閉合撬撥復(fù)位經(jīng)皮空心螺釘內(nèi)固定結(jié)合3D打印技術(shù)治療跟骨骨折

帥永明，李 驥，涂淑強(qiáng)，吳法強(qiáng)，羅國(guó)強(qiáng)，樂海浪

跟骨骨折在臨床中高發(fā)，占全身骨折1%～2%，多數(shù)骨折患者是因?yàn)楦咛帀嬄漭S向應(yīng)力性損傷[1-2]。由于跟骨骨折往往關(guān)系到關(guān)節(jié)面，倘若治療不當(dāng)容易造成跟部疼痛、行走困難，甚至引起后遺癥，例如足跟變寬、扁平足等，嚴(yán)重影響患者的日常生活與工作。閉合撬撥復(fù)位經(jīng)皮空心螺釘內(nèi)固定治療跟骨骨折具有創(chuàng)傷小、固定可靠、愈合快、費(fèi)用低、并發(fā)癥少的優(yōu)勢(shì)，但是術(shù)者需要明確移位后的三維空間位置才可實(shí)現(xiàn)良好復(fù)位這一治療目標(biāo)[3-4]。隨著3D打印技術(shù)延伸到臨床診療，該技術(shù)可以直接反映骨折后解剖結(jié)構(gòu)，以更好地進(jìn)行術(shù)前真實(shí)的評(píng)估。為此，本研究通過回顧性分析，觀察閉合撬撥復(fù)位經(jīng)皮空心螺釘內(nèi)固定結(jié)合3D打印技術(shù)治療跟骨骨折的效果。

臨床資料

1 一般資料

回顧性分析2016年3月—2018年5月筆者醫(yī)院收治的移位型跟骨關(guān)節(jié)內(nèi)骨折患者85例臨床資料。納入標(biāo)準(zhǔn)：?jiǎn)蝹?cè)SandersⅡ、Ⅲ型閉合性跟骨骨折；年齡>18歲；適合采用閉合撬撥復(fù)位經(jīng)皮空心螺釘內(nèi)固定；獲完整隨訪且臨床資料沒有缺失。排除標(biāo)準(zhǔn)：骨折時(shí)間>2 周或既往有跟骨骨折史者；跟骨畸形；伴有其他跗骨或踝關(guān)節(jié)骨折。

患者均采取閉合撬撥復(fù)位經(jīng)皮空心螺釘內(nèi)固定治療，按照有無結(jié)合3D打印技術(shù)分為3D打印組和經(jīng)皮組。3D打印組45例，男性25例，女性20例；年齡21～65歲，平均38.3歲；Sanders分型：Ⅱ型29 例，Ⅲ型16例；Essex-Lop-resti分型：關(guān)節(jié)壓縮型16例，舌型29例；致傷原因：高處墜落傷43例，道路交通傷2 例；受傷至手術(shù)時(shí)間5h～13d，平均8.3d。經(jīng)皮組40例，男性32例，女性8例；年齡23～68歲，平均39.2歲；Sanders分型：Ⅱ型22 例，Ⅲ型18例；Essex-Lop-resti分型：關(guān)節(jié)壓縮型13例，舌型27例；致傷原因：高處墜落傷37例，道路交通傷3例；受傷至手術(shù)時(shí)間6h～14d，平均8.6d。所有患者骨折后48h內(nèi)冰袋局部冷敷消腫。兩組患者年齡、性別、Sanders 分型、致傷原因等一般資料比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。

2 手術(shù)方法

術(shù)前準(zhǔn)備：常規(guī)獲取兩組患者跟骨X線片及CT數(shù)據(jù)。

3D打印組：將跟骨薄層CT數(shù)據(jù)以DICOM格式保存，并導(dǎo)入 Mimics 18.0醫(yī)學(xué)三維重建軟件(比利時(shí)瑪特瑞爾萊斯有限公司)，進(jìn)行建模處理；接著利用溶融沉積成型(fused deposition modeling,FDM)進(jìn)行等比例打印，打印出患側(cè)及健側(cè)鏡像跟骨模型。由醫(yī)師結(jié)合跟骨實(shí)體模型對(duì)骨折塊的移位程度充分明確，并以健側(cè)跟骨為參照，術(shù)前模擬復(fù)位操作，包括撬撥復(fù)位斯氏針插入的角度、深度，結(jié)合手術(shù)體位關(guān)鍵部位的螺釘內(nèi)固定位置。將跟骨模型環(huán)氧乙烷消毒備用。

椎管內(nèi)麻醉或靜吸復(fù)合麻醉后，取患側(cè)臥位或仰臥位，上止血帶。C型臂 X 線機(jī)透視監(jiān)視下，跖屈踝關(guān)節(jié)，依據(jù)術(shù)前模擬閉合撬撥斯氏針進(jìn)針的角度、深度，在跟骨后關(guān)節(jié)面翻轉(zhuǎn)移位或塌陷入跟骨體內(nèi)的骨折塊鉆入2枚斯氏針，以跟骨結(jié)節(jié)上方為進(jìn)針點(diǎn)，鉆入至中，針對(duì)Sanders Ⅲ型骨折，可根據(jù)術(shù)前3D打印模型上模擬的情況，接著經(jīng)跟骨外側(cè)壁輔助橫向鉆入1～2枚克氏針到跟骨體前方。C型臂X線機(jī)透視下把斯氏針向足底扳牽撬撥，漸漸上抬翻轉(zhuǎn)塌陷的骨折塊進(jìn)一步恢復(fù)Bohler角以及后關(guān)節(jié)面平整。跟骨復(fù)位器橫向夾擠跟骨兩側(cè)，進(jìn)一步糾正跟骨橫徑增寬。透視骨折復(fù)位滿意后，用2～3枚克氏針臨時(shí)固定維持復(fù)位效果。去除撬撥的斯氏針，再在C型臂X線機(jī)引導(dǎo)下鉆入3枚導(dǎo)針，用2枚或3枚直徑 7.3mm空心螺釘或配合1枚直徑4.5mm空心螺釘擰入固定。

經(jīng)皮組：由同一專業(yè)組手術(shù)醫(yī)師進(jìn)行操作，根據(jù)跟骨X 線片、薄層CT檢查二維、三維重建影像學(xué)資料來評(píng)估骨折塊的移位程度，并設(shè)計(jì)手術(shù)方案。固定順序、方法同上。

術(shù)后處理：術(shù)后兩組患者抬高患足，不需外固定。術(shù)后次日開始進(jìn)行踝關(guān)節(jié)主動(dòng)屈伸功能練習(xí)，術(shù)后8～10周結(jié)合X線片患足愈合情況后逐漸開始進(jìn)行負(fù)重功能鍛練。

3 觀察指標(biāo)

通過AOFAS踝與后足評(píng)分系統(tǒng)對(duì)術(shù)后患足的功能加以評(píng)估；在X線片上測(cè)量術(shù)前與末次隨訪時(shí)的Bohler角與Gissane角；觀察并比較兩組患者的手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量、愈合時(shí)間、Bohler角、Gissane角，AOFAS踝與后足評(píng)分，其中術(shù)中出血量=吸引器瓶中液體-術(shù)中使用的沖洗液+紗布、鹽水墊增加的凈重。

4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

結(jié) 果

1 兩組患者手術(shù)相關(guān)情況比較

本次研究結(jié)果中，3D打印組的手術(shù)時(shí)間顯著短于經(jīng)皮組，術(shù)中出血量顯著少于經(jīng)皮組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=6.757、6.134)，P<0.05；兩組患者骨折均愈合，兩組患者愈合時(shí)間和AOFAS評(píng)分上差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。典型患者術(shù)前影像、術(shù)中C型臂 X 線機(jī)透視、術(shù)后手術(shù)切口縫合、影像特征及患者術(shù)后隨訪影像見圖1。

圖1患者男性，45歲，高處墜落致跟骨骨折，行3D打印技術(shù)輔助經(jīng)皮撬撥空心釘內(nèi)固定術(shù)。a、b.術(shù)前X 線片示左跟骨骨折;c、d.術(shù)中X線片;e、f.術(shù)后手術(shù)切口縫合;g、h.術(shù)后1年X線片;i、j.術(shù)后1年固定取出后X線片示骨折愈合良好

2 兩組患者手術(shù)前后Bohler角與Gissane角對(duì)比

3D打印組和經(jīng)皮組術(shù)前Bohler角與Gissane角差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。術(shù)后兩組Bohler角與Gissane角均優(yōu)于術(shù)前，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)，3D打印組術(shù)后Bohler角(28.74±1.90)°小于經(jīng)皮組(29.54±1.81)°，3D打印組術(shù)后Gissane角(125.46±4.62)°大于經(jīng)皮組的(123.79±8.26)°，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。兩組患者術(shù)后均未出現(xiàn)皮膚壞死、內(nèi)固定松動(dòng)或斷裂、骨髓炎及釘?shù)栏腥镜?，隨訪期間3D打印組有1例在術(shù)后5周發(fā)生跟骨高度部分丟失，經(jīng)皮組有2例發(fā)生距下關(guān)節(jié)創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎。

表1 兩組患者手術(shù)相關(guān)情況比較

表2 兩組患者手術(shù)前后Bohler角與Gissane角對(duì)比

t1、P1示組內(nèi)比較檢驗(yàn)值；t2、P2示術(shù)前組間比較檢驗(yàn)值；t3、P3示術(shù)后組間比較檢驗(yàn)值

討 論

跟骨骨折多發(fā)于男性30～50 歲，引起跟骨骨折的原因主要是高處墜落，足跟著地后遭受垂直撞擊，以至于跟骨關(guān)節(jié)面劈裂塌陷和體部骨折，其中 98%以上為閉合性骨折，65%～70%波及到跟距或跟骰關(guān)節(jié)，需要采取手術(shù)治療[5-6]。倘若處理不當(dāng)可能會(huì)有遺留癥，帶來長(zhǎng)期關(guān)節(jié)疼痛。手術(shù)目的在于重建后關(guān)節(jié)面的正常解剖；恢復(fù)Bohler角和Gissane角；恢復(fù)跟骨的正常寬度，避免發(fā)生腓腸神經(jīng)損傷以及外側(cè)腓骨肌腱撞擊綜合征；重建跟骨的正常高、長(zhǎng)度；矯正內(nèi)、外翻畸形，使患者可以恢復(fù)正常生活與工作[7]。跟骨骨折治療的手術(shù)方法主要有外固定器固定、關(guān)節(jié)融合術(shù)、鋼針撬撥復(fù)位、切開復(fù)位內(nèi)固定等[8-9]。其中切開復(fù)位內(nèi)固定手術(shù)已成為經(jīng)典方法，雖然具有直觀性，但也有皮緣壞死、切口感染等并發(fā)癥發(fā)生的可能，一定程度上影響了手術(shù)療效[10]。

為了減少切開復(fù)位鋼板內(nèi)固定術(shù)后切口并發(fā)癥等問題，臨床上一些微創(chuàng)復(fù)位固定方法得到了推廣，而采用撬撥復(fù)位經(jīng)皮空心螺釘內(nèi)固定治療，通過一定手法和影像特征下可以對(duì)骨折實(shí)現(xiàn)很好的復(fù)位，與切開復(fù)位鋼板內(nèi)固定相比療效相當(dāng)，而且操作簡(jiǎn)便、醫(yī)療費(fèi)用低廉，不破壞皮膚軟組織血運(yùn)，很大程度降低術(shù)后傷口壞死、感染等并發(fā)癥發(fā)生率，易被患者接受[11-12]。然而也有學(xué)者表示微創(chuàng)內(nèi)固定方式也存在一定的局限性，閉合撬撥復(fù)位經(jīng)皮空心螺釘內(nèi)固定要在透視下完成撬撥復(fù)位，需掌握損傷機(jī)制與明確骨折移位后的三維空間位置，否則術(shù)中撬撥復(fù)位存在盲目性，很難獲得良好復(fù)位與合理固定。雖然CT 三維重建可以觀察到跟骨的解剖結(jié)構(gòu)，但是術(shù)者僅僅借助于二維的計(jì)算機(jī)屏幕進(jìn)行查看，所以影響閉合方式治療的精確度，進(jìn)而影響復(fù)位固定質(zhì)量[13-14]。

如今數(shù)字醫(yī)學(xué)在骨科中發(fā)揮了重要的作用，3D 打印技術(shù)憑借著實(shí)物模擬、可觸真實(shí)、個(gè)性化的優(yōu)勢(shì)完善術(shù)前準(zhǔn)備，根據(jù)骨折后真實(shí)的解剖結(jié)構(gòu)制定方案，彌補(bǔ)了常規(guī)顯像模式的不足[15-16]。依據(jù)健側(cè)鏡像模型，術(shù)前在患側(cè)模型模擬撬撥斯氏針的角度及深度，評(píng)估術(shù)中風(fēng)險(xiǎn)，指導(dǎo)植入螺釘?shù)奈恢眉敖嵌?，確定釘?shù)溃岣吖潭◤?qiáng)度[17]。本研究結(jié)果顯示，與經(jīng)皮組比較，3D打印組在骨折愈合時(shí)間、AOFAS評(píng)分、Bohler角與Gissane角上差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。但3D打印組的手術(shù)時(shí)間和術(shù)中出血量顯著優(yōu)于經(jīng)皮組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示閉合撬撥復(fù)位經(jīng)皮空心螺釘內(nèi)固定結(jié)合3D打印技術(shù)治療可以簡(jiǎn)化手術(shù)步驟，縮短手術(shù)時(shí)間和減少術(shù)中出血量，在術(shù)前評(píng)估與術(shù)中參照發(fā)揮了重要的作用。

綜上所述，3D打印技術(shù)有助于形成完善的閉合撬撥復(fù)位經(jīng)皮空心螺釘內(nèi)固定治療方案，便于置釘操作，縮短手術(shù)時(shí)間和減少術(shù)中出血量，提高復(fù)位質(zhì)量。