传统手术与3D 打印技术手术对胫骨平台骨折的治疗效果对比探究

高斌 李玉泉 刘胜 洪友钦 曾庆 陈泽钦

膝关节是人体重要的关节部位,胫骨平台骨折是临床上常见的骨折方式,其属于膝关节内骨折,如果治疗不得当会引起膝关节功能的障碍,影响患者的生活质量［1］。胫骨平台骨折通常采取手术的方式进行治疗。传统的手术是借助X 光、CT 成像判定患者的骨折情况,但是由于异物的遮挡,骨块的重叠以及拍摄角度等问题,导致成像不准确,使医生不能全面地了解患者骨折处的状况,使手术的难度和风险增大［2］。随着时代的进步,3D 打印技术被应用到胫骨平台骨折的手术治疗中,其可以直观地模拟骨折处的状况以及提前操作演示手术的过程,安全性提高［3］。因此,本文以病例随机对照展开,对比探究传统手术与3D 打印技术手术对胫骨平台骨折的治疗效果,现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2018 年2 月～2019 年1 月本院收治的胫骨平台骨折患者40 例作为研究对象,将所有患者按照随机数字表法分为对照组和观察组,各20 例。对照组中,男11 例,女9 例；年龄21～66 岁,平均年龄(43.55±8.53)岁；体质量指数20～25 kg/m2,平均体质量指数(23.12±1.04)kg/m2。观察组中,男13 例,女7 例；年龄22～61 岁,平均年龄(41.54±6.52)岁；体质量指数21～25 kg/m2,平均体质量指数(23.66±0.89)kg/m2。两组患者一般资料比较,差异无统计学意义(P＞0.05),具有可比性。

1.2 纳入及排除标准

1.2.1 纳入标准 ①均为胫骨平台骨折；②无膝关节畸形；③均经患者同意并签署同意书。

1.2.2 排除标准 ①合并心脑血管疾病或者病历资料不全者；②伴有严重的下肢血管或者神经损伤者；③合并凝血功能异常、精神异常者；④伴有感染,合并开放性复杂创伤者。

1.3 方法 对照组给予传统手术治疗。手术前需要对患者骨折处拍摄X 光、CT,根据成像确定骨折的部位和骨折处状态,确定手术中的固定方案。

观察组给予3D 打印技术手术治疗。对骨折处进行CT 扫描,记录三维数据,将数据输入计算机,使用Mimics 软件进行处理,打印成1∶1 同比例的胫骨平台骨折模型,利用影像资料和3D 打印模型,确定骨折的分型、部位、骨折程度,评估骨折处骨块的移位程度、关节面的凹陷位置,确定手术的切入口、钢板的使用数量和固定位置等手术方案,并根据手术的步骤进行模拟,对手术的复位、内固定以及关节面的解剖复位寻找良好的力度和角度,在模型上使用克氏针逐个进行固定,并选择合适的钛板型号,将其弯曲到合适的弯度,使其完全贴附在模型的骨折处,调整到合适的位置,同时确定好钛钉的使用型号以及置入位置和角度,对骨折处做到有效的固定,手术过程中依照制定的手术方案以及模拟手术的步骤进行手术,术后使用CT 扫描,打印3D 胫骨模型,确定术后骨折处的复位情况和关节面的平整度。治疗后对患者治疗效果进行评估。

1.4 观察指标及判定标准 ①比较两组手术指标,观察记录两组患者术中出血量、手术时间以及骨愈合时间。②比较两组患者手术前后膝关节HSS 评分。根据膝关节HSS 评分标准对患者术前、术后3 个月、术后6 个月的膝关节功能恢复情况进行评定。HSS 评分≥85 分为膝关节功能恢复优,70～84 分为膝关节功能恢复良好,60～69 分为膝关节功能恢复一般,≤59 分为膝关节功能恢复差。③比较两组术后并发症发生情况。记录两组患者手术后出现的感染、关节僵硬、创伤性关节炎、骨愈合异常等术后并发症的发生率。

1.5 统计学方法 采用SPSS18.0 统计学软件对数据进行统计分析。计量资料以均数±标准差(±s)表示,采用t 检验；计数资料以率(%)表示,采用χ2检验。P＜0.05 表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 两组手术指标比较 观察组的手术时间、骨愈合时间均短于对照组,术中出血量少于对照组,差异具有统计学意义(P＜0.05)。见表1。

2.2 两组手术前后膝关节HSS 评分比较 两组术前膝关节HSS 评分比较,差异无统计学意义(P＞0.05)；观察组术后3、6 个月膝关节HSS 评分均高于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05)。见表2。

2.3 两组术后并发症发生情况比较 观察组术后并发症发生率为5.00%,对照组术后并发症发生率为30.00%。观察组术后并发症发生率低于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05)。见表3。

表1 两组手术时间、术中出血量、骨愈合时间比较(±s)

表1 两组手术时间、术中出血量、骨愈合时间比较(±s)

注：与对照组比较,aP＜0.05

表2 两组手术前后膝关节HSS 评分比较(±s,分)

表2 两组手术前后膝关节HSS 评分比较(±s,分)

注：与对照组比较,aP＜0.05

表3 两组术后并发症发生情况比较［n(%)］

3 讨论

胫骨平台骨折是指胫骨近端与膝关节组成的一部分骨折。患者多有外伤史,主要表现为膝关节剧烈疼痛、高度肿胀或淤血、失去活动能力、移位、关节面不平整等［4］。膝关节是人体的负重关节,一旦出现骨折移位、塌陷、关节面不平整,应及时进行手术治疗,以尽快恢复关节面的平整和力线。如果治疗不及时,由于胫骨是松质骨,容易愈合,如果过早负重或粉碎性骨折造成缺损,容易导致关节的畸形愈合；由于胫骨平台骨折,导致关节面不平整,出现创伤性关节炎的表现,例如关节疼痛等；由于骨折后出现关节面不平整,治疗过程中需要长期进行固定,导致身体功能、关节功能受限,致使关节出现僵硬、活动障碍等［5］。

目前临床上治疗胫骨平台骨折多使用手术治疗,传统的手术方式虽然治疗效果较好,但在手术过程中难免要对患者的软组织进行剥离,造成膝关节周围软组织破损,影响其周边血液循环,增加术后并发症的发生率,同时由于X 光线、CT 的扫描存在一定的局限性,影像资料中对于患者骨折处的部分细节很难得到良好的呈现,使手术操作医生不能全面地了解患者骨折处的损伤程度,对手术的顺利进行造成很大的难度［6］。随着科技的进步,医疗水平的提高,3D 打印技术的逐渐成熟,3D 打印技术被逐渐应用到外科的手术中。3D打印是一种快速成型技术,是以数字模型文件为基础,使用粉末状金属或者塑料等可粘合性材料,通过逐层打印的方法对物体进行构造的先进技术［7］。对胫骨平台骨折手术使用3D 打印技术进行手术,通过3D 打印骨折处的三维模型,使操作医生可以全面地详细地了解骨折的部位、严重程度,形成一种三维的立体结构,对治疗的手术方案进行准确的判断,通过对骨折处1∶1 同比例的三维模型的模拟手术,制定出最合适的手术方案,同时通过模拟手术可以提前将钛板弯曲到合适位置,确定钛板钛钉的型号以及置入的方位,节省手术的时间和风险［8］。

本研究中,观察组的手术时间、骨愈合时间均短于对照组,术中出血量少于对照组,差异具有统计学意义(P＜0.05)。说明通过采用3D 打印出的骨折处三维模型进行模拟手术,提前准确地确定了钛板钛钉的型号,同时对手术中可能出现的突发状况制定出应急方案,节省了手术中的思考时间,同时缩短了手术的时间和术中的出血量,由于通过三维模型可以全面详细地了解骨折处的情况,制定针对性的手术方案,使得内固定效果显著,促进了骨折处的愈合。本研究中,观察组术后3 个月、术后6 个月膝关节HSS 评分均高于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05)。说明3D 打印技术提高了手术的准确性,使骨折处的愈合效果显著,同时提升了膝关节的各项功能,提高了膝关节HSS评分。本研究中,观察组术后并发症发生率低于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05),说明3D 打印技术手术治疗胫骨平台骨折,可通过三维模型清楚地了解骨折的位置和尺寸,准确率和安全性提高,减少了不必要的软组织剥离,从而减少了术后出现感染、关节僵硬、创伤性关节炎、骨愈合异常等并发症的发生。

综上所述,将3D 打印技术手术应用于胫骨平台骨折的治疗中,可缩短手术时间和骨愈合时间,促进膝关节功能恢复,减少术后并发症的发生,值得推广应用。