3D打印个性化导板辅助前交叉韧带翻修术中股骨隧道定位1例报道

余洋 李彦林 蔡国锋 何川 王国梁

昆明医科大学第一附属医院运动医学科（云南昆明 650032）

1 病例资料

患者女性，34岁，因左膝关节前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL）重建术后2年，左膝再次受伤伴左膝关节疼痛、不稳1月入院。自诉再次受伤后1月来左膝关节不稳，上下楼梯时明显。查体：左膝髌腱两侧2处1 cm陈旧手术瘢痕、胫前内侧4 cm陈旧手术瘢痕，内侧髁及内侧胫骨平台压痛明显，左膝活动度0°（伸）～130°（屈），Mcmurray试验（+），Lachman试验（+），前抽屉试验（+）。入院MRI提示左膝前交叉韧带重建术后改变，前交叉韧带再损伤（图1）；CT显示股骨原隧道明显扩大（图2）。术前采集左膝CT及MRI数据，输入Mimics17.0交互式医学图像处理软件（Materialise公司，比利时），重建患者左膝关节三维模型（图3），可清晰显示股骨原隧道直径9.6 mm、胫骨原隧道直径7.3 mm，股骨原隧道明显扩大。采用计算机虚拟技术虚拟ACL翻修术，拟定手术方案为胫骨端采用原隧道，股骨端采用新隧道，并虚拟个性化股骨隧道定位导板（图4，图5），通过3D打印技术打印出个性化股骨隧道定位导板（图6）及股骨模型（图7）。术中采用右膝半腱肌腱、股薄肌腱和左踝1/2腓骨长肌腱制作移植腱；胫前原切口取出羟基磷灰石螺钉后经由原隧道制作8 mm直径新胫骨隧道；膝关节前外侧关节镜入路置入3D打印股骨隧道定位导板制作新股骨隧道（图8、图9）。该手术顺利，术中出血20 ml，手术时间60 min。ACL翻修术后采用CT和MRI进行影像学评价，前抽屉试验、Lachman试验、Lysholm评分定期随访。翻修术后随访6个月，左膝关节活动度良好，前抽屉试验（-）、Lachman试验（-），Lysholm评分由术前62分提高至91分，CT示新股骨隧道位置良好，未与原隧道重叠（图10），MRI示翻修重建的韧带位置、信号良好（图11）。

图1 MRI示翻修术前重建ACL再损伤

图2 CT示翻修重建术前股骨隧道扩大

图3 在Mimics上重建患者左膝关节三维模型

图4 因股骨隧道扩大严重，股骨端采用新隧道（箭头示）

图5 在Mimics上虚拟出个性化股骨隧道定位导板（箭头示）

图6 3D打印技术打印出个性化股骨隧道定位导板

图7 3D打印股骨模型

图8 前外侧关节镜入路置入3D打印股骨隧道定位导板制作新股骨隧道

图9 3D打印股骨隧道定位导板制作新股骨隧道（镜下观）

图10 CT示新股骨隧道位置良好，未与原隧道重叠（箭头示）

图11 术后MRI示翻修重建的韧带（箭头示）位置、信号良好

2 讨论

ACL翻修手术复杂，由于涉及原骨隧道的变异、扩大，通常伴有不同程度的骨缺损，术中如何在关节镜下准确观测原股骨隧道位置和了解原股骨隧道扩大情况，是一个难点。根据以往的报道，ACL翻修术的手术失败率和并发症发生率都较高[1]，术前做好规划尤为重要[1，2]。本例患者采用计算机虚拟技术辅助术前规划，结合CT和MRI数据重建三维模型可清晰显示股骨原隧道直径9.6 mm、胫骨原隧道直径7.3 mm，股骨原隧道明显扩大（可能与股骨端采用Endobutton悬吊钛板固定的钟摆效应有关）。因此拟定手术方案为胫骨端采用原隧道，股骨端采用3D导板辅助建立新隧道，并采用健膝半腱肌腱、股薄肌腱和左踝1/2腓骨长肌腱制作8 mm直径移植腱。本例手术成功按照术前规划进行，手术过程顺利，表明采用3D打印个性化导板可精确辅助翻修隧道的建立，降低翻修手术难度和失败率[2]。

本例ACL翻修术的技术难点在于如何制作新的股骨隧道，使其不与原股骨隧道重叠，按传统方法术中镜下难以判定原股骨隧道位置及范围，靠术者肉眼定位新隧道很难做到不与原股骨隧道重叠。因此我们采用3D打印技术术前设计并打印了个性化股骨隧道定位导板，使术中隧道定位更精确，该个性化定位导板可成功通过关节镜微创手术切口进入关节腔，操作简单、定位准确，从而优化定位方式、缩短手术时间、减少并发症，最大限度降低了手术风险[3，4]，为ACL翻修提供一种新的定位方法。