3D打印技术辅助治疗SandersⅡ、Ⅲ型跟骨骨折的疗效观察

杨佳林, 张玉堂, 付炳金, 孟祥林, 朱晓东

(1. 滨州医学院附属医院 足踝外科, 山东 滨州, 256603;2. 山东省滨州高新区青田街道社区卫生服务中心, 山东 滨州, 256600)

跟骨骨折是足部最为常见的跗骨骨折，约占跗骨骨折的90%, 且多为关节内骨折。跟骨骨折的损伤机制多样，以高处坠落伤最为常见(约占全部跟骨骨折的75%), 跟骨骨折的损伤原因主要有压力、剪切力、牵引力和直接暴力等，且往往合并存在。跟骨周围组织解剖结构复杂，跟骨周围皮瓣易发生坏死、感染等，因此骨折特征极为复杂[1]。目前临床常用的X线、CT以及三维重建等影像学检查方法并不能在术前制订出完美的手术方案，术者常需根据临床经验结合术中探查情况在术中制订手术方案。SandersⅡ、Ⅲ型跟骨骨折手术难度较大，因为跟骨骨折本身比较复杂，加之术中骨折块复位、距下关节面复位以及皮瓣保护难度大，术前辅助检查结果与术中所见往往存在较大差异，所以手术时间较长，且疼痛、畸形愈合、距下关节炎等术后并发症的发生率高[2-3]。目前, 3D打印技术已被逐渐应用于骨科手术中，该技术是以数字模型文件为基础，运用可黏合材料打印出等比例、真实的跟骨模型，辅以术前访谈及术前手术方案优化，可为骨折患者提供相对个体化、精准化的治疗方案[4-5]。本研究旨在分析3D打印技术辅助治疗SandersⅡ、Ⅲ型跟骨骨折的临床价值，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本研究纳入2015年1月—2018年10月滨州医学院附属医院足踝外科收治的58例SandersⅡ、Ⅲ型跟骨骨折患者(患足70足)作为研究对象，按治疗方式的不同分为对照组与观察组。对照组采用传统手术方法(扩大“L”型切口入路及跗骨窦切口入路)治疗，观察组采用3D打印技术辅助完成跟骨骨折修复手术。对照组28例患者(患足35足)，均为男性，平均年龄(46.20±4.38)岁，其中7例患者为双跟骨骨折; 观察组30例患者(患足35足)，男29例，女1例，年龄(46.10±43.70)岁，其中5例患者为双跟骨骨折。纳入标准: ① 患者骨折符合SandersⅡ、Ⅲ型跟骨骨折的诊断标准; ② 患者无开放性伤口，不需行急诊手术; ③ 新鲜骨折(21 d内发生的骨折)患者。排除标准: ① 受伤时伴开放性伤口及其他骨折者; ② SandersⅠ、Ⅳ型跟骨骨折患者; ② 术后无完整随访资料(随访时间<12个月)的患者; ③ 病理性跟骨骨折患者。2组一般资料比较，差异均无统计学意义(P>0.05), 具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 术前准备: 2组患者术前均常规制动，抬高患肢，接受患肢皮肤护理和消肿、止痛，改善微循环等药物支持治疗，并完成相关辅助检查，排除手术禁忌证。2组患者术前30 min均常规应用抗生素预防感染，且患者及其家属常规填写认知度与满意度调查表。观察组在此基础上采用3D打印技术辅助治疗，即对患足进行CT等相关影像学检查，制作跟骨骨折模型，进行术前模拟手术和术前谈话等。

1.2.2 手术方式: 对照组采用传统手术方法(经扩大“L”型切口入路及跗骨窦切口入路)治疗。观察组在手术台上放置已灭菌消毒的3D跟骨模型，根据术前模拟的手术方案，经跗骨窦切口或经外侧“L”型切口进行手术。

1.2.3 术后处理及随访: 2组患者术后均行患肢抬高制动，严禁下地，并予烤灯持续照射。患者应用抗生素预防感染(术后24 h内)，拔除引流管后，患者在止痛药物辅助下进行床上患肢功能锻炼(主动及被动屈伸足趾、踝关节)。隔天换药1次，术后2周根据切口愈合状况确定是否拆线。嘱患者分别于术后6周和术后3、6、12个月至门诊复查，拍摄患肢X线片，并由1位副主任医师对复查患者进行患肢体格检查。

1.3 观察指标

① 术前认知度与满意度: 调查表得分即患者及其家属的术前认知度与满意度，满分10分。0 分表示术前谈话后患者及家属对患者病情与手术情况完全不理解，对术前谈话效果非常不满意，术前谈话为无效沟通; 10 分表示术前谈话后患者及家属对患者病情与手术情况完全理解，对术前谈话效果非常满意，术前谈话非常成功。② 手术时间、术后出血量、术中透视次数。③ 手术前后影像学检查指标结果: 包括跟骨Bohler角、Gissane角。④ 末次随访时的美国足踝外科协会(AOFAS)踝-后足评分。

1.4 统计学分析

2 结 果

2.1 围术期相关指标比较

观察组的术前认知度与满意度高于对照组，手术时间短于对照组，术中透视次数少于对照组，术后出血量小于对照组，差异均有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 2组围术期指标比较

2.2 术后并发症比较

本研究中, 4例患者发生皮肤坏死(对照组3例，观察组1例)，均为局部皮缘坏死，予提前拆除、换药后愈合。对照组有2例患者出现切口感染, 1例为浅表组织感染，经严格消毒换药后愈合，另1例为深部感染(此患者为糖尿病患者)，给予控制血糖、患足清创及多次换药等处理后逐渐愈合。所有患者骨折于术后3个月左右愈合，无骨折延迟愈合或不愈合，无钢板及螺钉断裂情况发生。术后3个月随访时，观察组3足发生距下关节僵硬，对照组9足出现距下关节僵硬。2组术后并发症比较差异无统计学意义(P>0.05)。

2.3 影像学检查指标比较

术前, 2组患者Bohler 角、Gissane 角比较，差异无统计学意义(P>0.05); 术后, 2组Bohler角、Gissane角均大于术前，差异有统计学意义(P<0.05), 但2组间Bohler 角、Gissane 角比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 2组影像学检查指标比较 °

2.4 AOFAS踝-后足评分比较

末次随访时，对照组AOFAS踝-后足评分为(87.14±2.49)分，观察组为(86.20±2.50)分。2组AOFAS踝-后足评分比较，差异无统计学意义(P>0.05)。

3 讨 论

跟骨骨折通常由高能量损伤引起，其与周围组织解剖关系复杂，若治疗方式不当，常会引起皮瓣血运障碍[6-7]以及足跟部疼痛、内外翻畸形等[8-10], 导致患肢运动功能障碍，严重影响患者的生活质量。SandersⅡ、Ⅲ型跟骨骨折手术常采用单纯外侧“L”型切口[11-13], 可直视外侧骨折块和距下关节面，方便重建跟骨外侧壁、距下关节面及跟骰关节。但单纯外侧“L”型切口术式无法确保内侧壁以及伴载距突骨折的骨折块的直接复位，且外侧“L”型切口不能直接显露跟骨内侧壁和内侧关节面[14], 而内侧切口术式极易引起神经损伤及血管损伤。因此，跟骨骨折的手术治疗存在一定不确定性，治疗效果与患者具体骨折情况有关，医生需详细观察患者CT检查结果及X线片，为患者制订相应的手术方案[15]。本院以往随访结果显示, SandersⅡ、Ⅲ型跟骨骨折患者的预后常不尽如人意，这不仅与患者原始损伤严重相关，也与术者缺乏手术经验相关。高年资医师往往可根据其丰富的解剖学知识以及熟练的手术技巧，完美解决跟骨骨折手术中遇到的问题，而对于缺乏手术经验的低年资医师来说, SandersⅡ、Ⅲ型跟骨骨折手术则具有较高的难度。

3D打印技术具有数字化、可视化、精准化、个性化的特点，可帮助医生更好地评估患者骨折情况，在术前制订出更加完善的手术治疗方案[16-19]。本研究观察组采用3D打印技术辅助治疗，将CT原始影像数据经三维软件(Mimics)处理后建立3D打印实物模型，根据跟骨模型进行术前模拟手术，挑选合适的内固定物，进行术前谈话等，结果显示，观察组手术时间、术中出血量、术中透视次数均少于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。由此表明, 3D打印技术应用于SandersⅡ、Ⅲ型跟骨骨折的手术治疗中有较高的临床价值，能缩短手术时间，减少术中出血量、术中透视次数，提高患者的认知度及满意度。但3D打印技术也存在一些弊端: ① 3D打印技术重建的跟骨模型不能与实际骨折完全一致，术前模拟结果与术中所见仍有一定差距，仍需继续改善; ② 3D打印技术对操作人员专业性的要求较高，且会增加患者的治疗费用，阻碍了3D打印技术的普及应用[20-21]。

综上所述，采用3D打印技术辅助治疗Sanders Ⅱ、Ⅲ型跟骨骨折可取得良好疗效，能更好地评估患者骨折情况，在术前制订出更完善的手术治疗方案，减少术中出血量，缩短手术时间，提高患者及其家属的认知度与满意度。但本研究尚存在不足之处，如患者随访时间较短，且为回顾性研究，在纳入病例时可能存在数据偏倚等，有待开展前瞻性、多中心随机对照研究来进一步验证3D打印技术在SandersⅡ、Ⅲ型跟骨骨折中的应用价值。