TomoFix 3D打印导板在胫骨高位截骨术中的应用方法

柳剑，李兵，王兴山，黄野

(1.北京积水潭医院矫形骨科，北京 100035；2.北京航空总医院骨科，北京 100012)

近年来发展的开放楔形胫骨高位截骨术(open wedge high tibial osteotomy，OWHTO)被证明是治疗骨关节炎的有效手段，特别适合于相对年轻活跃的伴有胫骨内翻的前内侧骨关节炎患者[1-3]。OWHTO经过胫骨近端内侧完成手术，与闭合截骨比较具有较大优势。OWHTO不用剥离肌肉，不用截断腓骨，避免了腓骨截骨相关的并发症，血管神经损伤、骨筋膜室综合征发生率低。开放截骨术可以更精确地调整下肢力线，分散下肢应力，使膝关节内侧间室得到充分减压的同时，也不过度增加外侧间室的压力。术者可取得位置良好的目标力线，可以使得胫骨高位截骨术获得良好的长期生存率[4-5]。

但是，OWHTO也需要一定的学习曲线，术中需要确定截骨的多个数据参数，比如：截骨的入点、合页位置的选择、截骨线的深度、截骨线的方向、撑开的距离等。精确控制好上述参数才能真正达到精确的力线调整，并进行坚强有效的内固定。TomoFix 3D打印导板应用于胫骨高位截骨术，力图使得截骨术更加的准确，易于操作，减少并发症，从而使得OWHTO得到更好的应用，造福患者。本文将详细介绍应用TomoFix 3D打印导板实施胫骨高位截骨术的手术技术步骤。

1 术前影像准备

(1)拍摄患者髋关节、膝关节和踝关节的CT。在同一体位下，可以分段扫描髋关节和踝关节，以便找到股骨头中心和踝关节中心。膝关节部分应包括：完整的股骨髁、髌骨以及关节线下15 cm范围内的胫骨近端，层厚不超过1.5 mm。(2)膝关节处于旋转中立位的负重双下肢全长X线片；(3)负重位的膝关节正侧位X线片；(4)以上数据以未压缩的DICOM数据格式提交。

2 TomoFix 3D打印导板制作

(1)医生根据患者病变的特点，确定患者所需目标力线的位置。(2)根据CT扫描的数据进行3D模型重建，就可以制作导板。导板分为两个部分，第一部分是截骨模块，该模块可以稳定的贴合在患者胫骨近端的特定部位，该模块带有胫骨双平面截骨导向槽，并标注了截骨的深度和钢板的B孔位置。第二部分是力线矫正填充模块，该模块根据需要撑开的角度和距离制作，术中只要将该模块置入撑开的截骨间隙，就达到了目标力线(见图1)。(3)同时医生还会得到1份术前计划报告，其中包括了术中操作的各项参数以及钢板固定的螺钉长度，手术医生只要按照报告提供的参数，包含钢板类型、术前术后角度、矫正的角度、撑开距离、截骨深度、固定螺钉长度等信息进行操作就可以顺利完成截骨和固定(见图2)。

图1 TomoFix 3D打印截骨模块和力线矫正填充模块示意图

图2 术前计划报告

3D打印导板能够顺利应用的关键是要把导板准确地放置到预设位置上，这样才能按照导板设计参数正确截骨。为此北京积水潭医院的黄野主任通过尸体解剖研究，发现半膜肌肌腱止点的远端边缘有一处恒定的骨性突起，位于胫骨后内侧，接近胫骨内侧嵴，这一骨性突起被命名为“H”点(见图3)。3D打印导板就以“H”点作为固定的解剖标志。术中将导板贴服于胫骨后内侧，并向近端按压在“H”点上，就确定了截骨导板的位置。

图3 三维图像上的“H”点 图4 术中显露“H”点并标记

3 手术步骤

(1)麻醉和体位。麻醉成功后取仰卧位，确保手术侧髋膝踝关节可以顺利进行C型臂透视。铺巾时尽量暴露出患侧髂前上棘，可以不上止血带或在手术台上应用无菌止血带，便于术中判断力线。

(2)切口与显露。取胫骨近端内侧直切口，切口位于胫骨后缘，比常规的OWHTO切口要偏后，便于显露后方结构，有利于放置导板。切口近端起于“H”点近端，切口远端要超越鹅足水平，长度6～7 cm。切开皮下脂肪，显露鹅足以及内侧副韧带浅层。距离鹅足止点上缘5 mm处，切断鹅足肌腱的上半部分或完全切断鹅足，显露覆盖于鹅足深面的内侧副韧带浅层。用骨膜剥离器自内侧副韧带浅层的前缘插入韧带深面，沿骨面将内侧副韧带(medial collateral ligament，MCL)远端止点推开。在尽量远的地方横断MCL，提起MCL的断端，向近端剥离，显露胫骨后内侧缘骨面直至“H”点(见图4)。沿胫骨后缘，贴着骨面向外侧逐步分离，沿胫骨后方皮质插入尖撬，直至外侧的腓骨头尖端，使得Hohmann拉钩置于胫骨后侧皮质与腘肌之间，起到保护后方血管神经束的作用。如果应用AO公司提供的专用透光拉钩保护器将起到更好的保护作用，可以替换Hohmann拉钩，将其插入Hohmann拉钩所在间隙，以备后续截骨使用。

(3)3D打印导板放置与固定。将后方透光拉钩取出，将3D打印导板后方插入胫骨内后缘，向后旋转插入使得整个导板贴服于胫骨后内侧骨面(见图5)。然后将导板向近端挤压，使得P2按压点与“H”点重合，按压P1按压点，使得导板与骨面完全贴服(见图6)。注意：此时导板远端要与骨面完全贴合，中间没有鹅足等软组织阻挡(见图7)；从导板近端的窗口处，检查与骨面的贴合情况，确保此处紧密贴合(见图8)；“B”孔导针部位悬空，不要贴紧骨面。按压住导板，顺着前方导针孔，打入1枚固定针。C型臂透视后与术前设计图比对，确认导板位置(见图9)。如果此时C型臂透视比对正确，打入第2枚固定针及B孔固定针，再次应用C型臂透视。确认导板固定位置与预设位置一致(见图10～11)。

图5 导板旋入并勾住胫骨后方 图6 P2按压点与H点重合，再按住P1按压点

图7 术中检查导板远端要与骨面贴服 图8 导板近端观察窗可见导板与骨面贴服

图9 C型臂示导针位置得当 图10 C型臂示第2枚导针和B孔固定钉位置良好

(4)截骨。将2枚固定针铰短，保留截骨导板外约1 cm，B孔导针保留稍长约8 cm。将透光拉钩再次放入胫骨后方，保护血管神经束。顺着3D打印导板，先将上斜截骨线截透(不需前方软组织显露)，主截骨线按照术前设计的截骨深度(距离导板的距离)进行截骨。确保后方皮质截骨到位，取下3D打印导板。此时，上斜截骨线和主截骨线的交叉部分需要用骨刀手工截断，用骨刀在主截骨线由前向后敲击确认深度，敲击的深度为术前设计的距离骨面深度。敲击至胫骨最后方时可再次C型臂透视，确认合页保留的宽度与计划一致，骨刀尖端距离外侧皮质约1 cm，保留合页宽度合适(见图12)。

图11 术前设计报告中的导针位置 图12 术中C型臂示骨刀截骨深度合适

(5)调整力线。应用叠层骨刀常规撑开截骨线，在撑开的截骨间隙前方放入撑开钳。确认后方韧带软组织无限制条索。贴着骨面由内后方放入3D打印撑开垫块：手持垫块的手柄，平面朝向胫骨前方，沿截骨开口处插入直到外侧限位挡块接触到骨面(如有间隙，可以轻轻敲击手柄)。用手触摸按压填充块的后侧，直至后侧限位挡块接触到骨面，使填充块轮廓与骨面相匹配(见图13～14)。此时骨面撑开的距离就是术前计划的位置，理论上应该达到了目标力线。取出撑开钳，可以用力线杆进行C型臂透视确认，并与术前设计的位置相比较(见图15～16)。

图13 术中图片示填充块与骨表面贴合匹配 图14 模拟图示填充块与骨面贴合，撑开距离与术前设计一致

图15 术中C型臂示力线通过膝关节中心偏外侧 图16 术前设计拟定的力线位置

(6)钢板内固定。在进行钢板内固定之前进行软组织修复，尽量将鹅足缝合回止点，将MCL的断端和周围软组织进行缝合。置入TomoFix钢板，将B孔钢板套入之前打入的B孔克氏针，将锁定套筒及克氏针套筒套入克氏针并锁定在B孔，钢板自然放置在3D打印撑开垫块前缘，确定钢板的上下、前后位置(见图17)。根据术前设计按顺序依次打入A孔、C孔以及B孔螺钉，然后打入1孔拉力钉。此时可以再次检查一下力线，无误后打入远端2、3、4孔螺钉，打入D孔锁定钉前拆除1孔拉力钉，取出撑开垫块，最后再打入D孔和1孔锁定钉。需要提醒的是，由于1孔拉力钉的作用是使得钢板变形从而更加靠近骨面，因此1孔锁定钉的长度需要在术中进行测量后决定，术前的计算是不准确的。其他螺钉的长度术前设计都很准确，可以直接按设计长度打入，最后可以应用C型臂透视钢板正侧位进行最终螺钉长度的确认。

图17 B孔固定钉以及撑开模块决定的钢板位置模拟图

综上所述，应用3D打印导板进行胫骨高位截骨术具有较多优势，可以使得手术更加简便，截骨和调整力线更加精确，减少术中C型臂透视的次数[6]。应用好TomoFix 3D打印导板也要建立固定的手术流程和操作规范，按照操作流程进行操作，将大大降低手术风险，使手术医生迅速度过学习曲线。