3D打印腕手矯形器在類風濕關節炎腕關節病變康復治療中的臨床應用

類風濕關節炎(rheumatoid arthritis，RA)是一種自身免疫性疾病，其早期主要以關節腫脹、疼痛等為主要癥狀，發展到晚期，則出現關節畸形，甚至廢用等，給正常生活帶來困難。腕關節、掌指關節和近端指間關節均是RA早期易累及的關節，而腕關節受損會直接影響正常的手功能

。目前，由于RA的具體病理機制尚不清楚，故單純抗風濕治療的效果存在一定的不足，而康復的介入，尤其是RA腕關節病變3D打印定制腕手矯形器(wrist hand orthosis，WHO)康復治療的干預，在一定程度上提高了RA的整體治療療效。3D打印技術，又稱增材制造技術，現在廣泛并成功應用于醫學領域，它通過利用現代技術，把影像數字轉變成為3D實體，可以給康復治療提供積極的幫助

。本文通過分析35例RA單側腕關節病變患者佩戴3D打印腕手WHO的初步臨床應用情況，評估對比患者佩戴后與佩戴前，與佩戴傳統WHO的康復治療療效，探討3D打印技術在RA腕關節病變康復治療中的應用前景。

目前水庫僅有大壩處設監控兩處，還需在保護區沿省道太邢線布設視頻監控8處。達到對龐莊水庫庫區24 h監控的目標，對污染水源行為及情況實時監測，及時發現。

將云服務提供商履行SLA的程度，作為信任模型的評估證據，更準確地表達CSP的可信性。本文評估云服務提供商信任過程中檢測這些指標是否得到了切實的保證，并且利用馬爾科夫模型預測CSP不能保證這些指標的可能性，提前對CSP進行調整。如果CSP及時地進行了調整，則認為CSP履行了其承諾，則信任值高，反之就低。

1 資料與方法

1.1 一般資料 將2018年1月～2021年1月在甘肅省中醫院及其?？坡撁酸t院門診收治的70例符合條件的RA單側腕關節病變患者納入研究。RA西醫診斷標準參考《2018中國類風濕關節炎診療指南》

；RA中醫證候診斷標準參考《類風濕關節炎中醫診療指南》

。在甘肅省中醫院緊密型風濕骨病?？坡撁酸t療協作單位甘肅普瑞特科技有限公司3D打印中心完成。 納入標準:符合西醫診斷標準；符合RA腕關節的X線進展分期

；年齡為18～70歲的中國男性或女性患者；精神狀態正常，意識清楚，可配合矯形器康復治療、評估的患者。本研究均告知患者及其家屬，且均知情，并書面簽字同意。排除標準:特殊過敏體質；精神障礙、有嚴重的心腦血管疾病患者和孕婦、哺乳期婦女等不能正常佩戴矯形器者；一切不愿意接受者等。采用隨機數字表法將其隨機分為觀察組和對照組，2組患者一般資料比較,差異無統計學意義,具有可比性，見表1。

陌生人中那個帶頭的從上衣口袋中掏出警官證，說：“您的兒子王國強利用職權便利，非法收受他人財物幾百萬元人民幣，還得請他跟我們走一趟?！?/p>

1.2 3D打印WHO的設計與制備

桁架平臺提升實驗合格后方可正式進行提升，現場提升過程中要有現場指揮、安全主管、技術主管在現場監督，若出現異常情況應馬上停止提升，確認問題解決后，方可繼續提升。

1.2.1 RA腕關節病變3D打印WHO的制作方法 ①腕關節3D掃描取模：患者站立位，保持雙眼平視前方、頭稍后仰、患側上肢自然平伸置于軀干側的標準姿勢，采用手持便攜式白光三維光學掃描，便攜式平板對其單側腕關節、手部范圍進行掃描；減少衣物遮擋，掃描者站立位于患者正前方，保持正常距離，打開iPad上Structure Sensor掃描儀中的APP Scanner；掃描者雙手穩定持iPad，及時調整手持掃描儀與患者前方距離及Scanner的正常掃描范圍及大小，使患側腕關節、手部絕對呈現在Scanner可掃區域內，圍繞掃描范圍進行360°調整轉動，掃描成功的部位將由白色覆蓋；整個程序結束后，則點擊“完成”即可。全程規范掃描約5～8min，掃描過程中，要求周圍環境避光，并避免其它干擾因素。②個性精準化設計：確定腕關節功能角度：將腕關節掃描的三維模型與患者腕關節側位X射線片一同導入三維建模軟件SOLDWORKS(2018版)中，通過調整三維模型透明度，從而使透過腕關節X射線片可以看到腕關節掃描圖像后，進行完全匹配校準。然后根據患者單側腕關節功能角度異常情況、關節軟骨損傷程度、關節間隙分級、臨床癥狀和年齡等一步一步調整，使原有腕關節病理位角度調整至腕關節功能位角度。具體方法為：采用Harrision法設置預矯正的腕關節角度，即通過調整橈骨背側切線的平行線與第2掌骨背側切線的平行線使腕關節角度改變，依據矯正后的角度確定圓心 (橈骨近斷背側平行線的垂線與第2掌骨背側平行線的垂線的交點，即圓心)，結合圓心以及包含患者腕關節側位X射線片和腕關節光學三維掃描文件，調整半徑大小，從而確定腕關節個性化功能角度，見圖1a。確定第1、2掌骨間隙弧度：將手腕部的腕關節弧度沿患側手指端橈側以樣條曲線繼續延伸，形成1、2掌骨間隙凹陷，構造虎口區曲線，直至手拇指大魚肌處，形成不限制拇指正常活動曲線。見圖1b。確定腕關節功能位尺側，橈側角度：根據腕關節的功能位角度，構造出尺橈側直線線段，第1和第5掌骨中心位線段，尺橈側便構成腕關節功能位尺側，橈側角度，其遠端至第1、5掌指關節，近端至橈骨莖突近端8～10cm。即為3D打印定制WHO功能位佩戴范圍。見圖1c。③腕關節三維模型的建立及打印：將腕關節功能位腕背側角度、第1、2掌骨間隙弧度、腕關節功能位尺橈側角度，腕關節掌背側間隙曲線和直線，線段形成閉合曲線，經過建模處理后：包括裁剪封閉曲線以外的多余線條及曲線，從而得到WHO三維模型，見圖2a；最后將腕手WHO三維模型導入3D打印設備，以選擇性激光燒結SLS方式打印成定制WHO治療實體。打印材料為熱塑性聚氨酯彈性體橡膠TPU，通過后期完整處理，制作成3D打印定制WHO，并佩戴，見圖2b。

1.3 方法 2組患者均常規抗風濕治療。觀察組在治療過程中采用3D打印定制WHO行佩戴康復治療。對照組按常規大、中、小型號佩戴非3D打印傳統成品WHO(衡水千眾)康復治療。2組患者均自臨床確診RA腕關節病變開始佩戴，日間持續佩戴康復矯形器8～12h，夜間可佩戴4h，每天清潔1次，若出現關節不適等，可隨時調整，共24周。最終對2組患者佩戴WHO治療效果進行對比分析。

1.2.2 材料 3D打印WHO材料為TPU-92A，其常規外觀為白色，制作密度是1.2g/cm，常規熔點是160℃，具有良好的機械性能，拉伸強度：20Mpa，拉伸模量：3.173Gpa，斷裂伸長率：500%，彎曲強度：27MPa，彎曲模量：6000MPa，簡支梁非缺口沖擊不斷裂。

2 結果

治療24周后，2組單側腕關節Mayo評分均高于治療前(

<0.05)，且觀察組升高較對照組更顯著(

<0.05)；治療后2組總有效率比較，觀察組明顯高于對照組(

<0.05)。見表2，3。

3 討論

RA早期易累及小關節，發生關節病變，關節滑膜組織出現一些列機制復雜的炎性反應，侵蝕關節軟骨、軟骨下骨和軟組織，引起關節疼痛，最終會造成關節功能丟失等臨床表現

。然而，在RA的病程進展中，腕關節是最易受累的關節之一，其病變會直接影響到腕手的功能和活動度，造成生活能力下降?，F代醫學認為，RA核心病理機制是滑膜炎癥

，因此，RA腕關節病變治療的關鍵是盡早、盡快抑制或延緩關節滑膜炎癥，阻止其對關節的破壞，而康復WHO介入的關鍵則可以在一定程度上緩解或延緩關節炎癥，盡量減少關節功能的丟失，改善臨床癥狀，并在抗風濕治療的基礎上能起到最大的輔助康復作用。然而，傳統WHO制造過程尚存在一些缺陷，如石膏、夾板，高溫熱塑板等不能達到高度精準化和定制化設計，且佩戴者易出現皮膚潰爛、壓瘡、肢體僵硬等并發癥，并有工藝繁瑣、耗時費力、制造效率低、外觀難看、棄用率高、周期長等不足

。而WHO是一種與人體密切接觸的康復治療輔具，故在疾病的康復治療過程中，尤為需要個性化設計和制造。3D打印定制WHO的出現，解決了傳統工藝帶來的諸多不利和問題，并在RA腕關節病變的康復治療中更具優勢

，其通過取模、結合腕關節數字影像學數據和患者的具體病情高度個性化設計完成，在冠狀位和矢狀位均可以達到限制腕關節活動的目的，降低關節內壓力，有利于消除周圍軟組織的張力，恢復關節的生物力學平衡。且不限制手指活動，大大減少了并發癥的發生，達到協助改善RA腕關節病情的目的。且3D打印定制WHO臨床應用效果已通過大量臨床實踐得到證實，如Hui等

在基于有限元分析快速化、智能化的基礎上，張派等在基于數字化建模和3D打印技術的基礎上，設計并制作出了前臂骨折3D打印定制WHO，成功用于臨床患者，且隨訪患者均未發生骨筋膜室綜合征、壓瘡等并發癥，并行力學性能測試發現，其具有與身體表面完全貼合，且透氣性和力學性能良好，并可隨時調整，能實現早期功能鍛煉等優點

。

近年來，隨著3D打印數字化醫療的全面發展和推進，3D打印技術在康復醫學工程專業方面被充分的開發和應用

，應臨床康復治療的需要，3D打印醫用矯形器的設計種類也呈現出多樣化，并在康復領域呈現出快速發展的趨勢

。3D打印定制WHO是以功能解剖為基礎，從人體生物力學角度出發，根據患者具體情況量身定制，突破了個體解剖結構上的限制，設計出與患者關節功能高度匹配的外固定定制矯形器

。相對于傳統WHO，其不僅具有構建速度快、效率高、可按需求制作的特點，且可滿足個體定制腕關節康復WHO對時效性、美觀性、個性化、精準化等的需求

。還能提高固定強度，集中制造的同時又節約了時間和整體成本，甚至在價格方面低于傳統。雖然目前尚無高級證據來支持它在RA腕關節病變康復治療優勢，但通過本次研究顯示，它無論從適配性、緊密貼合度、固定強度、矯正作用、美觀度等方面都優于傳統WHO，佩戴它可以更好地發揮緩解關節腫痛，改善關節功能、握力、維持腕關節功能位的作用，進而提高腕手的協調能力。雖然目前RA腕關節病變3D打印定制WHO臨床應用報道較少，但在康復醫學領域，3D打印技術總能為制造WHO過程中遇到的諸多問題提供獨特的解決方案

，從而提高治療效果。此次研究在基于RA患者腕關節數字影像學數據、三維體表信息及個體化病情差異基礎上，個性化、精準化設計制作出的3D打印WHO用于RA腕關節病變的康復治療中，臨床總有效率為94.27%，效果良好，不但豐富了此領域的研究，還為風濕骨病的整體化治療，尤其是為其康復治療提供了新的思路和方法。

總之，3D打印憑其獨特的個性化設計、通過高度復雜性和精準性的制備方法，已成為康復醫學中廣泛采用的制造技術之一

。目前雖然沒有足夠的高等級證據推薦RA腕關節病變3D打印定制腕手WHO，但通過本次研究證明其在康復治療中療效肯定。同時，未來也需要我們更為嚴謹的研究，收集有價值、高質量的數據，評估3D打印定制WHO在RA腕關節病變康復治療中的療效。我們也將繼續追蹤并隨訪納入本次研究的所有患者，以期為RA腕關節病變3D打印定制WHO康復治療提供更為客觀的臨床證據。

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