3D 打印導向技術在下脛腓聯合損傷治療中的應用

張懿 孫贊 王志強

下脛腓聯合損傷是臨床上常見疾病,主要是由于外旋扭轉力直接作用于踝關節時引起的腓骨遠端發生后移或外旋,導致下脛腓韌帶所受力增肌,引起其斷裂；而下脛骨后韌帶則能夠保持完整,且能與腓骨、脛骨等遠端連接。但是,當外力過大時,將會引起脛腓骨韌帶斷裂,造成下脛腓骨分離［1］。螺釘固定技術是下脛腓聯合損傷常用治療方法,雖然能改善癥狀,但是患者治療時螺釘置入位置、深度缺乏統一標準。螺釘固定技術的效果與手術操作者個人經驗有關,經驗性操作往往會導致操作耗時耗力、透視多、術后CT 不良率高,并發癥多。隨著3D 打印技術的發展,該項技術越來越多應用于醫學領域。本研究以下脛腓聯合損傷患者作為研究對象,探討3D 打印導向技術在下脛腓聯合損傷治療中的應用效果,報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2018 年5 月～2019 年9 月本院收治的下脛腓聯合損傷患者40 例作為對象,根據隨機數字表法分為對照組(22 例)和觀察組(18 例)。對照組中,男12 例,女10 例；年齡21～66 歲,平均年齡(31.24±11.59)歲。觀察組中,男11 例,女7 例；年齡22～68 歲,平均年齡(33.44±11.52)歲。兩組患者的一般資料比較,差異無統計學意義(P>0.05),具有可比性。

1.2 納入及排除標準 納入標準：①均經數字X 線攝影(DR)、CT 等其他影像學診斷為下脛腓聯合損傷；②無其他嚴重臟器損傷及其他并發癥。排除標準：①陳舊性下脛腓聯合韌帶損傷伴或不伴陳舊骨折患者；②合并嚴重骨質疏松、踝關節其他主要韌帶損傷患者。

1.3 方法 對照組采用傳統手術方式治療。常規入路手術,踝部骨折、腓骨骨折、下脛腓聯合脫位復位滿意后克氏針、鋼絲臨時固定。根據醫生的臨床經驗從踝關節背伸 5°踝關節水平面上方 2～3 cm 部位向前傾斜 25～30°,鉆出骨道。理想骨道位置基于：踝關節水平面上方 2～3 cm 處或腓骨尖上 4.5～6.0 cm,腓骨前后徑中點的交點為腓骨入點。骨道垂直通過脛腓聯合脛骨外側前后脊梁連線。鉆骨道后術中透視證實骨道滿意后進行固定［2］。

觀察組采用3D 打印向導技術引導手術治療。①患者入院后完善各項檢查,且均進行美國生產的飛利浦64 排CT(brilliance CT 64 slice)掃描。根據患者DR 初步判斷術中使用外踝鋼板或腓骨板。平時提前將本科常用的外踝鋼板及腓骨鋼板進行掃描,并收集好數據保存。②根據CT 判斷選用何種鋼板。術前到放射科收集患者踝骨CT 掃描資料并將患者骨折CT 及所需鋼板CT 掃描數據交給3D 打印公司處理。電腦軟件模擬骨折及脫位解剖復位,鋼板最佳放置位置并標記,模擬鋼板放置及固定下脛腓聯合骨道的建立。理想骨道位置基于：踝關節水平面上方 2～3 cm 處或腓骨尖上4.5～6.0 cm,腓骨前后徑中點的交點為腓骨入點。骨道垂直通過脛腓聯合脛骨外側前后脊梁連線。基于復位好的踝部骨折、下脛腓聯合脫位建立骨道,電腦設計根據手術是否經過鋼板螺釘孔的導向器,使導向器瞄準通道能插入2.0 克氏針,并且導瞄準通道的位置及方向與理想下脛腓聯合固定骨道方向吻合。有經濟條件患者3D 打印出患側踝關節骨性結構及瞄準用的導向器,經濟條件不允許只打印導向器即可。術前模擬操作對于下脛腓聯合分離的固定骨道的建立要在3D 打印導向器引導下,直接用骨鉆經導向器鉆骨道。③患者手術前將術中用鋼板等器械及3D 打印的瞄準器滅菌消毒,術中備用。④手術操作：常規入路手術,踝部骨折、腓骨骨折、下脛腓聯合脫位復位滿意后克氏針、鋼絲臨時固定。結合術前3D 模型選出的鋼板,將鋼板放置在腓骨外側,根據骨折類型術中會出現通過鋼板孔或不經過鋼板固定下脛腓聯合。根據是否需要鋼板固定選擇放置3D 打印導向器的位置,并進行調整,隨后通過導向器的通道放入2.0克氏針,透視見脫位糾正,骨道位置好,直接在導向器下引導鉆下脛腓聯合骨道后安裝鋼板及固定下脛腓的材料。

1.4 觀察指標及判定標準 比較兩組術后1 個月相關指標、術后4 個月AOFAS 評分及術后6 個月并發癥發生情況。①術后1 個月相關指標包括疼痛評分、出血量、透視次數、感染率、踝關節活動度以及滿意度評分；②采用AOFAS 對術后4 個月的踝足部功能進行評定,總分60 分,包括疼痛40 分、功能10 分、對線10 分；③記錄兩組術后后6 個月的并發癥發生情況,包括創傷性關節炎、內固定松動斷裂、下脛腓再分離。

1.5 統計學方法 采用SPSS18.0統計學軟件對數據進行處理。計量資料以均數±標準差()表示,采用t 檢驗；計數資料以率(%)表示,采用χ2檢驗。P<0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組術后1 個月相關指標比較 術后1 個月,兩組感染率比較差異無統計學意義(P>0.05)；觀察組疼痛評分低于對照組,透視次數、出血量均少于對照組,踝關節活動度、滿意度評分均高于對照組,差異具有統計學意義(P<0.05)。見表1。

2.2 兩組術后4 個月AOFAS 評分比較 術后4 個月,觀察組的AOFAS 疼痛、功能、對線評分及總分均高于對照組,差異具有統計學意義(P<0.05)。見表2。

2.3 兩組術后6 個月并發癥發生情況比較 觀察組術后6 個月的并發癥發生率為6.67%,低于對照組的35.00%,差異具有統計學意義(P<0.05)。見表3。

表1 兩組術后1 個月相關指標比較()

表1 兩組術后1 個月相關指標比較()

注：與對照組比較,aP<0.05

表2 兩組AOFAS 評分比較(,分)

表2 兩組AOFAS 評分比較(,分)

注：與對照組比較,aP<0.05

表3 兩組術后6 個月并發癥發生情況比較［n(%)］

3 討論

下脛腓聯合是穩定踝關節的重要結構,其損傷常合并踝關節和腓骨高位骨折,少數情況可單獨發生。非穩定性損傷見于非單純性及部分單純性下脛腓聯合損傷,需早期手術治療［3］。穩定性損傷見于部分單純性下脛腓聯合損傷,可選擇保守治療。早期治療和穩定下脛腓聯合損傷比不治療或延遲治療能取得更好的臨床療效。手術治療,目前基本是憑手術醫生個人的手術經驗徒手鉆骨道固定。這樣的手術方式會出現手術當中為建立骨道反復透視,手術時間長、術后CT 等放射學檢查結果不佳的情況。這是因為徒手建立的骨道與理想骨道差異大有關。目前3D 技術廣泛應用于臨床骨科手術,對提高手術治療、減少手術時間及并發癥有非常重要的促進作用［4］。近年來,3D 打印導向技術在下脛腓聯合損傷治療中得到應用,效果理想。3D 打印導向技術能對效減少術中透視,提高建立骨道質量使其接近理想骨道有很大幫助［5］。本研究中,術后1個月,兩組感染率比較差異無統計學意義(P>0.05)；觀察組疼痛評分低于對照組,透視次數、出血量均少于對照組,踝關節活動度、滿意度評分均高于對照組,差異具有統計學意義(P<0.05)。術后4 個月,觀察組的AOFAS 疼痛、功能、對線評分及總分均高于對照組,差異具有統計學意義(P<0.05)。觀察組術后6 個月的并發癥發生率為6.67%,低于對照組的35.00%,差異具有統計學意義(P<0.05)。這是因為傳統手術方式憑醫生個人打骨道,只是憑手感及目測參照術中骨性標志打骨道,往往需多次反復鉆骨道、反復透視,憑醫生個人經驗,參考術中透視情況判斷建立的骨道盡可能接近理想骨道,后再安裝固定材料固定下脛腓聯合。往往這樣徒手建立的骨道和理想骨道相差較遠。所以術后復查CT 結果滿意率低,經常會出現那怕之前已經復位滿意的下脛聯合,經不良的骨道固定,會導致下脛腓聯合再次分離,出現腓骨旋轉引起相關不良后果,從而使創傷性關節炎發生率增高。可見憑醫生個人經驗手感建立骨道準確性不高。3D 打印導向技術能夠有效解決以上骨道準確性不高的難題。通過術前的3D 軟件將骨折模擬復位、模擬導向骨道下打印出了的導向器。術中只需將骨折復位優良,3D 導向器就很輕松、快速鉆出優良骨道,術中從鉆骨道到下脛腓聯合固定往往只需2 次透視。本研究中,術后1 個月,兩組感染率比較差異無統計學意義(P>0.05)；觀察組疼痛評分低于對照組,透視次數、出血量均少于對照組,踝關節活動度、滿意度評分均高于對照組,差異具有統計學意義(P<0.05)。觀察組術后6 個月的并發癥發生率為6.67%,低于對照組的35.00%,差異具有統計學意義(P<0.05)。說明3D 導向器引導技術用于下脛腓聯合損傷治療中安全性較高,能降低術后并發癥發生率,能有效提高骨道建立的優良率。術后4 個月,觀察組的AOFAS 疼痛、功能、對線評分及總分均高于對照組,差異具有統計學意義(P<0.05)。可見3D 打印導向器引導下建立的骨道能使到手術時間短、減少出血、減少術中透視、提高術后CT 影像優良率、減少并發癥特別減少創傷關節炎有重要意義。本文觀察組委托相關公司進行3D打印瞄準器,費用約800～1200 元/人。3D 打印產生的費用性價比高。這筆費對提高手術優良率,加快患者康復、縮短住院時間,減少術后并發癥有積極意義。除非經濟能力很差病,一般患者能接受。

綜上所述,3D 打印導向技術在下脛腓聯合損傷治療中的應用效果良好,明顯改善踝關節的功能,減少醫患X線輻射,減少并發癥的發生,獲得良好的治療預后,值得推廣應用。