3D 智能打印股骨截骨輔助全膝關節置換治療膝外翻骨關節炎的效果

曹耀威， 李哲， 駱曉飛， 李科偉， 段寒， 魏瑄， 王金良

（河南大學附屬鄭州市骨科醫院關節病科Ⅱ， 河南 鄭州 450015）

膝外翻畸形可引起膝關節各間室的負重壓力不平衡， 造成外側間室軟骨磨損， 加重關節外翻， 進而進展為骨關節炎［1］。全膝關節置換 （TKA） 是治療膝外翻骨關節炎的有效方式， 可糾正膝關節畸形， 緩解關節疼痛， 改善患者膝關節功能。 隨著醫療技術進步及假體材料的改進， TKA 逐漸廣泛應用于臨床，然而傳統TKA 存在手術時間長、 術中失血量多且需反復多次的試模匹配假體等不足［2］。 此外， 膝外翻骨關節炎患者多伴有周圍軟組織不平衡， 術中需松解軟組織， 因此精確的截骨對恢復軟組織平衡意義重大。 近年來， 3D 打印技術受到臨床醫師青睞， 可通過術前測量數據打印出假體模型， 提高對截骨測量的精確度。 基于此， 本研究探討3D 智能打印股骨截骨輔助TKA 治療膝外翻骨關節炎的效果， 現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取我院2018 年7 月至2021 年7 月收治的88例膝外翻骨關節炎患者， 均符合骨關節炎診斷標準［3］， 明確為膝外翻。 按照入組順序分為觀察組與對照組各44 例。 觀察組年齡33 ～82 （61.34 ± 9.15） 歲； 男12 例， 女32 例； 體質量指數 （23.04 ± 2.86） kg／m2； 病變位置： 左側18 例， 右側26例。 對照組年齡32 ～80 （60.08 ± 9.43） 歲； 男14 例， 女30例； 體質量指數 （22.84 ± 2.95） kg／m2； 病變位置： 左側21例， 右側23 例。 兩組的一般資料比較無顯著差異 （P ＞0.05）。

1.2 方法 觀察組采用智能打印股骨截骨輔助TKA 治療。 術前使用X 線及CT 檢查， 將數據導入3D 打印機， 打印膝關節假體模型及截骨導板， 據此確定假體型號、 截骨量等。 全麻， 仰臥位， 髕骨內側入路顯露膝關節， 根據膝關節平衡功能松解相關的軟組織。 咬除骨贅及關節軟骨后， 將3D 打印的模型與患側膝關節對比， 保證截骨導板定位在解剖位置。 將截骨導板緊貼股骨遠端骨皮質， 保證截骨導板定位模塊與膝關節解剖結構匹配， 打入4 枚骨釘固定截骨器， 后對股骨前髁、 后髁、 前斜角、 后斜角截骨； 3D 打印脛骨近端導板緊貼脛骨近端骨皮質，確保截骨導板與脛骨近端匹配， 置入2 枚骨釘， 截骨操作， 完成脛骨近端截骨。 檢查膝關節功能及外側軟組織合適后沖洗膝關節， 置入假體結構， 骨水泥固定。 沖洗切口逐層縫合。 對照組采用TKA 治療。 術中常規截骨導板截骨， 采用髓外及髓內定位器進行脛骨平臺及股骨遠端截骨。 之后沖洗膝關節， 比對后選擇合適假體， 在膝關節伸直及屈曲狀態下進行試模， 判斷膝關節內外側軟組織平衡情況。 置入合適假體， 骨水泥固定。沖洗切口， 縫合。

1.3 觀察指標 ①手術指標： 記錄兩組的手術時間、 失血量。②關節活動情況： 采用雙下肢X 線片測量膝關節活動范圍及股脛角。 ③采用KOOS 評價患者膝關節畸形功能恢復情況， 包括疼痛、 癥狀、 日常生活、 運動娛樂、 生活質量5 個維度， 分值越高則膝關節功能越好。

1.4 統計學分析 采用SPSS 23.0 統計軟件處理數據。 計量資料以表示， 采用t 檢驗， P ＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 手術指標 觀察組手術時間短于對照組， 失血量少于對照組 （P ＜0.05）。 見表1。

表1 兩組的手術指標比較 （）

表1 兩組的手術指標比較 （）

組別n手術時間 （min）失血量 （mL）觀察組4462.14±8.43448.64±45.68對照組4472.68±5.40495.79±49.05 t 6.9844.666 P 0.0000.000

2.2 膝關節活動范圍及股脛角 術后1 個月， 兩組股脛角小于術前， 且觀察組股脛角小于對照組 （P ＜0.05）。 見表2。

表2 兩組的膝關節活動范圍及股脛角比較 （， °）

表2 兩組的膝關節活動范圍及股脛角比較 （， °）

注： 與該組術前比較， *P ＜0.05。

組別n膝關節活動范圍股脛角術前術后1 個月術前術后1 個月觀察組 44 71.12±5.59 116.14±7.79* 17.78±3.07 4.18±1.08*對照組 44 72.36±5.42 112.89±8.45* 18.44±3.35 5.34±0.97*t 1.0561.8760.9645.301 P 0.2940.0640.3380.000

2.3 KOOS 評分 術后1 個月， 兩組KOOS 各項評分均高于術前 （P ＜0.05）， 但組間比較無顯著差異 （P ＞0.05）。 見表3。

表3 兩組的KOOS 評分比較 （， 分）

表3 兩組的KOOS 評分比較 （， 分）

注： 與該組術前比較， *P ＜0.05。

時間組別 n疼痛癥狀日常生活術前 觀察組 44 67.54±7.10 66.34±7.52 63.38±7.02對照組 44 65.84±6.85 65.10±8.67 61.85±6.43 t1.1430.7171.066 P0.2560.4760.289術后1 個月 觀察組 44 93.21±4.51* 90.12±5.43* 91.24±5.14*對照組 44 91.56±4.89* 89.46±6.25* 90.43±4.97*t1.6450.5290.752生活質量59.72±8.07 58.50±8.35 0.697 0.488 87.61±5.68*86.80±7.33*0.579 P0.1040.5980.4540.0960.564運動娛樂57.16±6.18 57.98±5.58 0.653 0.515 87.24±6.85*84.67±7.46*1.683

3 討論

膝外翻骨關節炎患者下肢力線發生明顯的病理性改變， 長此以往可致膝關節內外側韌帶舒縮異常， 甚至出現脛骨平臺塌陷、 髕骨半脫位等［4］。 軟組織松解及截骨治療為糾正外翻膝關節下肢力線的主要手段， 下肢力線決定膝關節載荷情況及股脛關節的穩定性， 為影響TKA 遠期療效的主要因素。 TKA 作為治療膝外翻骨關節炎的主要手段， 治療效果確切， 但存在手術時間長、 失血量多的不足。 隨著3D 智能打印技術的不斷發展，其在TKA 術中的應用逐漸增多［5］。 與常規TKA 相比， 3D 智能打印股骨截骨輔助TKA 治療膝外翻骨關節炎具有下述優勢：①通過術前影像學測量數據打印3D 模型， 可直觀地顯示手術部位情況， 在截骨導板的輔助下測量數據更加精確， 提高手術準確度， 減少術中工具的應用。 ②精確截骨可更好地恢復下肢力線［6］， 并糾正膝關節內外側軟組織的不平衡， 恢復膝關節正常功能。 ③術前利用3D 模型制定手術方案， 可對各種意外情況進行預演， 有效縮短手術時間， 減少術中出血， 提高手術安全性。 ④髓外定位的損傷較輕， 符合快速康復理念， 利于患者術后快速恢復。 本研究結果顯示， 觀察組手術時間短于對照組， 失血量少于對照組， 分析原因為3D 智能打印技術可保證精準截骨， 避免多次截骨， 縮短手術時間， 同時減輕對軟組織的損傷， 減少術中出血。 本研究結果顯示， 術后兩組膝關節活動度及KOOS 各項評分較術前改善， 但組間比較無統計學差異， 而觀察組股脛角小于對照組， 提示3D 智能打印股骨截骨輔助TKA 與傳統TKA 治療均可改善膝外翻骨關節炎患者的膝關節功能， 但結合3D 智能打印治療對患者下肢力線的糾正作用更加顯著， 分析原因可能為3D 智能打印通過術前建模， 臨床醫師可在數字模型基礎上確定截骨位置及角度， 模擬手術過程， 提高手術精準度， 對膝關節內外側軟組織的松解效果更佳， 進而更好地改善患者的下肢力線。

綜上所述， 3D 智能打印股骨截骨輔助TKA 治療膝外翻骨關節炎的手術時間較短， 失血量較少， 可促進患者膝關節功能及下肢力線的恢復。