3D打印技術在跟骨骨折手術治療中的應用效果

熊敏劍　唐理英　朱欣陽　莫世奮　亞非

[摘要]目的 探討跟骨骨折患者手術治療中應用3D打印技術的價值。方法 回顧性分析2014年2月～2017年2月我院收治的跟骨骨折患者60例作為研究對象，根據就診時間的不同分為對照組和實驗組，每組各30例。兩組均接受切開復位內固定治療，其中對照組根據CT二維圖像及X線圖像實施手術，實驗組則通過3D打印技術對鋼板預塑形后實施手術治療，對比兩組治療結果的差異性。結果 實驗組手術治療時間、術中出血量均明顯短于或少于對照組（P<0.05）；實驗組治療的優良率為90.00%，明顯高于對照組（66.67%），其C形臂X線暴露概率明顯低于對照組（P<0.05）；兩組并發癥發生率比較，差異無統計學意義（P>0.05）。結論 跟骨骨折患者在手術治療中應用3D打印技術，可以在術前進行手術設計和模擬，進而促進其手術效果的提高，將并發癥發生率降低，有臨床意義。

[關鍵詞]3D打印技術；跟骨骨折；手術治療

[中圖分類號] R687.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721（2018）6（a）-0087-03

[Abstract]Objective To explore the effectiveness of application of 3D printing technology in surgical treatment of calcaneal fractures.Methods Altogether 60 cases of calcaneal fractures who were treated in our hospital from February 2014 to February 2017 were reviewed and analyzed.They were divided into the control group and the experiment group by difference surgery method，30 cases in each group.Two groups of patients were treated with open reduction and internal fixation.The control group underwent surgery according to CT （computerized tomography） two-dimensional image and X-ray image.The experiment group was treated with surgery by 3D printing technique after the pre-shaping of the steel plate.The difference in the outcome of the patients with calcaneal fracture were compared between two groups.Results The duration of surgery and intraoperative hemorrhage of experiment group were significantly shorter than those of the control group （P<0.05）.The excellent treatment rate of experiment group （90.00%） was significantly higher than that of the control group （66.67%），and the X-ray exposure probability of the C-arm was significantly lower than that of the control group（P<0.05）.The incidence of complications between two groups had no statistically significant difference （P>0.05）.Conclusion With application of 3D printing technique in surgical treatment of calcaneal fractures，the pre-surgical design and simulation of the operation can be performed，which improves the effect of operation，reduces the probability of complications and has clinical significance.

[Key words]3D printing technology；Calcaneal fracture；Surgical treatment

跟骨骨折具有較高的發生率，其中75%為關節內骨折，跟骨其軟組織覆蓋較差，傷口不愈合、感染等并發癥高，所以跟骨骨折治療存在一定的難度[1]。目前，臨床主要是通過手術的方式為患者實施治療，但患者經手術治療后，較易出現并發癥的情況，而影響其預后[2]。跟骨骨折患者在接受手術治療前，常需為患者實施CT或X線掃描，根據二維圖像來對跟骨骨折情況進行觀察，并與醫療人員的經驗進行結合，對手術進行設計。跟骨骨折患者接受手術治療前，難以準確對其跟骨復位后的具體狀態、置釘方向、位置、鋼板形態進行評估，需要在手術牽引以及翹撥復位后，根據C形臂X線機透視情況進行決定，這樣就增加了手術治療的時間以及不確定性，對治療的效果造成影響[3-5]。隨著醫學影像技術不斷的發展，三維圖像重建技術在臨床中的應用價值在不斷提高，可獲得更多的骨折相關信息，3D打印技術和數字化圖像處理則可根據具體的CT圖像數據來評估骨位后的情況，并進行模擬的手術，而個性化則對患者的手術進行設計，制定合理的手術方案，進而促進手術治療效果的提高[6-7]。本文主要對跟骨骨折患者手術治療中應用3D打印技術的價值作分析，現報道如下。

1資料與方法

1.1一般資料

選取2014年2月～2017年2月我院收治的60例根骨骨折患者作為研究對象，根據其就診時間分為對照組和實驗組，每組各30例。兩組均接受切開復位內固定治療，對照組根據CT二維圖像及X線圖像實施手術，實驗組則通過3D打印技術對鋼板預塑形后實施手術治療。納入標準：①經CT、X線等檢查確診；②經Sanders分型為跟骨骨折Ⅲ型或Ⅳ型；③自愿參與本研究。排除標準：①存在明顯血管損傷者；②存在陳舊跟骨骨折史者；③開放性骨折者；④不能積極配合本研究者。實驗組男18例，女12例；年齡18～60歲，平均（38.56±7.52）歲；其中Ⅲ型骨折20例，Ⅳ型骨折10例。對照組男19例，女11例；年齡18～59歲，平均（38.60±7.17）歲；其中Ⅲ型骨折21例，Ⅳ型骨折9例。本研究經我院醫學倫理委員會的批準。兩組的一般資料比較，差異無統計學意義（P>0.05），具有可比性。

1.2方法

兩組在術前均接受消腫治療，在腫脹消除后，實施手術治療，其受傷至手術實施時間為7～15 d，平均（9.12±1.20）d。實施連續硬膜外麻醉，選擇患者跟骨外則，進行擴大L形入路，通過無牽拉技術顯露，在患者跟骨骨折外側對普通跟骨鈦板進行放置，并采用螺釘行固定處理，如有必要，可在C形臂X線機透視下對復位情況驗證，并對載踞突螺釘的位置進行調整。對照組直接根據其CT二維圖像以及X線圖像，對合適形態和大小的跟骨鈦板進行選擇，后實施手術治療。實驗組在實施手術前，通過Mimics 15.0軟件，將CT圖像導入，對三維模型進行建立，實施數字化的模擬復位及數字化重建，對跟骨3D模型進行打印，術前鋼板實施預塑形處理，打印置釘導航模塊及復位標準模塊，后實施手術治療。

1.3觀察指標

對兩組的手術治療時間、術中出血量進行觀察分析，同時比較兩組C形臂X線暴露的概率、手術治療效果（采用Maryland足踝外科評分表進行評價，總分為100分，優：90～100分，患者行走姿勢正常，無疼痛；良：75～89分，患者行走姿勢基本為正常，在行走時，存在輕微的疼痛感；可：50～74分，患者行走姿勢異常，行走時疼痛較為明顯，跟骨畸形；差：50分以下，患者存在劇烈的疼痛，跟骨感染、骨缺損、畸形，不可行走）及并發癥情況（主要包括愈合畸形、愈合延遲、足部感染、切口感染）的差異性。

1.4統計學方法

數據均嚴格錄入SPSS 22.00軟件進行統計學處理，計量資料以均數±標準差（x±s）表示，采用t檢驗；計數資料以率表示，采用χ2檢驗，以P<0.05為差異有統計學意義。

2結果

2.1兩組手術治療時間、術中出血量的比較

實驗組手術治療時間、術中出血量均明顯短于或少于對照組，差異有統計學意義（P<0.05）（表1）。

2.2兩組手術效果、C形臂X線暴露概率的比較

實驗組治療的優良率為90.00%，明顯高于對照組（66.67%），其C形臂X線暴露概率明顯低于對照組，差異均有統計學意義（P<0.05）（表2）。

2.3兩組并發癥發生率的比較

兩組并發癥發生率比較，差異無統計學意義（P>0.05）（表3）。

3討論

高能量是導致患者出現跟骨骨折的主要原因，多數患者的跟骨骨折可波及其跟距關節，使得其出現骨質缺損、跟骨變寬、關節塌陷等癥狀，為患者實施非手術治療難以起到作用[8-9]。目前，臨床主要是采用手術治療，其治療的目的是對患者的骨折進行復位，但人體的跟骨結構較為復雜，實施一般性的手術難以對解剖復位效果進行保證，跟骨高度丟失、關節面不平整、跟骨寬度增加等均會導致患者出現創傷性關節炎、愈合畸形的情況，嚴重者甚至出現行走功能障礙[10-11]。

跟骨解剖結構較為復雜，為患者實施手術治療，存在一定的不確定性，手術治療的效果、植骨方式以及復位技巧均與患者的具體骨折情況有關[12]，患者跟骨骨折的具體情況需醫生詳細觀察，然后為患者制定相應的手術方案，CT檢查能夠對跟骨部位進行三維重建，但是常規三維重建圖像僅可實現可視化，難以進行虛擬手術[13]。

3D打印是根據CT三維重建后的相關圖像數據，對圖像進行打印，建立跟骨骨折的相關模型，從而對患者的具體骨折情況進行反映，同時能夠實施虛擬的手術，將手術治療的合理性和科學性增加，從而提高療效[14-15]。

本研究結果顯示，實驗組手術治療時間、術中出血量均明顯短于或少于根據CT二維圖像以及X線圖像實施手術治療的對照組；實驗組治療的優良率（90.00%）明顯高于對照組的優良率（66.67%），其C形臂X線暴露率明顯低于對照組；兩組并發癥發生率比較，差異無統計學意義，提示3D打印技術的應用，能將患者的手術時間縮短，控制術中出血量以及C形臂X線暴露率，提高療效。

綜上所述，將3D打印技術應用于跟骨骨折患者的手術中，具有較高的價值，可促進手術治療效果的提高，避免患者出現跟骨感染、骨缺損、畸形的情況，且可減少患者手術創傷程度，縮短手術時間，對改善跟骨骨折患者的預后有著積極的意義，值得推廣應用。

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（收稿日期：2018-01-29 本文編輯：崔建中）