數(shù)字化Buttress鋼板固定術(shù)治療脛骨平臺后柱骨折的效果分析

趙 寧，范曉敏，陳 勁，梁 波，鄭 榮，阮國強，張華明

（湛江中心人民醫(yī)院骨外三科，廣東 湛江 524000）

數(shù)字化定制鋼板（DCSP）手術(shù)是指根據(jù)不同的骨折類型采用3D 打印技術(shù)制作出個體化的鋼板，并通過精準的手術(shù)方案完成骨折內(nèi)固定的一種手術(shù)方式[1]。精準醫(yī)療是一種對疾病進行預(yù)防和治療的新方法，是通過分析不同個體的生活環(huán)境、生活方式及先天遺傳等因素來精確診斷、治療不同人群特定疾病的策略[2-3]。近年來，3D 打印技術(shù)在精準醫(yī)療領(lǐng)域（包括矯形外科、組織器官再生、藥物研發(fā)、骨組織工程、臨床教學等醫(yī)療領(lǐng)域）得到快速發(fā)展。將3D 打印技術(shù)應(yīng)用于臨床骨科，可通過數(shù)字化手段完成術(shù)前規(guī)劃、植入物設(shè)計、生產(chǎn)等操作，是一種具有革新性影響力的技術(shù)[4]。脛骨平臺骨折多由高能量損傷所致。據(jù)統(tǒng)計，脛骨平臺骨折患者約占骨折患者總數(shù)的1.3%[5]。脛骨平臺后柱骨折為關(guān)節(jié)內(nèi)骨折，多需要進行手術(shù)治療[6]。脛骨后方軟組織覆蓋多且有血管神經(jīng)阻擋，暴露骨折端較為困難，因此對脛骨平臺后柱骨折患者進行手術(shù)治療較為棘手。術(shù)中骨折端復位不良、出血量大、軟組織損傷嚴重、術(shù)后關(guān)節(jié)面塌陷、脛骨平臺高度丟失等因素都會對脛骨平臺后柱骨折患者膝關(guān)節(jié)功能的恢復產(chǎn)生影響[7]。本研究回顧性分析2019 年6 月至2020年6 月期間在我院進行手術(shù)治療的36 例新鮮閉合性脛骨平臺后柱骨折患者的病歷資料，探討用切開復位數(shù)字化Buttress 鋼板固定術(shù)治療此病的效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2019 年6 月至2020 年6 月期間我院收治的36 例新鮮閉合性脛骨平臺后柱骨折患者作為研究對象。其納入標準是：病情符合閉合性脛骨平臺后柱骨折的診斷標準，且經(jīng)影像學檢查得到確診；膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)定；具有進行手術(shù)治療的指征；受傷至入院的時間≤2 周；術(shù)后隨訪的時間＞10個月；臨床資料完整；知曉本研究內(nèi)容并簽署了知情同意書。其排除標準是：合并有嚴重的骨質(zhì)疏松癥或膝關(guān)節(jié)慢性病變合并膝關(guān)節(jié)功能障礙；存在半月板撕裂、交叉韌帶斷裂、腘血管損傷或神經(jīng)損傷；骨折類型為開放性骨折；合并有嚴重的基礎(chǔ)疾病或精神疾病；對手術(shù)及麻醉不耐受。在這些患者中，有男性24 例，女性12 例；其年齡為19 ～65 歲；其中，左下肢骨折的患者有15例，右下肢骨折的患者有21 例。隨機將其分為對照組（n=18）和試驗組（n=18）。兩組患者的年齡、性別等一般資料相比，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。詳見表1。本研究已獲得我院醫(yī)學倫理委員會的批準，并嚴格遵守醫(yī)學倫理學相關(guān)要求開展本研究。

1.2 方法

對試驗組患者進行切開復位數(shù)字化Buttress鋼板固定術(shù)，方法是：術(shù)前將脛骨平臺骨折的CT斷層掃描數(shù)據(jù)以DICOM 格式導入Mimics 軟件（由比利時Materialise 公司開發(fā)），在計算機中建模，獲得脛骨近端骨折的三維圖像，觀察脛骨平臺壓縮的程度，評估骨缺損量。通過區(qū)域增長、閾值分割功能分離骨折塊并對其進行旋轉(zhuǎn)、位移、模擬復位處理（見圖1）。進行術(shù)前評估時若顯示脛骨平臺壓縮的程度較輕，則術(shù)中不切開關(guān)節(jié)囊；若顯示脛骨平臺壓縮的程度較重，則以關(guān)節(jié)面的平整度為參考決定是否切開關(guān)節(jié)囊。術(shù)前30 min為患者使用抗生素，以防其術(shù)中發(fā)生感染。對患者進行全身麻醉或硬膜外麻醉，麻醉成功后使其保持俯臥位。在患肢近端綁扎氣壓止血帶，氣壓止血帶的壓力為50 kpa，綁扎的時間為90 min。脛骨平臺后外側(cè)柱骨折患者的手術(shù)入路方式為后外側(cè)腓骨頭截骨入路，切口起自腓骨頭上方3 cm，經(jīng)腓骨頭后向前下方延伸。探查并游離、松解腓總神經(jīng)，避免對腓總神經(jīng)造成過度牽拉。于腓骨頸位置進行橫向截骨，將腓骨頭連同外側(cè)副韌帶向近端翻轉(zhuǎn)，顯露塌陷脛骨平臺后外側(cè)的骨塊。脛骨平臺后內(nèi)側(cè)柱骨折患者的手術(shù)入路方式為后方倒“L”入路，切口起自腘窩中部，走行于Langer's線上側(cè)和內(nèi)側(cè)至腘窩內(nèi)側(cè)邊緣時轉(zhuǎn)向遠端并適當延長。在切開皮下組織時注意保護膝關(guān)節(jié)后方的小隱靜脈、腘動脈、腘靜脈、脛神經(jīng)、腓腸內(nèi)側(cè)皮神經(jīng)等。清理膝關(guān)節(jié)腔內(nèi)的血腫和游離的碎骨塊，植入與碎骨塊等量的同種異體骨，恢復脛骨平臺的高度及關(guān)節(jié)面的平整度。采用定制的數(shù)字化Buttress 鋼板對骨折端進行加壓固定（見圖2），按照術(shù)前設(shè)計的方向、數(shù)量、長度等用螺釘對鋼板進行固定。最后留置引流管，沖洗并縫合手術(shù)切口。對對照組患者進行常規(guī)的切開復位鋼板固定術(shù)，方法是：術(shù)前處理方法、麻醉方法、患者體位的選擇及手術(shù)入路方式與試驗組患者相同。充分暴露骨折端后，在直視下清理膝關(guān)節(jié)腔內(nèi)的血腫和游離的碎骨塊，植入與碎骨塊等量的同種異體骨，恢復脛骨平臺的高度及關(guān)節(jié)面的平整度。用克氏針對骨折塊進行臨時固定，根據(jù)脛骨近端后方骨塊的形狀對鋼板進行塑形，將鋼板調(diào)整至最佳位置后用螺釘將其固定。留置引流管，沖洗并縫合手術(shù)切口。術(shù)后用彈力繃帶對兩組患者的手術(shù)切口進行加壓包扎，將患肢墊高，并對患處進行冷敷，以減輕其下肢軟組織腫脹的程度，減少關(guān)節(jié)腔內(nèi)的積血。用抗生素對患者進行預(yù)防性抗感染治療，共用藥24 h。術(shù)后48 h 拔除負壓引流管。從術(shù)后72 h 開始指導患者進行患肢股四頭肌的伸縮鍛煉，從術(shù)后第7 天開始指導其進行患側(cè)膝關(guān)節(jié)的伸屈鍛煉，從術(shù)后第6 周開始指導患者進行患肢的部分負重鍛煉。術(shù)后定期對患者進行X 線復查，根據(jù)其骨折端愈合的情況指導其逐步進行患肢完全負重鍛煉。術(shù)后3 d 及術(shù)后10 個月對試驗組患者進行X 線復查的結(jié)果見圖3、圖4。

圖1 術(shù)前對試驗組患者進行CT 掃描及手術(shù)規(guī)劃的情況

圖2 術(shù)中采用數(shù)字化Buttress 鋼板對試驗組患者的骨折端進行加壓固定

圖3 術(shù)后3 d 對試驗組患者進行X 線復查的結(jié)果

圖4 術(shù)后10 個月對試驗組患者進行X 線復查的結(jié)果

1.3 觀察指標

比較兩組患者手術(shù)的時間、術(shù)中的出血量、術(shù)后發(fā)生并發(fā)癥的情況及術(shù)后10 個月美國紐約特種外科醫(yī)院（HSS）膝關(guān)節(jié)評分及36 項健康狀況調(diào)查問卷（SF-36）的評分。HSS 膝關(guān)節(jié)評分包括膝關(guān)節(jié)的肌力、功能、穩(wěn)定性、活動度、屈曲畸形、疼痛等指標，總分為100 分，患者的評分越高表示其患膝的功能越好。SF-36 包括心理功能、軀體功能、總體健康狀況、社會功能等指標，總分為100 分，患者的評分越高表示其生活質(zhì)量越好。

1.4 統(tǒng)計學方法

用SPSS 20.0 軟件處理本研究中的數(shù)據(jù)，患者手術(shù)的時間、術(shù)中的出血量、HSS 膝關(guān)節(jié)評分及SF-36 評分等計量資料經(jīng)Shapiro-Wilk 檢驗符合正態(tài)分布，用±s表示，兩組間比較用t檢驗；計數(shù)資料用% 表示，采用Fisher 確切概率法檢驗，P＜0.05 表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

兩組患者均手術(shù)成功，其術(shù)后均未出現(xiàn)切口感染、皮膚壞死、內(nèi)固定物斷裂、松動、脛骨平臺塌陷、移位等并發(fā)癥。試驗組患者手術(shù)的平均時間為（57.4±11.1）min，對照組患者手術(shù)的平均時間為（106.5±15.4）min，二者相比差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。試驗組患者術(shù)中的平均出血量為（37.4±12.3）mL，對照組患者術(shù)中的平均出血量為（130.5±18.7）mL，二者相比差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。術(shù)后10 個月，試驗組患者平均的HSS 膝關(guān)節(jié)評分為（93.9±3.4）分，對照組患者平均的HSS 膝關(guān)節(jié)評分為（92.8±3.3）分，二者相比差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。術(shù)后10 個月，試驗組患者平均的SF-36 評分為（95.3±3.0）分，對照組患者平均的SF-36 評分為（94.1±3.8）分，二者相比差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。詳見表2。

表2 兩組患者各項臨床指標的比較（± s ）

表2 兩組患者各項臨床指標的比較（± s ）

術(shù)后10 個月的SF-36 評分（分）試驗組（n=18）57.4±11.137.4±12.393.9±3.495.3±3.0對照組（n=18）106.5±15.4130.5±18.792.8±3.394.1±3.8 t 值10.90312.3441.0441.133 P 值＜0.001＜0.0010.3040.265組別手術(shù)的時間（min）術(shù)中的出血量（mL）術(shù)后10 個月的HSS 膝關(guān)節(jié)評分（分）

3 討論

脛骨平臺骨折在創(chuàng)傷骨科較為常見[8]。此病患者存在脛骨平臺塌陷、膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)等表現(xiàn)。目前臨床上多主張對脛骨平臺骨折患者進行切開復位固定術(shù)，以穩(wěn)定骨折端，最大程度地恢復關(guān)節(jié)面的平整、下肢力線及膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性[9-12]。此病患者若治療不當，可出現(xiàn)下肢力線畸形、膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)、創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎等并發(fā)癥，導致其膝關(guān)節(jié)的部分活動度永久丟失[13]。脛骨平臺后柱骨折（包括脛骨平臺后內(nèi)側(cè)柱骨折和后外側(cè)柱骨折）患者的骨折端位置較深，解剖結(jié)構(gòu)較為復雜，術(shù)野暴露困難，對骨折端進行復位及固定比較棘手。對脛骨平臺后柱骨折患者的膝關(guān)節(jié)進行CT 平掃三維骨重建雖然可清楚了解骨折端在不同斷層的移位情況及立體結(jié)構(gòu)，但仍不能準確分辨干骺端內(nèi)部壓縮的情況。隨著現(xiàn)代生物力學的發(fā)展，傳統(tǒng)內(nèi)固定物在治療骨折時的不足之處逐漸顯現(xiàn)，包括：現(xiàn)行鋼板的形狀及螺釘孔的位置設(shè)計統(tǒng)一，很難實現(xiàn)與骨折端的貼服，難以最大限度地發(fā)揮其強度及韌性；髓內(nèi)釘?shù)姆€(wěn)定性不夠，抗旋轉(zhuǎn)能力差。近年來隨著計算機技術(shù)在醫(yī)學領(lǐng)域的發(fā)展，數(shù)字醫(yī)學的優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)，實現(xiàn)了從虛擬模式向現(xiàn)實模式的邁進。2011 年有學者利用計算機軟件輔助設(shè)計股骨遠端個性化解剖型接骨板（具有特殊的螺孔設(shè)計和精確的貼服性），用來治療復雜股骨遠端骨折，取得了良好的效果[14]。此外，用數(shù)字化接骨板治療四肢復雜骨折及兒童股骨骨折的療效也較好[15-16]。采用傳統(tǒng)的切開復位固定術(shù)治療脛骨平臺后柱骨折時，需要根據(jù)術(shù)前對患者進行X線檢查、CT 檢查的結(jié)果并結(jié)合術(shù)者的臨床經(jīng)驗完成骨折分型，確定手術(shù)入路方式，準備一整套手術(shù)器械備用，且術(shù)中需反復、多次進行透視，調(diào)整鋼板的位置和螺釘?shù)姆较颍@不僅浪費醫(yī)療資源，還會增加患者醫(yī)源性創(chuàng)傷的發(fā)生風險，且手術(shù)的時間較長，患者術(shù)中的出血量較多。研究發(fā)現(xiàn)，術(shù)中根據(jù)患者骨折的情況折曲鋼板、重新塑形，會降低鋼板局部的硬度，還易破壞鋼板的鎖定螺孔，導致螺釘無法鎖入或改變螺釘?shù)姆较?，增加鋼板斷裂、螺釘松動、螺釘進入關(guān)節(jié)內(nèi)的風險[17-18]。本研究中對試驗組患者進行切開復位數(shù)字化Buttress鋼板固定術(shù)時，術(shù)前對其骨折部位進行CT 斷層掃描，獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)導入計算機中，通過建模獲得脛骨近端骨折的三維圖像，這樣處理后能清晰觀察脛骨平臺壓縮的程度，有利于評估骨缺損量，之后再通過區(qū)域增長、閾值分割功能分離骨折塊并對其進行旋轉(zhuǎn)、位移及模擬復位處理，能有效完成手術(shù)規(guī)劃設(shè)計。本研究中使用的數(shù)字化Buttress 鋼板具有良好的生物力學穩(wěn)定性和生物兼容性，與骨質(zhì)的貼服度高，術(shù)中無需塑形，能保持鋼板的力學硬度，提高了螺釘置入的安全性和內(nèi)固定的穩(wěn)定性[19]。另外，術(shù)中無需反復調(diào)整鋼板的位置及反復進行透視，能顯著縮短手術(shù)的時間。

本研究的結(jié)果顯示，兩組患者均手術(shù)成功，其術(shù)后均未出現(xiàn)切口感染、皮膚壞死、內(nèi)固定物斷裂、松動、脛骨平臺塌陷、移位等并發(fā)癥。試驗組患者手術(shù)的時間短于對照組患者，其術(shù)中的出血量少于對照組患者，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。兩組患者術(shù)后10 個月的HSS 膝關(guān)節(jié)評分及SF-36 評分相比，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。可見，用切開復位數(shù)字化Buttress鋼板固定術(shù)治療脛骨平臺后柱骨折的效果顯著，能縮短患者手術(shù)的時間，減少其術(shù)中的出血量，且其術(shù)后的并發(fā)癥較少，手術(shù)的安全性較高。