3D打印个体化模型应用于复杂踝关节骨折治疗中的价值研究

沙鹏

（徐州市肿瘤医院骨科，江苏徐州 221000）

踝关节是人体中较为复杂的关节之一，具有重要的负重功能，其发生骨折多为复杂骨折，属于关节内骨折发病率较高，在骨折后通常引发肢体功能障碍。骨折后通常采用关节内固定进行干预，但常会造成关节内粘连，关节囊挛缩，进而导致关节畸形，从而给患者的生活水平及身体健康带来极大的不便。临床上手术治疗主要的原则是在手术中实现精确的复位，固定，达到治疗的目的。以往通常采用X线行手术设计，但存在危险性大，定位不准确的弊端，未能得到广泛的推广。3D打印技术作为一种新兴的数字技术，在外科领域中取得较好的效果，故为了解决此问题，促进诊疗效果的进一步发展[1]，笔者特进行该次研究，现将2016年3月—2018年3月期间作为研究时段，具体情况报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

经过患者同意以及医院管理委员会的批准，选取在该院就诊诊断为踝关节复杂骨折的64例患者。我们把这64例患者随机分为对照组及实验组。实验组患者男17例，女15例，年龄在25～75岁之间，平均年龄（47.6±3.57）岁。 病程约在 2～12周之间，平均病程（6.32±0.26）周。对照组患者男16例，女16例，年龄在26～74 岁之间，平均年龄（48.1±4.11）岁。病程在 2.5～11周之间，平均病程（7.25±0.89）周。所有患者中，合并高血压患者12例，合并糖尿病患者11例，不同组患者年龄、性别以及病程构成等基线资料对比，差异无统计学意义(P＞0.05)，具有可比性。

纳入标准：（1）在该院就诊经过X线等检测方法确诊踝关节复杂骨折患者，无骨性强直且需要进行康复锻炼。（2）踝关节的活动度＜80，排除标准：合并精神神经系统疾病，无法正常沟通交流者，不能定期复诊随访的患者。

1.2 治疗方法

所有患者术前进行常规护理，抗凝，严密监测血压，心率。此外，进行相应的影像学检查是否有手术的适应证。对照组的手术设计采用传统的X线和CT影像技术，行裸关节入口及出口的X线片，收集数据[2]，传输数据至相应的工作站进行相应的图像数据处理，层层筛选出有利于手术进行的图像，这些图像要有较强的参考意义，分析手术的切入点，观察骨折的特点及骨折周围组织的损伤情况，评估可能出现的并发症情况后[3]，制订出相应的手术策略。

表1 两组患者围手术期相关指标的对比（±s）

表1 两组患者围手术期相关指标的对比（±s）

注：与对照组相比，aP＜0.05，差异有统计学意义。

组别 骨折愈合时间（周）手术时程（min）实验组（n=32）对照组（n=32）（12.44±1.55）a 18.02±1.22 12.54±2.66 12.55±2.33术后住院时间（d）切口长度（cm） 术中出血量（mL）（5.66±1.22）a 8.36±1.21 2.55±1.33 2.44±1.03（124.22±1.21）a 220.11±1.45

实验组的手术则是采用最新的3D打印技术，充分体现了现代数字技术的便捷，通过三维的立体重建技术对图像进行3D处理重建，踝关节复杂骨折的模型经激光成型，模型比例为1∶1，整个过程快速自动，手术者可以通过建立好的3D模型模拟进行手术，进一步把握在手术过程中的复位方式[4]，骨折的移动距离，旋转的角度等，实现手术实操中复位的准确，固定的牢固。通过影像技术对手术进行设计之后，正式开始进行手术，所有的患者均采用微创的入路手术方式。嘱咐患者取仰卧位，麻醉师进行相应的麻醉后，助手进一步消毒铺巾，保持下肢长度，力线，旋转角度。所有的内外踝骨折均分别采用踝关节的内侧、外侧入路，充分暴露骨折端，予对照组的患者钢板直接植入进行关节内固定，予实验组的患者在3D打印成像下先行模拟的复位，评估复位效果之后将预定的钢板置入行复位及内固定。确定钢板的最佳长度[5]，并确定钢板的位置，进一步使用螺钉进行加固，注意手术过程中防止损伤周围组织的血管及神经，手术完成之后放置引流管，封闭切口。术后进行康复，角度依次增加，每天治疗3 h；连续治疗2个月。所有患者应用肌力训练、中药治疗，关节松动术等进行综合康复。

1.3 观察指标及评价标准

比较分析两组患者的骨折愈合时间，手术时程，术后的住院时间，切口的长度，术中的出血量等指标，此外对患者术后的并发症做出相应的统计，如术后深静脉血栓形成、钉道的感染、切口的感染、创伤性关节炎等。

1.4 统计方法

2 结果

2.1 不同组患者围手术期相关指标的比较

经过完善的手术治疗后，实验组患者骨折愈合的时间、术中的出血量、术后住院时间均低于对照组患者，差异有统计学上的意义(P＜0.05)。详见表1。

2.2 患者并发症情况比较

实验组创伤后关节炎、钉道感染等并发症发生情况（25.00%）明显低于对照组（65.63%），差异有统计学的意义（P＜0.05）。 详见表 2。

3 讨论

临床上治疗方式有很多种，终归到底是采用微创或是开放手术进行准确的复位固定。当今外科技术逐步朝着微创，精准的方向发展，尽可能地避免不必要的损伤，所以手术所依赖的数字成像技术极为关键。传统的手术一般依据X线进行设计，但是踝关节骨折的复杂程度较高，依据X线不能明确骨折的程度及骨折移位方向，不能明确诊断骨折的类型，给治疗带来一定的困难，此外依赖X线进行手术，不能进行手术之前的模拟复位及固定，手术失去了可操作性，在治疗的过程中也会造成骨折临近组织的损伤。3D打印技术依赖完善的数字化模型，利用相关的材料，处理得到三维的立体模型图像[6]，可以更清晰的展示关节内部的精密结构以及临近组织的损伤情况，此外在手术之前，操作者可以进行相应的模拟化操作，有利于制定精密完善的手术策略，提高手术者的操作水平，有效控制术后并发症的发生，所以理论上经过3D打印个体化模型进行手术会取得比较好的临床效果。

表2 患者并发症情况比较[n(%)]

该次研究中，干预后，两组患者的切口长度及手术时程无明显的差异，实验组患者骨折愈合的时间、术中的出血量、术后住院时间均低于对照组患者，此外实验组术后创伤性关节炎、切口感染等并发症的发生较对照组低，差异有统计学的意义(P＜0.05)。

综上所述，在复杂踝关节骨折的患者，以不同的数字影像技术进行手术效果不一致，其中，经过3D打印个体化模型进行手术有较好的临床疗效，可以减少术中的出血量，术后的住院时间，骨折愈合的时间，除此以外，术后的一系列并发症发生较少，值得临床工作者借鉴与应用。