3D 打印导向技术在下胫腓联合损伤治疗中的应用

张懿 孙赞 王志强

下胫腓联合损伤是临床上常见疾病,主要是由于外旋扭转力直接作用于踝关节时引起的腓骨远端发生后移或外旋,导致下胫腓韧带所受力增肌,引起其断裂；而下胫骨后韧带则能够保持完整,且能与腓骨、胫骨等远端连接。但是,当外力过大时,将会引起胫腓骨韧带断裂,造成下胫腓骨分离［1］。螺钉固定技术是下胫腓联合损伤常用治疗方法,虽然能改善症状,但是患者治疗时螺钉置入位置、深度缺乏统一标准。螺钉固定技术的效果与手术操作者个人经验有关,经验性操作往往会导致操作耗时耗力、透视多、术后CT 不良率高,并发症多。随着3D 打印技术的发展,该项技术越来越多应用于医学领域。本研究以下胫腓联合损伤患者作为研究对象,探讨3D 打印导向技术在下胫腓联合损伤治疗中的应用效果,报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2018 年5 月～2019 年9 月本院收治的下胫腓联合损伤患者40 例作为对象,根据随机数字表法分为对照组(22 例)和观察组(18 例)。对照组中,男12 例,女10 例；年龄21～66 岁,平均年龄(31.24±11.59)岁。观察组中,男11 例,女7 例；年龄22～68 岁,平均年龄(33.44±11.52)岁。两组患者的一般资料比较,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 纳入标准：①均经数字X 线摄影(DR)、CT 等其他影像学诊断为下胫腓联合损伤；②无其他严重脏器损伤及其他并发症。排除标准：①陈旧性下胫腓联合韧带损伤伴或不伴陈旧骨折患者；②合并严重骨质疏松、踝关节其他主要韧带损伤患者。

1.3 方法 对照组采用传统手术方式治疗。常规入路手术,踝部骨折、腓骨骨折、下胫腓联合脱位复位满意后克氏针、钢丝临时固定。根据医生的临床经验从踝关节背伸 5°踝关节水平面上方 2～3 cm 部位向前倾斜 25～30°,钻出骨道。理想骨道位置基于：踝关节水平面上方 2～3 cm 处或腓骨尖上 4.5～6.0 cm,腓骨前后径中点的交点为腓骨入点。骨道垂直通过胫腓联合胫骨外侧前后脊梁连线。钻骨道后术中透视证实骨道满意后进行固定［2］。

观察组采用3D 打印向导技术引导手术治疗。①患者入院后完善各项检查,且均进行美国生产的飞利浦64 排CT(brilliance CT 64 slice)扫描。根据患者DR 初步判断术中使用外踝钢板或腓骨板。平时提前将本科常用的外踝钢板及腓骨钢板进行扫描,并收集好数据保存。②根据CT 判断选用何种钢板。术前到放射科收集患者踝骨CT 扫描资料并将患者骨折CT 及所需钢板CT 扫描数据交给3D 打印公司处理。电脑软件模拟骨折及脱位解剖复位,钢板最佳放置位置并标记,模拟钢板放置及固定下胫腓联合骨道的建立。理想骨道位置基于：踝关节水平面上方 2～3 cm 处或腓骨尖上4.5～6.0 cm,腓骨前后径中点的交点为腓骨入点。骨道垂直通过胫腓联合胫骨外侧前后脊梁连线。基于复位好的踝部骨折、下胫腓联合脱位建立骨道,电脑设计根据手术是否经过钢板螺钉孔的导向器,使导向器瞄准通道能插入2.0 克氏针,并且导瞄准通道的位置及方向与理想下胫腓联合固定骨道方向吻合。有经济条件患者3D 打印出患侧踝关节骨性结构及瞄准用的导向器,经济条件不允许只打印导向器即可。术前模拟操作对于下胫腓联合分离的固定骨道的建立要在3D 打印导向器引导下,直接用骨钻经导向器钻骨道。③患者手术前将术中用钢板等器械及3D 打印的瞄准器灭菌消毒,术中备用。④手术操作：常规入路手术,踝部骨折、腓骨骨折、下胫腓联合脱位复位满意后克氏针、钢丝临时固定。结合术前3D 模型选出的钢板,将钢板放置在腓骨外侧,根据骨折类型术中会出现通过钢板孔或不经过钢板固定下胫腓联合。根据是否需要钢板固定选择放置3D 打印导向器的位置,并进行调整,随后通过导向器的通道放入2.0克氏针,透视见脱位纠正,骨道位置好,直接在导向器下引导钻下胫腓联合骨道后安装钢板及固定下胫腓的材料。

1.4 观察指标及判定标准 比较两组术后1 个月相关指标、术后4 个月AOFAS 评分及术后6 个月并发症发生情况。①术后1 个月相关指标包括疼痛评分、出血量、透视次数、感染率、踝关节活动度以及满意度评分；②采用AOFAS 对术后4 个月的踝足部功能进行评定,总分60 分,包括疼痛40 分、功能10 分、对线10 分；③记录两组术后后6 个月的并发症发生情况,包括创伤性关节炎、内固定松动断裂、下胫腓再分离。

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

2 结果

2.1 两组术后1 个月相关指标比较 术后1 个月,两组感染率比较差异无统计学意义(P>0.05)；观察组疼痛评分低于对照组,透视次数、出血量均少于对照组,踝关节活动度、满意度评分均高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。见表1。

2.2 两组术后4 个月AOFAS 评分比较 术后4 个月,观察组的AOFAS 疼痛、功能、对线评分及总分均高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。见表2。

2.3 两组术后6 个月并发症发生情况比较 观察组术后6 个月的并发症发生率为6.67%,低于对照组的35.00%,差异具有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表1 两组术后1 个月相关指标比较()

表1 两组术后1 个月相关指标比较()

注：与对照组比较,aP<0.05

表2 两组AOFAS 评分比较(,分)

表2 两组AOFAS 评分比较(,分)

注：与对照组比较,aP<0.05

表3 两组术后6 个月并发症发生情况比较［n(%)］

3 讨论

下胫腓联合是稳定踝关节的重要结构,其损伤常合并踝关节和腓骨高位骨折,少数情况可单独发生。非稳定性损伤见于非单纯性及部分单纯性下胫腓联合损伤,需早期手术治疗［3］。稳定性损伤见于部分单纯性下胫腓联合损伤,可选择保守治疗。早期治疗和稳定下胫腓联合损伤比不治疗或延迟治疗能取得更好的临床疗效。手术治疗,目前基本是凭手术医生个人的手术经验徒手钻骨道固定。这样的手术方式会出现手术当中为建立骨道反复透视,手术时间长、术后CT 等放射学检查结果不佳的情况。这是因为徒手建立的骨道与理想骨道差异大有关。目前3D 技术广泛应用于临床骨科手术,对提高手术治疗、减少手术时间及并发症有非常重要的促进作用［4］。近年来,3D 打印导向技术在下胫腓联合损伤治疗中得到应用,效果理想。3D 打印导向技术能对效减少术中透视,提高建立骨道质量使其接近理想骨道有很大帮助［5］。本研究中,术后1个月,两组感染率比较差异无统计学意义(P>0.05)；观察组疼痛评分低于对照组,透视次数、出血量均少于对照组,踝关节活动度、满意度评分均高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。术后4 个月,观察组的AOFAS 疼痛、功能、对线评分及总分均高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。观察组术后6 个月的并发症发生率为6.67%,低于对照组的35.00%,差异具有统计学意义(P<0.05)。这是因为传统手术方式凭医生个人打骨道,只是凭手感及目测参照术中骨性标志打骨道,往往需多次反复钻骨道、反复透视,凭医生个人经验,参考术中透视情况判断建立的骨道尽可能接近理想骨道,后再安装固定材料固定下胫腓联合。往往这样徒手建立的骨道和理想骨道相差较远。所以术后复查CT 结果满意率低,经常会出现那怕之前已经复位满意的下胫联合,经不良的骨道固定,会导致下胫腓联合再次分离,出现腓骨旋转引起相关不良后果,从而使创伤性关节炎发生率增高。可见凭医生个人经验手感建立骨道准确性不高。3D 打印导向技术能够有效解决以上骨道准确性不高的难题。通过术前的3D 软件将骨折模拟复位、模拟导向骨道下打印出了的导向器。术中只需将骨折复位优良,3D 导向器就很轻松、快速钻出优良骨道,术中从钻骨道到下胫腓联合固定往往只需2 次透视。本研究中,术后1 个月,两组感染率比较差异无统计学意义(P>0.05)；观察组疼痛评分低于对照组,透视次数、出血量均少于对照组,踝关节活动度、满意度评分均高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。观察组术后6 个月的并发症发生率为6.67%,低于对照组的35.00%,差异具有统计学意义(P<0.05)。说明3D 导向器引导技术用于下胫腓联合损伤治疗中安全性较高,能降低术后并发症发生率,能有效提高骨道建立的优良率。术后4 个月,观察组的AOFAS 疼痛、功能、对线评分及总分均高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。可见3D 打印导向器引导下建立的骨道能使到手术时间短、减少出血、减少术中透视、提高术后CT 影像优良率、减少并发症特别减少创伤关节炎有重要意义。本文观察组委托相关公司进行3D打印瞄准器,费用约800～1200 元/人。3D 打印产生的费用性价比高。这笔费对提高手术优良率,加快患者康复、缩短住院时间,减少术后并发症有积极意义。除非经济能力很差病,一般患者能接受。

综上所述,3D 打印导向技术在下胫腓联合损伤治疗中的应用效果良好,明显改善踝关节的功能,减少医患X线辐射,减少并发症的发生,获得良好的治疗预后,值得推广应用。