闭合撬拨复位经皮空心螺钉内固定结合3D打印技术治疗跟骨骨折

帅永明，李 骥，涂淑强，吴法强，罗国强，乐海浪

跟骨骨折在临床中高发，占全身骨折1%～2%，多数骨折患者是因为高处坠落轴向应力性损伤[1-2]。由于跟骨骨折往往关系到关节面，倘若治疗不当容易造成跟部疼痛、行走困难，甚至引起后遗症，例如足跟变宽、扁平足等，严重影响患者的日常生活与工作。闭合撬拨复位经皮空心螺钉内固定治疗跟骨骨折具有创伤小、固定可靠、愈合快、费用低、并发症少的优势，但是术者需要明确移位后的三维空间位置才可实现良好复位这一治疗目标[3-4]。随着3D打印技术延伸到临床诊疗，该技术可以直接反映骨折后解剖结构，以更好地进行术前真实的评估。为此，本研究通过回顾性分析，观察闭合撬拨复位经皮空心螺钉内固定结合3D打印技术治疗跟骨骨折的效果。

临床资料

1 一般资料

回顾性分析2016年3月—2018年5月笔者医院收治的移位型跟骨关节内骨折患者85例临床资料。纳入标准：单侧SandersⅡ、Ⅲ型闭合性跟骨骨折；年龄>18岁；适合采用闭合撬拨复位经皮空心螺钉内固定；获完整随访且临床资料没有缺失。排除标准：骨折时间>2 周或既往有跟骨骨折史者；跟骨畸形；伴有其他跗骨或踝关节骨折。

患者均采取闭合撬拨复位经皮空心螺钉内固定治疗，按照有无结合3D打印技术分为3D打印组和经皮组。3D打印组45例，男性25例，女性20例；年龄21～65岁，平均38.3岁；Sanders分型：Ⅱ型29 例，Ⅲ型16例；Essex-Lop-resti分型：关节压缩型16例，舌型29例；致伤原因：高处坠落伤43例，道路交通伤2 例；受伤至手术时间5h～13d，平均8.3d。经皮组40例，男性32例，女性8例；年龄23～68岁，平均39.2岁；Sanders分型：Ⅱ型22 例，Ⅲ型18例；Essex-Lop-resti分型：关节压缩型13例，舌型27例；致伤原因：高处坠落伤37例，道路交通伤3例；受伤至手术时间6h～14d，平均8.6d。所有患者骨折后48h内冰袋局部冷敷消肿。两组患者年龄、性别、Sanders 分型、致伤原因等一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

2 手术方法

术前准备：常规获取两组患者跟骨X线片及CT数据。

3D打印组：将跟骨薄层CT数据以DICOM格式保存，并导入 Mimics 18.0医学三维重建软件(比利时玛特瑞尔莱斯有限公司)，进行建模处理；接着利用溶融沉积成型(fused deposition modeling,FDM)进行等比例打印，打印出患侧及健侧镜像跟骨模型。由医师结合跟骨实体模型对骨折块的移位程度充分明确，并以健侧跟骨为参照，术前模拟复位操作，包括撬拨复位斯氏针插入的角度、深度，结合手术体位关键部位的螺钉内固定位置。将跟骨模型环氧乙烷消毒备用。

椎管内麻醉或静吸复合麻醉后，取患侧卧位或仰卧位，上止血带。C型臂 X 线机透视监视下，跖屈踝关节，依据术前模拟闭合撬拨斯氏针进针的角度、深度，在跟骨后关节面翻转移位或塌陷入跟骨体内的骨折块钻入2枚斯氏针，以跟骨结节上方为进针点，钻入至中，针对Sanders Ⅲ型骨折，可根据术前3D打印模型上模拟的情况，接着经跟骨外侧壁辅助横向钻入1～2枚克氏针到跟骨体前方。C型臂X线机透视下把斯氏针向足底扳牵撬拨，渐渐上抬翻转塌陷的骨折块进一步恢复Bohler角以及后关节面平整。跟骨复位器横向夹挤跟骨两侧，进一步纠正跟骨横径增宽。透视骨折复位满意后，用2～3枚克氏针临时固定维持复位效果。去除撬拨的斯氏针，再在C型臂X线机引导下钻入3枚导针，用2枚或3枚直径 7.3mm空心螺钉或配合1枚直径4.5mm空心螺钉拧入固定。

经皮组：由同一专业组手术医师进行操作，根据跟骨X 线片、薄层CT检查二维、三维重建影像学资料来评估骨折块的移位程度，并设计手术方案。固定顺序、方法同上。

术后处理：术后两组患者抬高患足，不需外固定。术后次日开始进行踝关节主动屈伸功能练习，术后8～10周结合X线片患足愈合情况后逐渐开始进行负重功能锻练。

3 观察指标

通过AOFAS踝与后足评分系统对术后患足的功能加以评估；在X线片上测量术前与末次随访时的Bohler角与Gissane角；观察并比较两组患者的手术时间、术中出血量、愈合时间、Bohler角、Gissane角，AOFAS踝与后足评分，其中术中出血量=吸引器瓶中液体-术中使用的冲洗液+纱布、盐水垫增加的净重。

4 统计学分析

结 果

1 两组患者手术相关情况比较

本次研究结果中，3D打印组的手术时间显著短于经皮组，术中出血量显著少于经皮组，差异有统计学意义(t=6.757、6.134)，P<0.05；两组患者骨折均愈合，两组患者愈合时间和AOFAS评分上差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。典型患者术前影像、术中C型臂 X 线机透视、术后手术切口缝合、影像特征及患者术后随访影像见图1。

图1患者男性，45岁，高处坠落致跟骨骨折，行3D打印技术辅助经皮撬拨空心钉内固定术。a、b.术前X 线片示左跟骨骨折;c、d.术中X线片;e、f.术后手术切口缝合;g、h.术后1年X线片;i、j.术后1年固定取出后X线片示骨折愈合良好

2 两组患者手术前后Bohler角与Gissane角对比

3D打印组和经皮组术前Bohler角与Gissane角差异无统计学意义(P>0.05)。术后两组Bohler角与Gissane角均优于术前，差异有统计学意义(P<0.001)，3D打印组术后Bohler角(28.74±1.90)°小于经皮组(29.54±1.81)°，3D打印组术后Gissane角(125.46±4.62)°大于经皮组的(123.79±8.26)°，差异无统计学意义(P>0.05)。两组患者术后均未出现皮肤坏死、内固定松动或断裂、骨髓炎及钉道感染等，随访期间3D打印组有1例在术后5周发生跟骨高度部分丢失，经皮组有2例发生距下关节创伤性关节炎。

表1 两组患者手术相关情况比较

表2 两组患者手术前后Bohler角与Gissane角对比

t1、P1示组内比较检验值；t2、P2示术前组间比较检验值；t3、P3示术后组间比较检验值

讨 论

跟骨骨折多发于男性30～50 岁，引起跟骨骨折的原因主要是高处坠落，足跟着地后遭受垂直撞击，以至于跟骨关节面劈裂塌陷和体部骨折，其中 98%以上为闭合性骨折，65%～70%波及到跟距或跟骰关节，需要采取手术治疗[5-6]。倘若处理不当可能会有遗留症，带来长期关节疼痛。手术目的在于重建后关节面的正常解剖；恢复Bohler角和Gissane角；恢复跟骨的正常宽度，避免发生腓肠神经损伤以及外侧腓骨肌腱撞击综合征；重建跟骨的正常高、长度；矫正内、外翻畸形，使患者可以恢复正常生活与工作[7]。跟骨骨折治疗的手术方法主要有外固定器固定、关节融合术、钢针撬拨复位、切开复位内固定等[8-9]。其中切开复位内固定手术已成为经典方法，虽然具有直观性，但也有皮缘坏死、切口感染等并发症发生的可能，一定程度上影响了手术疗效[10]。

为了减少切开复位钢板内固定术后切口并发症等问题，临床上一些微创复位固定方法得到了推广，而采用撬拨复位经皮空心螺钉内固定治疗，通过一定手法和影像特征下可以对骨折实现很好的复位，与切开复位钢板内固定相比疗效相当，而且操作简便、医疗费用低廉，不破坏皮肤软组织血运，很大程度降低术后伤口坏死、感染等并发症发生率，易被患者接受[11-12]。然而也有学者表示微创内固定方式也存在一定的局限性，闭合撬拨复位经皮空心螺钉内固定要在透视下完成撬拨复位，需掌握损伤机制与明确骨折移位后的三维空间位置，否则术中撬拨复位存在盲目性，很难获得良好复位与合理固定。虽然CT 三维重建可以观察到跟骨的解剖结构，但是术者仅仅借助于二维的计算机屏幕进行查看，所以影响闭合方式治疗的精确度，进而影响复位固定质量[13-14]。

如今数字医学在骨科中发挥了重要的作用，3D 打印技术凭借着实物模拟、可触真实、个性化的优势完善术前准备，根据骨折后真实的解剖结构制定方案，弥补了常规显像模式的不足[15-16]。依据健侧镜像模型，术前在患侧模型模拟撬拨斯氏针的角度及深度，评估术中风险，指导植入螺钉的位置及角度，确定钉道，提高固定强度[17]。本研究结果显示，与经皮组比较，3D打印组在骨折愈合时间、AOFAS评分、Bohler角与Gissane角上差异无统计学意义。但3D打印组的手术时间和术中出血量显著优于经皮组，差异有统计学意义，提示闭合撬拨复位经皮空心螺钉内固定结合3D打印技术治疗可以简化手术步骤，缩短手术时间和减少术中出血量，在术前评估与术中参照发挥了重要的作用。

综上所述，3D打印技术有助于形成完善的闭合撬拨复位经皮空心螺钉内固定治疗方案，便于置钉操作，缩短手术时间和减少术中出血量，提高复位质量。