虚拟重建术前规划在股骨远端粉碎性骨折的应用研究

吴玮伟 黄 俭 陈路遥 王小平 胡世锵 韦展图

广东省中山市小榄人民医院骨科，广东中山 528415

股骨远端与关节面、干骺端邻近，约占所有股骨骨折比例中的4%，骨折会对患者关节面造成损害，使患者的行走功能下降，严重时还可致残[1]。目前，股骨远端骨折的手术方案主要是根据患者的CT 片、X 片来制定，但其实际运用效果并不理想[2]。MIMICS 软件可以帮助医师了解患者内部相关细节以及解剖结构，利于确定手术入路及手术体位，实现动态可视化仿真手术[3]。为加强股骨远端粉碎性骨折患者的治疗效果，本文对MIMICS 软件进行分析，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取我院2015 年1 月～2018 年12 月收治的股骨远端粉碎性骨折患者66 例，按照随机数字表法分为对照组和研究组，各33 例。两组一般资料比较差异无统计学意义（P ＞0.05），见表1。本研究经我院伦理委员会批准。

纳入标准[4]：（1）经临床诊断以及CT 检测等确诊为股骨远端粉碎性骨折；（2）无语言交流障碍；（3）对研究知情且签署知情同意书；（4）病例资料完善。

表1 两组一般资料比较

表2 两组疼痛评分比较，分）

表2 两组疼痛评分比较，分）

组别 n 术前 术后3个月 术后4个月 术后6个月研究组 33 7.25±1.41 4.41±1.39 1.28±1.31 0.72±0.48对照组 33 7.37±1.20 7.13±1.24 7.11±1.49 7.20±1.44 t 0.372 8.388 16.881 24.524 P ＞0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05

排除标准[5]：（1）合并精神疾病；（2）陈旧性骨折；（3）因骨肿瘤、多发性骨髓瘤、代谢性骨病等疾病引发的病理性骨折；（4）合并其他部位骨折；（5）合并颅脑、脊柱、脊髓损伤。

1.2 方法

对照组以常规诊疗方法制定手术方案，研究组于常规诊疗方法基础上结合MIMICS 软件制定手术方案。

1.2.1 对照组 治疗前对患者膝关节行CT 片、X光拍摄，根据结果制定手术方案，确定内固定材料以及手术入位[6]。

1.2.2 研究组 治疗前对患者膝关节行CT 片、X光拍摄，将患者的CT 片结果上传至MIMICS15.0（医学图像建模软件）中生成实体数字模型以及骨折图像（三维），对骨折块进一步关节离断、细化分割，探讨整体以及骨折的具体走向，结合X 光结果，对骨折进行分型分类，按照骨折块情况选择手术入路[7]。随后建立钢板、螺钉的数字模型，进行手术模拟，其中骨折块复位模拟方法为：各碎骨块经过分割处理之后能够独立显示，按照手术流程，在MIMICS 中对骨折块进行旋转、移位复位，从多个角度观察复位效果，记录骨折块复位顺序[8-9]。内固定模拟方法为：根据手术步骤，在MIMICS 软件中对钢板、螺钉固定的手术过程进行模拟，记录置入螺钉顺序。由各位医师对复位的骨折模型进行研究，进一步确定骨折块复位、内固定的顺序，讨论出最适合的操作顺序，确定最终手术方案。术者按照手术方案进行手术，术后再行X 线检查，观察手术效果，发现不足，进一步修正手术步骤。

1.3 观察指标

（1）以疼痛视觉模拟评分（VAS）[10]评价患者疼痛程度，总分10 分，分值与疼痛程度成反比，分别记录术前、术后3、4、6 个月的VAS 评分。（2）治疗效果标准[11]：通过HSS 膝关节功能评分量表来评价患者治疗前后的关节功能情况，总分100 分，85 ～100 分以上为优，70 ～84 分为良，60 ～69 分为可，60 分以下为差，优良率=（优例数+良例数）/总例数×100%。（3）观察两组术后并发症（内固定断裂、畸形愈合、膝关节僵直、膝关节疼痛、感染）的发生情况。（4）统计两组手术时间、术中失血量以及住院时间。

1.4 统计学方法

采用SPSS18.0 统计学软件分析数据，计数资料以%表示，采用χ2检验，计量资料以（）表示，采用t 检验，P ＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组疼痛评分比较

术前两组疼痛评分差异无统计学意义（P＞0.05），术后研究组较对照组疼痛评分更低，差异有统计学意义（P ＜0.05），见表2。

2.2 两组治疗效果比较

研究组较对照组治疗优良率更高，差异有统计学意义（P ＜0.05），见表3。

2.3 两组并发症发生率比较

研究组较对照组并发症发生率更低，差异有统计学意义（P ＜0.05），见表4。

2.4 两组手术时间、术中失血量以及住院时间比较

研究组较对照组手术时间、住院时间更短，术中失血量更少，差异有统计学意义（P ＜0.05），见表5。

3 讨论

股骨远端15cm 范围之内的骨折为股骨远端骨折，该病病情复杂，并发症多，是较难治疗的骨科疾病。目前，股骨远端骨折治疗方法分为保守治疗与手术治疗，保守治疗疗效较差，且需要患者长期卧床，容易导致其出现多种并发症，因此临床更建议使用手术方式治疗[12]。采用手术方式能缩短患者伤骨功能或解剖复位的时间，患者在早期即能下地进行负重行走，并发症发生情况较少，备受医生信赖。临床对于何种方式进行手术尚无统一定论，其需要综合考虑患者骨折分型、年龄、解剖结构等因素。应当注意的是，患者解剖结构会因个体或群体差异出现严重变化，X 线片及普通CT 重建可以显露股骨远端骨折粉碎程度、范围、位置等，但骨折较为复杂的时候，其无法显示骨折块详细移位程度（上下方向及旋转），术者容易被患者各种混杂因素所影响，仅凭自身经验在术中调整手术方案，无法做到个体化治疗，不利于患者术后恢复[13-14]。因此，在术前更为细致地了解患者的骨折情况，精确判断骨折块移位及复位顺序，才能为患者制定最适宜的手术方案，改善预后情况以及手术成功率。

表3 两组治疗效果比较[n（%）]

表4 两组并发症发生率比较[n（%）]

表5 两组手术时间、术中失血量、住院时间比较

表5 两组手术时间、术中失血量、住院时间比较

组别 n 手（术mi时n）间 术（中m出L血）量住（院d时）间对照组 33 84.75±14.66 230.45±23.72 13.84±5.11研究组 33 68.60±13.31 181.39±20.62 7.38±2.64 t 4.685 8.967 6.452 P ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05

随着数字骨科技术发展，在手术前将CT 薄层数据结果上传至MIMICS 软件中，对CT 数据进行单独碎骨块的三维重建能够对普通CT 以及X 线片的不足进行弥补，骨科医生可以根据其对患者骨折块的移位以及形状进行研究，在手术前使用MIMICS 进行复位内固定的模拟，内固定选择以及术中复位起到指导作用，对骨折分型进行判断，制定最适宜患者病情的手术方案[15]。本组患者中，研究组患者术后疼痛评分更低，提示基于虚拟三维重建技术进行术前规划可以最大程度保障手术顺利进行，减轻患者疼痛应激。同时，研究组患者的优良率更高，说明使用虚拟三维重建进行术前规划使得术式选择更为合理，提高了手术效果。研究组患者术后并发症发生率较低，且手术时间、住院时间更短，术中失血量更少，这是因为在术前对手术过程进行模拟，不仅可使医师熟悉手术操作，还可使术中出血量、X 线投照检查次数、术中用时得到有效控制；通过对患者骨折情况进行更为直观、细致、全面的了解，制定更符合患者病情的手术方案，使手术精确性提高，降低误诊率；此外，该方法可让患者更加了解预后信息和手术过程，减轻其担忧、焦虑，增强医患沟通，加强复健依从性，预防并发症发生。

综上所述，利用MIMICS 软件进行术前规划，可提高股骨远端骨折治疗效果，促进股骨远端骨折患者康复，显著减少疼痛，控制并发症发生，值得推广。