3D打印技术辅助跗骨窦入路治疗跟骨关节内骨折的疗效分析*

黄国伟 沈杰 韦山 姜雪峰

（江阴市人民医院骨科，江苏江阴 214400）

跟骨周围有大量韧带肌腱组织包绕，解剖结构复杂，骨折后手术复位难度较高，相较于其他下肢骨折的临床疗效较差。近年来3D打印技术在骨科得到了广泛应用，使手术治疗更加个性化、精确化，对改善手术疗效有很大帮助[1,2]。Schepers 和Misselyn[3]认为3D打印技术能提高跟骨骨折术后的功能恢复，Yao等[4]认为个性化3D打印技术使螺钉置入更精确，并能提高跟骨骨折复位质量。目前，有关3D 打印技术在跟骨骨折微创手术中应用的文献不多。本研究探讨3D 打印技术辅助跗骨窦入路切开复位内固定术治疗跟骨关节内骨折的应用效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料

纳入标准：①Sanders 分型Ⅱ、Ⅲ型的闭合性跟骨骨折；②受伤至手术时间≤2 周的新鲜跟骨骨折；③采用跗骨窦入路切开复位内固定术；④术前及术后均有CT 影像资料；⑤随访时间至少12 个月。排除标准：①既往有跟骨骨折病史者；②双侧跟骨骨折患者；③术前局部软组织有明显损伤者；④同侧肢体合并其他骨折患者。

根据上述纳入与排除标准，回顾性分析2017年1月至2018 年12 月采用跗骨窦入路切开复位内固定术治疗32例跟骨关节内骨折患者的临床资料。其中未采用3D打印辅助技术的14例为非3D组，男13例，女1例，年龄22～66岁，平均（43.2±12.3）岁，左侧6例，右侧8 例；采用3D 打印辅助技术的18 例为3D 组，男16 例，女2 例，年龄27～62 岁，平均（45.9±9.7）岁，左侧7 例，右侧11 例。两组一般资料比较，差异均无统计学意义（P＞0.05，表1）。

本研究经医院伦理委员会批准通过，所有纳入患者均签署相关知情同意书。

1.2 术前准备

所有患者术前均拍摄侧位、轴位X 线片并进行CT 扫描。3D 组通过3D 打印获得同比例跟骨骨折模型及健侧跟骨镜像模型。观察模型上的骨折形态及骨折线走行，明确主要移位骨块、塌陷关节面的位置，确定手术复位计划。在镜像跟骨模型上确定合适的接骨板大小及放置位置，对接骨板进行预弯，确定主要固定螺钉方向及长度，制定个性化的术前计划。

1.3 手术方法

椎管内麻醉或全身麻醉后，患者取健侧卧位，双腿前后放置防止透视重叠，使用气囊止血带。于跟骨外侧做4～6 cm跗骨窦切口，切口位于外踝尖下1 cm向第4跖骨基底方向，切开皮肤后于腓骨肌腱走行前方分离至跟骨外侧壁并做骨膜下剥离，注意保护腓骨肌腱鞘。将腓骨长短肌肌腱向下牵开，显露距下关节。清理后辨认骨折线及各骨折块。按照复位计划，复位前内侧与内侧骨块间骨折线后行克氏针固定。保持患肢屈膝跖屈位，于跟骨结节横向打入克氏针，向后下方牵引同时用骨膜剥离器于载距突骨块下方向上推顶对抗牵引，复位跟骨结节与载距突骨块之间关系，自跟骨结节顺内侧壁打入克氏针临时固定。侧位及轴位透视下，与健侧镜像3D 打印模型对比，确定跟骨结节复位后再进行后外侧关节面骨块及前外侧骨块的复位，将膨出的外侧壁挤压复位。如需行跟骰关节骨折复位操作，将趾短伸肌向远侧剥离即可显露跟骰关节。临时固定后插入预弯好的微创万向锁定接骨板（I.T.S，奥地利），侧位透视下确定接骨板位置与术前计划相同，打入螺钉固定。螺钉角度、长度按照术前计划。非3D 组根据常规影像学资料行跗骨窦入路切开复位内固定治疗。所有手术均由同一名医师主刀完成。

表1 两组一般资料比较

1.4 术后处理

术后放置引流24 h，预防性使用抗生素24～48 h，术后第2日开始行下肢免负重功能锻炼，预防下肢深静脉血栓形成，术后复查跟骨CT 及跟骨侧位、轴位X线片，术后8 周开始部分负重功能锻炼，术后3 个月复查X线片示骨折愈合后可完全负重。

1.5 随访计划及疗效评价

术后1、3、6、12 个月以及之后每年进行随访，复查跟骨侧位、轴位X线片评估骨折愈合情况，记录相关并发症。跟骨CT 测量后关节面台阶大小，并于CT三维重建图像的跟骨侧位上测量跟骨Böhler 角。采用美国足踝外科协会（American Orthopaedic Foot and Ankle Society,AOFAS）踝-后足评分系统综合评估治疗效果，满分100 分，其中90～100 分为优，75～89 分为良，50～74分为可，50分以下为差。

1.6 统计学方法

采用SPSS 21.0软件进行统计学分析，计量资料以均数±标准差表示。两组患者年龄、手术时间、影像学测量数据、AOFAS评分等采用独立样本t检验，两组性别、侧别、Sanders分型等采用卡方检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

全部获得随访，随访时间为12～22 个月，平均（15.3±3.1）个月。所有患者均未发生切口并发症。两组的手术时间比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。两组术后Böhler角均较术前有明显改善，差异有统计学意义（P＜0.05）。术后Böhler 角与健侧Böhler 角差值非3D 组为-4.7°±7.5°，3D 组为-0.6°±3.3°，差异有统计学意义（P＜0.05）。术后关节面台阶非3D 组为（1.7±1.1）mm，3D 组为（0.8±0.7）mm，差异有统计学意义（P＜0.05）。末次随访时AOFAS 评分：非3D 组（87.1±6.4）分，3D 组（90.1±3.0）分，差异无统计学意义。其中非3D 组优7 例，良5 例，可2 例，优良率为85.7%；3D 组优11 例，良7 例，优良率为100%。详见表2，典型病例见图1。

3 讨论

跟骨关节内骨折移位的手术效果相对较差，且多累及壮体力人群，患者常无法重返伤前工作岗位[5,6]。经典的外侧L 型扩大入路手术的并发症主要包括切口坏死、感染等软组织并发症，发生率高达20%～37%[7]。跗骨窦入路的软组织并发症发生率低，有学者认为其复位效果及临床疗效等同[6,7]、甚至优于传统扩大外侧入路[10,11]，且不增加软组织并发症风险。近年来，跗骨窦入路手术很快被接受并成为国内外足踝会议的讨论热点。本研究中患者均未发生切口软组织并发症，与文献报道结果相近，但与病例纳入标准及病例数量较少有一定关系。

表2 两组手术相关指标的比较（）

表2 两组手术相关指标的比较（）

3.1 Böhler角与跟骨后关节面复位的关系

跟骨周围有大量韧带肌腱组织包绕，解剖结构复杂，虽然跗骨窦入路软组织并发症较少，但因为显露有限可能存在跟骨复位固定不足，易导致跟骨后关节面平整性欠佳以及Böhler 角丢失[12,13]，而后关节面的复位情况及Böhler 角的恢复都是影响预后的重要因素[14-16]。术后三维CT 重建中发现，Böhler 角及关节面恢复相对较差者均存在内侧壁复位欠佳。主要表现为跟骨结节骨块与载距突骨块仍有重叠移位，导致跟骨高度恢复不足，Böhler 角减小。复位不良的跟骨结节骨块会阻挡后外侧关节面骨块的复位，使后外侧关节面骨块前倾形成台阶。由于术中视野有限，并且距下关节无法内翻至充分显露整个关节面，虽然视野内的后关节面平整度好，但在后上方部分关节面可能逐渐出现明显台阶（图2）。因此，内侧壁的复位质量对Böhler角、跟骨高度及后关节面的恢复均有很大影响。此外，由于Böhler 角的个体差异，术中很难确定Böhler角的复位情况，特别是Sanders ⅡC型的舌型骨折，容易造成Böhler角复位不足或过度复位。3D 组术中以健侧镜像模型为参照，可较好地恢复Böhler 角。本研究中所有Böhler 角恢复的骨折，后关节面均解剖复位。

3.2 内侧壁的复位

内侧壁的复位不能在直视下进行，只能通过牵引、撬拨等方式结合透视进行。可通过剥离器插入初级骨折线内松解内侧壁交锁[17]，Schanz 针撬拨牵引跟骨结节复位，也可采用椎板撑开器[5]或牵引器[18]撑开，但容易造成较大的骨缺损及内侧神经血管的损伤，且需通过透视反复调整。本研究中通过屈膝跖屈位放松跟腱，跟骨结节横行牵引针向后下方牵引并纠正内翻，关键的一步是要同时在载距突骨块下方用剥离器向上推顶对抗牵引。剥离器不需要插入骨折端内侧，避免了内侧神经血管束损伤的可能，并且不需要很大力量牵引即可松解内侧交锁。如单独行跟骨结节牵引或采用跟距之间的撑开器牵引，会同时牵开距下关节甚至踝关节而减弱了对内侧壁的复位作用。Burdeaux[19]外侧采用8 cm 横行切口进行复位，如发现内侧壁骨块复位不满意，则采用内踝与跟腱中间5 cm 垂直切口完成跟骨结节与载距突骨块间的复位。王志杰等[20]采用内踝下方1 cm 处的4 cm横行切口，于神经血管束前方显露内侧骨折线复位，联合外侧L型切口进行固定，获得满意复位固定。内侧入路似乎是内侧壁解剖复位的唯一办法，但目前并无标准化的手术入路，文献报道较少，不能避免神经血管损伤的风险。

图1 患者，男，42岁，右侧跟骨骨折（Sanders Ⅲ型），行3D打印技术辅助跗骨窦入路切开复位内固定术

图2 患者，男，43岁，左侧Sanders Ⅱ型跟骨骨折，术后CT重建（A）与健侧镜像（B）对照内侧壁复位不足，后关节面后内侧出现逐渐增大的台阶

3.3 关注跟骨底面骨块的移位

图3 患者，男，47岁，左侧Sanders Ⅲ型跟骨骨折，术后CT重建跟骨下面观显示跟骨底面的骨块嵌入跟骨内外侧壁之间，跟骨宽度未能恢复

后外侧关节面骨块复位完成后，可能出现跟骨前突及外侧壁处膨隆较明显，并且通过手法无法完全恢复外侧皮质平整性，需通过螺钉加压、捶打甚至螺栓[10]加压恢复宽度。观察术前、术后三维模型发现，部分跟骨骨折除了后关节面骨块会塌陷入跟骨体内，跟骨底面的骨块也会陷入跟骨体内（图3）。术中通常不会特意去注意跟骨底面，但该骨块会阻挡外侧壁及前外侧骨块复位，使跟骨宽度难以恢复，甚至可能阻挡跟骨结节骨块的复位，从而影响跟骨整体的复位。因此，除常规的6 部分骨块外，还应注意跟骨底面的骨块的复位。

3.4 跟骨万向锁定接骨板特点

本研究采用微创万向锁定接骨板，外形小巧，不需要对跟骨外侧壁进行大面积剥离即可置入，同时满足跟骨骨折三点固定的要求。采用挤压嵌入式锁定结构，不需要使用锁定套筒，操作简便，节省手术时间。锁定螺钉可在15°范围内任意方向置入，方便固定内侧载距突骨块，避免螺钉进入内侧骨折线，形成多角度锁定结构，固定牢靠。接骨板表面具有Dotize Ⅱ型阳极氧化涂层，可降低感染率，避免冷焊接效应，便于取出。本研究中所有取出的内固定未发现螺钉滑丝现象。

本研究尚存不足，如样本量不大，各分型骨折病例数较少，随访时间较短，这些因素会对结果产生一定影响。需要进一步积累病例并随访，明确远期疗效。

综上，采用3D打印技术辅助跗骨窦入路切开复位内固定术治疗跟骨关节内骨折，通过术前充分评估，提高了跗骨窦入路微创手术的精准性，临床疗效更佳。