植入點。3）手術步驟。指導患者取平臥位，對其進行臂叢神經阻滯麻醉。麻醉生效后，經肱三頭肌內外側聯合入路。在患者肱骨的內外髁之間解剖游離其肱三頭肌，暴露肱三頭肌的肌腱。向內側牽拉肱三頭肌的肌腱，暴露外髁。在直視下復位外側柱，用3D打印定制的接骨板對外側柱進行固定。向外側牽拉肱三頭肌的肌腱，直視下復位內髁。用克氏針和空心釘固定內髁。最后對內側柱進行復位，并用3D打印定制的接骨板進行固定。術后，對兩組患者均采用肘關節功能支具（肘關節的活動度可調控）進行4周的外固定，4周后指導其在功能支具的保護下進行肘關節的被動屈伸運動。

1.3 觀察指標

1）觀察并記錄兩組患者手術的用時和術后并發癥的發生率。對兩組患者均進行為期6個月的隨訪，記錄并比較其骨折愈合的時間。2）術后6個月，觀察并比較兩組患者肘關節屈曲/伸直的幅度和肘關節旋前/旋后的幅度。3）統計并比較兩組患者術后肘關節功能的優良率。用Mayo肘關節功能評分（MEPS評分）評價兩組患者肘關節功能的優良率。MEPS評分≥90分為優，評分為75～89分為良，評分為60～74分為中，評分＜60分為差。優良率=（優的例數+良的例數）/總例數×100%[3-4]。

1.4 統計學方法

用SPSS17.0軟件對本文中的數據進行處理，計數資料用%表示，用x2檢驗，計量資料用均數±標準差（±s）表示，用t檢驗，P＜0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組患者手術用時及骨折愈合時間的比較

甲組患者手術的平均用時為（92.3±17.4）min，乙組患者手術的平均用時為（70.6±12.1）min，二者相比差異有統計學意義（P＜0.05）。甲組患者骨折愈合的平均用時為（3.9±0.4）個月，乙組患者骨折愈合的平均用時為（3.1±0.13）個月，二者相比差異有統計學意義（P＜0.05）。

2.2 術后6個月兩組患者肘關節屈曲/伸直幅度及肘關節旋前/旋后幅度的比較

術后6個月，兩組患者肘關節屈曲/伸直的幅度和肘關節旋前/旋后的幅度相比差異無統計學意義（P＞0.05）。詳見表1。

表1 術后6個月兩組患者肘關節屈曲/伸直幅度及肘關節旋前/旋后幅度的比較（±s）

表1 術后6個月兩組患者肘關節屈曲/伸直幅度及肘關節旋前/旋后幅度的比較（±s）

乙組（n=6） 甲組（n=7） P值曲屈/伸直（°） 98.2±27.5 93.1±24.4 0.73旋前/旋后（°） 166.4±17.8 167.7±21.3 0.528

2.3 兩組患者術后并發癥發生率的比較

術后，兩組患者均未出現傷口感染、內固定物松動、移位或斷裂等并發癥。其中，甲組患者中有1例患者出現尺神經損傷（經積極治療，手術3個月后癥狀完全緩解），其并發癥的發生率為14.28%。乙組中沒有患者出現并發癥，其并發癥的發生率為0。兩組患者術后并發癥的發生率相比差異無統計學意義（P＞0.05）。

2.4 術后兩組患者肘關節功能優良率的比較

術后6個月，在乙組患者中，肘關節功能為優的患者有3例，為良的患者有2例，為中的患者有1例，其肘關節功能的優良率為83.33%。在乙組患者中，肘關節功能為優的患者有2例，為良的患者有3例，為中的患者有1例，為差的患者有1例，其肘關節功能的優良率為71.42%。兩組患者肘關節功能的優良率相比差異無統計學意義（P＞0.05）。

3 討論

相關的調查數據顯示，肱骨遠端骨折占成人骨折的2%，其中有1/3的患者為肱骨髁間骨折[5]。肱骨髁間骨折通常是由尺骨滑車遭物理撞擊所致，且雙側髁部的骨折塊多伴有分離移位及脫位的情況[6]。肱骨髁間骨折患者肱骨髁部的關節面常伴有破損的情況，因此在手術的過程中對其骨折端進行精確的復位和穩定的固定十分必要[7-8]。在本次研究中，兩組患者的骨折端均固定較好，并在可調肘關節功能支具的輔助下進行了早期功能鍛煉。但相對于乙組患者，甲組患者沒有3D模型的輔助，很難明確破碎的骨折塊、特別是游離骨折片的移位情況。因此在手術的過程中，需要更多的時間對這些骨折塊進行復位。而即使復位后，接骨板也常常由于安置不貼合而需要多次進行彎曲甚至裁剪。而乙組患者在進行手術的過程中，上述問題的操作難度明顯降低。1:1的3D模型對于術前評估、手術規劃以及術中導航具有很大的幫助。建立患者患側和健側肱骨髁部的3D模型，有助于評估其骨折的類型及骨折塊的移位情況，從而可提高骨折復位的準確性[9]。由3D打印定制的接骨板符合患者的具體需求，術中也更加容易放置，避免了術中的再塑形[10-11]。由于術前規劃中已確定了內固定物安置的位置及拉力螺釘的長度和方向，因此本研究中乙組患者手術的用時更短。但將3D打印技術應用到肱骨髁間骨折患者的手術中也存在一些不足之處，如定制的接骨板需要1天的時間進行制作，故不能應用于急診手術。另外，目前構建成套的3D打印系統需要一筆不小的經費。在本研究中，部分患者就因拒絕承擔這筆費用而不愿使用3D打印定制的接骨板進行內固定。

綜上所述，將3D打印技術應用到肱骨髁間骨折患者的手術中，能有效地縮短其手術的用時和骨折愈合的時間。

[1] Wong AS,Baratz ME.Elbow fractures:distal humerus[J].J Hand Su rg Am,2009,34(1):176-190.

[2] Popovic D,King GJ.Fragility fractures of the distal humerus:wh at is the optimal treatment[J].J Bone Joint Surg Br,2012,94(1):16-22.

[3] Longo UG,Franceschi F,Loppini M,et al.Rating systems for eval uation of the elbow[J].Br Med Bull,2008,87(1):131-161.

[4] Greiner S,Haas NP,Bail HJ.Outcome after open reduction and an gular stable internal fixation for supra-intercondylar fractu res of the distal humerus:preliminary results with the LCP dis tal humerus system[J].Arch Orthop Trauma Surg,2008,128(7):723-729.

[5] Robinson CM,Hill RM,Jacobs N,et al.Adult distal humeral metaph yseal fractures:epidemiology and results of treatment[J].J Ort hop Trauma,2003,17(1):38-47.

[6] Bégué T.Articular fractures of the distal humerus. Orthop Traumatol Surg Res[J].2014,100(1):S55-63.

[7] Doornberg JN,van Duijn PJ,Linzel D,et al.Surgical treatment of intra-articular fractures of the distal part of the humerus.Functional outcome after twelve to thirty years[J].J Bone Jo int Surg Am,2007.89(7):1524-1532.

[8] Ring D,Jupiter JB,Gulotta L.Articular fractures of the distal part of the humerus[J].J Bone Joint Surg Am,2003,85(2):232-238.

[9] Bagaria V,Deshpande S,Rasalkar DD,et al.Use of rapid prototypin g and three-dimensional reconstruction modeling in the mana gement of complex fracturess[J].Eur J Radiol,2011,80(3):814-820.

[10] Wu XB,Wang JQ,Zhao CP,et al.Printed three-dimensional anatomic templates for virtual preoperative planning before reconstruc tion of old pelvic injuries:initial results[J].Chin Med J(Engl),2015,128(4):477-482.

[11] Bizzotto N,Sandri A,Regis D,et al.Three-dimensional printing of bone fractures:a new tangible realistic way for preoperative planning and education[J].Surg Innov,2015,22(5):548-551.

R683

B

2095-7629-（2017）17-0035-03

陳克，主治醫師，研究方向：四肢關節創傷