控制股骨假體旋轉的新型3D打印技術對全膝關節置換術中股骨髓內引導準確性的影響

李云靖，段軍富，孫超，趙自彪，王博，王艷銘

（鶴壁市人民醫院 骨科，河南 鶴壁 458030）

隨著膝關節骨關節炎（OA）發病率的增加，全膝關節置換術（TKA）已成為治療膝關節終末期OA、解決患者的疼痛和畸形問題的可靠方法［1］。它通過切除磨損的關節表面、去除增殖的炎癥滑膜組織來緩解疼痛，并完全成功地去除神經，用關節假體置換受損的關節面，重建膝關節功能［2］。然而由于膝關節假體設計差異、患者的適應能力、醫生的手術技術、基礎身體條件等因素，接受TKA 的患者對此并不能完全滿意［3］。增加失敗率的原因有很多，包括無菌性松動、感染、關節纖維化、假體周圍骨折、髕骨并發癥等［4］。此外，過度的內旋和外旋也被證明會導致術后功能障礙甚至手術失敗［5］。因此，適當的股骨切除術和準確的假體旋轉對于TKA 的成功至關重要。

3D 打印技術近年來在骨科領域得到了廣泛的應用［6］。該技術主要應用于術前形態設計和組織修復，如大型骨缺損的重建進一步豐富了解決外科復雜問題的途徑和手段。同時，專用器械（PSI）廣泛應用于臨床，其設計和生產取得重大突破。該技術具有個性化和實用性，可以提高手術的準確性和效率［7］。結合3D 打印技術和PSI 技術可以實現術前導航，避免了傳統導航技術中信號受阻和配準的問題。鑒于此，本研究旨在探究控制股骨假體旋轉的新型3D 打印技術對TKA 股骨髓內引導準確性的影響，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2018 年2 月至2020 年12 月于鶴壁市人民醫院骨科接受治療的50 例膝關節終末期骨關節炎（OA）患者作為研究對象。按照隨機數字表法分為觀察組22 例和對照組28 例。觀察組行專用器械輔助全膝關節置換術，其中男4 例、女18例；年齡64～74 歲，平均年齡（68.68±4.65）歲；體質量指數（BMI）（26.00±2.35）kg/m2，關節活動度（ROM）（111.45±12.88）°，內翻畸形（8.79±1.52）°。對照組行常規全膝關節置換術，其中男6 例、女22 例；年齡62～72 歲，平均年齡（67.15±4.53）歲；BMI（25.26±2.41）kg/m2，ROM（112.87±11.29）°，內翻畸形（8.90±2.20）°。兩組年齡、性別等一般資料比較，差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。

1.2 入選標準

納入標準：①晚期膝關節OA 患者，內翻畸形不超過15°，屈曲畸形不超過10°；②初次TKA 術后患者；③患者及其家屬均知情且簽署同意書。排除標準：①伴外傷性關節炎或炎性關節炎者；②膝關節內翻畸形大于15°，膝關節屈曲畸形大于10°；③有膝關節手術史；④膝關節巨大骨缺損者（＞10 mm）；⑤關節周圍軟組織功能障礙和神經病變的患者；⑥有手術禁忌癥的患者；⑦拒絕相關檢查或術后隨訪者。

1.3 方法

1.3.1 觀察組 在PSI 輔助下進行TKA 治療。由一位擁有10 年以上TKA 經驗的外科醫生完成所有手術。記錄患者的人口統計學信息，包括年齡、性別、BMI、內翻畸形程度和ROM。患者進行術前CT 掃描、全長下肢站立位影像學檢查以及術前膝關節評分（HSS）和美國膝關節協會膝關節評分（AKS），并參加標準化的術前教育和術后康復。

1.3.2 對照組 予以常規TKA 治療，由同一術者完成。記錄、檢查和評分項目，以及標準化的術前教育和術后康復，與觀察組一致。

1.4 觀察指標

比較兩組術前、術后6 個月后臨床結果（手術時間、術后引流量、引流持續時間、HSS 評分、AKS 評分）和放射學結果［髖-膝-踝角（HKA）、后髁角（PCA）、髕骨橫軸-股骨上髁軸角（PFA）、髓內引導深度］。

1.5 統計學方法

采用SPSS 26.0 軟件分析數據。計量資料以均數±標準差（±s）表示，兩組間比較用t檢驗；計數資料用百分率（%）表示，采用χ2 檢驗；P＜0.05 為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組患者臨床和放射學結果比較

觀察組手術時間高于對照組（P＜0.05）；觀察組排水體積、髓內導深度、術后PFA、術后PCA均低于對照組（P＜0.05）。見表1。

表1 兩組患者臨床和放射學結果比較（± s）

表1 兩組患者臨床和放射學結果比較（± s）

2.2 觀察組手術前后的結果組內比較

觀察組的術后HKA、HSS、AKS 均高于術前（P＜0.05）；觀察組的術后PFA 低于術前（P＜0.05）。見表2。

表2 觀察組手術前后的結果組內比較（± s）

表2 觀察組手術前后的結果組內比較（± s）

2.3 對照組手術前后的結果組內比較

對照組的術后HKA、HSS、AKS 均高于術前（P＜0.05）；對照組的術后PFA 低于術前（P＜0.05）。見表3。

表3 對照組手術前后的結果組內比較（± s）

表3 對照組手術前后的結果組內比較（± s）

3 討論

TKA 中髓內引導器應指后交叉韌帶插入點上方1 cm 處［8-9］。然而，由于骨贅和解剖異常的影響，手術中確定的股骨切入點可能不準確。傳統TKA 技術中，髓內導引器往往深入股骨干，增加手術創傷［10］。而我們的研究結果顯示，觀察組髓內導深度明顯低于對照組（P＜0.05），僅為對照組的一半。這表明PSI 輔助TKA 可減少手術創傷和術后大腿周圍疼痛。另外，PSI 輔助TKA 術后引流量明顯低于對照組（P＜0.05），這進一步說明使用PSI 后出血和創傷較少。不過觀察組的手術時間更長（P＜0.05）。原因可能是將PSI 固定到股骨遠端花時間做了額外的手術步驟。

本研究中，觀察組和對照組的術后HKA、HSS、AKS 均高于術前（P＜0.05），平均結果接近，表明PSI 輔助TKA 的短期臨床療效與常規TKA 相似，可以較為有效地控制關節畸形并且重建膝關節功能［11-12］。而觀察組和對照組TKA 術后PFA 均低于術前（P＜0.05），表現為術后CT 數值降低，髕骨橫軸與外科經股骨上髁軸（sTEA）更平行。觀察組術后PFA 明顯低于對照組，髕骨橫軸幾乎完全平行于sTEA，證明PSI 技術在改善髕骨軌跡方面具有明顯優勢。這也與之前的一篇研究的結論類似［13］，進一步說明PSI 技術在建立更準確的旋轉對線方面具有一定優勢，同時在治療膝骨關節炎方面仍然具有科學性和實用性。當旋轉對線錯誤時，術后疼痛癥狀持續存在，甚至導致假體早期失效［14］。保留髕骨可以增加膝關節的活動度，減少膝前疼痛的發生率，減少術后髕骨軟骨磨損，優化膝關節的整體功能［15］。本研究也存在一些局限性。首先是樣本量較小。其次，以往的研究表明評價旋轉對齊的方法很多，但尚未建立統一的標準，我們僅使用PFA 和PCA 評估旋轉對齊，結果是主觀的。最后，6 個月的隨訪時間太短，臨床意義有限。需要進一步的研究來證實新型3D 打印患者特異性髓內指南的長期臨床療效。

綜上所述，PSI 輔助TKA 不僅可以更準確地輔助髓內引導和對齊股骨旋轉，而且創傷更小。但也有操作時間延長和成本較高的缺點。然而，還需要進一步的研究來證實長期的臨床效果。