数字化Buttress钢板固定术治疗胫骨平台后柱骨折的效果分析

赵 宁，范晓敏，陈 劲，梁 波，郑 荣，阮国强，张华明

（湛江中心人民医院骨外三科，广东 湛江 524000）

数字化定制钢板（DCSP）手术是指根据不同的骨折类型采用3D 打印技术制作出个体化的钢板，并通过精准的手术方案完成骨折内固定的一种手术方式[1]。精准医疗是一种对疾病进行预防和治疗的新方法，是通过分析不同个体的生活环境、生活方式及先天遗传等因素来精确诊断、治疗不同人群特定疾病的策略[2-3]。近年来，3D 打印技术在精准医疗领域（包括矫形外科、组织器官再生、药物研发、骨组织工程、临床教学等医疗领域）得到快速发展。将3D 打印技术应用于临床骨科，可通过数字化手段完成术前规划、植入物设计、生产等操作，是一种具有革新性影响力的技术[4]。胫骨平台骨折多由高能量损伤所致。据统计，胫骨平台骨折患者约占骨折患者总数的1.3%[5]。胫骨平台后柱骨折为关节内骨折，多需要进行手术治疗[6]。胫骨后方软组织覆盖多且有血管神经阻挡，暴露骨折端较为困难，因此对胫骨平台后柱骨折患者进行手术治疗较为棘手。术中骨折端复位不良、出血量大、软组织损伤严重、术后关节面塌陷、胫骨平台高度丢失等因素都会对胫骨平台后柱骨折患者膝关节功能的恢复产生影响[7]。本研究回顾性分析2019 年6 月至2020年6 月期间在我院进行手术治疗的36 例新鲜闭合性胫骨平台后柱骨折患者的病历资料，探讨用切开复位数字化Buttress 钢板固定术治疗此病的效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2019 年6 月至2020 年6 月期间我院收治的36 例新鲜闭合性胫骨平台后柱骨折患者作为研究对象。其纳入标准是：病情符合闭合性胫骨平台后柱骨折的诊断标准，且经影像学检查得到确诊；膝关节不稳定；具有进行手术治疗的指征；受伤至入院的时间≤2 周；术后随访的时间＞10个月；临床资料完整；知晓本研究内容并签署了知情同意书。其排除标准是：合并有严重的骨质疏松症或膝关节慢性病变合并膝关节功能障碍；存在半月板撕裂、交叉韧带断裂、腘血管损伤或神经损伤；骨折类型为开放性骨折；合并有严重的基础疾病或精神疾病；对手术及麻醉不耐受。在这些患者中，有男性24 例，女性12 例；其年龄为19 ～65 岁；其中，左下肢骨折的患者有15例，右下肢骨折的患者有21 例。随机将其分为对照组（n=18）和试验组（n=18）。两组患者的年龄、性别等一般资料相比，差异无统计学意义（P＞0.05）。详见表1。本研究已获得我院医学伦理委员会的批准，并严格遵守医学伦理学相关要求开展本研究。

1.2 方法

对试验组患者进行切开复位数字化Buttress钢板固定术，方法是：术前将胫骨平台骨折的CT断层扫描数据以DICOM 格式导入Mimics 软件（由比利时Materialise 公司开发），在计算机中建模，获得胫骨近端骨折的三维图像，观察胫骨平台压缩的程度，评估骨缺损量。通过区域增长、阈值分割功能分离骨折块并对其进行旋转、位移、模拟复位处理（见图1）。进行术前评估时若显示胫骨平台压缩的程度较轻，则术中不切开关节囊；若显示胫骨平台压缩的程度较重，则以关节面的平整度为参考决定是否切开关节囊。术前30 min为患者使用抗生素，以防其术中发生感染。对患者进行全身麻醉或硬膜外麻醉，麻醉成功后使其保持俯卧位。在患肢近端绑扎气压止血带，气压止血带的压力为50 kpa，绑扎的时间为90 min。胫骨平台后外侧柱骨折患者的手术入路方式为后外侧腓骨头截骨入路，切口起自腓骨头上方3 cm，经腓骨头后向前下方延伸。探查并游离、松解腓总神经，避免对腓总神经造成过度牵拉。于腓骨颈位置进行横向截骨，将腓骨头连同外侧副韧带向近端翻转，显露塌陷胫骨平台后外侧的骨块。胫骨平台后内侧柱骨折患者的手术入路方式为后方倒“L”入路，切口起自腘窝中部，走行于Langer's线上侧和内侧至腘窝内侧边缘时转向远端并适当延长。在切开皮下组织时注意保护膝关节后方的小隐静脉、腘动脉、腘静脉、胫神经、腓肠内侧皮神经等。清理膝关节腔内的血肿和游离的碎骨块，植入与碎骨块等量的同种异体骨，恢复胫骨平台的高度及关节面的平整度。采用定制的数字化Buttress 钢板对骨折端进行加压固定（见图2），按照术前设计的方向、数量、长度等用螺钉对钢板进行固定。最后留置引流管，冲洗并缝合手术切口。对对照组患者进行常规的切开复位钢板固定术，方法是：术前处理方法、麻醉方法、患者体位的选择及手术入路方式与试验组患者相同。充分暴露骨折端后，在直视下清理膝关节腔内的血肿和游离的碎骨块，植入与碎骨块等量的同种异体骨，恢复胫骨平台的高度及关节面的平整度。用克氏针对骨折块进行临时固定，根据胫骨近端后方骨块的形状对钢板进行塑形，将钢板调整至最佳位置后用螺钉将其固定。留置引流管，冲洗并缝合手术切口。术后用弹力绷带对两组患者的手术切口进行加压包扎，将患肢垫高，并对患处进行冷敷，以减轻其下肢软组织肿胀的程度，减少关节腔内的积血。用抗生素对患者进行预防性抗感染治疗，共用药24 h。术后48 h 拔除负压引流管。从术后72 h 开始指导患者进行患肢股四头肌的伸缩锻炼，从术后第7 天开始指导其进行患侧膝关节的伸屈锻炼，从术后第6 周开始指导患者进行患肢的部分负重锻炼。术后定期对患者进行X 线复查，根据其骨折端愈合的情况指导其逐步进行患肢完全负重锻炼。术后3 d 及术后10 个月对试验组患者进行X 线复查的结果见图3、图4。

图1 术前对试验组患者进行CT 扫描及手术规划的情况

图2 术中采用数字化Buttress 钢板对试验组患者的骨折端进行加压固定

图3 术后3 d 对试验组患者进行X 线复查的结果

图4 术后10 个月对试验组患者进行X 线复查的结果

1.3 观察指标

比较两组患者手术的时间、术中的出血量、术后发生并发症的情况及术后10 个月美国纽约特种外科医院（HSS）膝关节评分及36 项健康状况调查问卷（SF-36）的评分。HSS 膝关节评分包括膝关节的肌力、功能、稳定性、活动度、屈曲畸形、疼痛等指标，总分为100 分，患者的评分越高表示其患膝的功能越好。SF-36 包括心理功能、躯体功能、总体健康状况、社会功能等指标，总分为100 分，患者的评分越高表示其生活质量越好。

1.4 统计学方法

用SPSS 20.0 软件处理本研究中的数据，患者手术的时间、术中的出血量、HSS 膝关节评分及SF-36 评分等计量资料经Shapiro-Wilk 检验符合正态分布，用±s表示，两组间比较用t检验；计数资料用% 表示，采用Fisher 确切概率法检验，P＜0.05 表示差异有统计学意义。

2 结果

两组患者均手术成功，其术后均未出现切口感染、皮肤坏死、内固定物断裂、松动、胫骨平台塌陷、移位等并发症。试验组患者手术的平均时间为（57.4±11.1）min，对照组患者手术的平均时间为（106.5±15.4）min，二者相比差异有统计学意义（P＜0.05）。试验组患者术中的平均出血量为（37.4±12.3）mL，对照组患者术中的平均出血量为（130.5±18.7）mL，二者相比差异有统计学意义（P＜0.05）。术后10 个月，试验组患者平均的HSS 膝关节评分为（93.9±3.4）分，对照组患者平均的HSS 膝关节评分为（92.8±3.3）分，二者相比差异无统计学意义（P＞0.05）。术后10 个月，试验组患者平均的SF-36 评分为（95.3±3.0）分，对照组患者平均的SF-36 评分为（94.1±3.8）分，二者相比差异无统计学意义（P＞0.05）。详见表2。

表2 两组患者各项临床指标的比较（± s ）

表2 两组患者各项临床指标的比较（± s ）

术后10 个月的SF-36 评分（分）试验组（n=18）57.4±11.137.4±12.393.9±3.495.3±3.0对照组（n=18）106.5±15.4130.5±18.792.8±3.394.1±3.8 t 值10.90312.3441.0441.133 P 值＜0.001＜0.0010.3040.265组别手术的时间（min）术中的出血量（mL）术后10 个月的HSS 膝关节评分（分）

3 讨论

胫骨平台骨折在创伤骨科较为常见[8]。此病患者存在胫骨平台塌陷、膝关节不稳等表现。目前临床上多主张对胫骨平台骨折患者进行切开复位固定术，以稳定骨折端，最大程度地恢复关节面的平整、下肢力线及膝关节的稳定性[9-12]。此病患者若治疗不当，可出现下肢力线畸形、膝关节不稳、创伤性关节炎等并发症，导致其膝关节的部分活动度永久丢失[13]。胫骨平台后柱骨折（包括胫骨平台后内侧柱骨折和后外侧柱骨折）患者的骨折端位置较深，解剖结构较为复杂，术野暴露困难，对骨折端进行复位及固定比较棘手。对胫骨平台后柱骨折患者的膝关节进行CT 平扫三维骨重建虽然可清楚了解骨折端在不同断层的移位情况及立体结构，但仍不能准确分辨干骺端内部压缩的情况。随着现代生物力学的发展，传统内固定物在治疗骨折时的不足之处逐渐显现，包括：现行钢板的形状及螺钉孔的位置设计统一，很难实现与骨折端的贴服，难以最大限度地发挥其强度及韧性；髓内钉的稳定性不够，抗旋转能力差。近年来随着计算机技术在医学领域的发展，数字医学的优势逐渐显现，实现了从虚拟模式向现实模式的迈进。2011 年有学者利用计算机软件辅助设计股骨远端个性化解剖型接骨板（具有特殊的螺孔设计和精确的贴服性），用来治疗复杂股骨远端骨折，取得了良好的效果[14]。此外，用数字化接骨板治疗四肢复杂骨折及儿童股骨骨折的疗效也较好[15-16]。采用传统的切开复位固定术治疗胫骨平台后柱骨折时，需要根据术前对患者进行X线检查、CT 检查的结果并结合术者的临床经验完成骨折分型，确定手术入路方式，准备一整套手术器械备用，且术中需反复、多次进行透视，调整钢板的位置和螺钉的方向，这不仅浪费医疗资源，还会增加患者医源性创伤的发生风险，且手术的时间较长，患者术中的出血量较多。研究发现，术中根据患者骨折的情况折曲钢板、重新塑形，会降低钢板局部的硬度，还易破坏钢板的锁定螺孔，导致螺钉无法锁入或改变螺钉的方向，增加钢板断裂、螺钉松动、螺钉进入关节内的风险[17-18]。本研究中对试验组患者进行切开复位数字化Buttress钢板固定术时，术前对其骨折部位进行CT 断层扫描，获得相应的数据，并将数据导入计算机中，通过建模获得胫骨近端骨折的三维图像，这样处理后能清晰观察胫骨平台压缩的程度，有利于评估骨缺损量，之后再通过区域增长、阈值分割功能分离骨折块并对其进行旋转、位移及模拟复位处理，能有效完成手术规划设计。本研究中使用的数字化Buttress 钢板具有良好的生物力学稳定性和生物兼容性，与骨质的贴服度高，术中无需塑形，能保持钢板的力学硬度，提高了螺钉置入的安全性和内固定的稳定性[19]。另外，术中无需反复调整钢板的位置及反复进行透视，能显著缩短手术的时间。

本研究的结果显示，两组患者均手术成功，其术后均未出现切口感染、皮肤坏死、内固定物断裂、松动、胫骨平台塌陷、移位等并发症。试验组患者手术的时间短于对照组患者，其术中的出血量少于对照组患者，差异有统计学意义（P＜0.05）。两组患者术后10 个月的HSS 膝关节评分及SF-36 评分相比，差异无统计学意义（P＞0.05）。可见，用切开复位数字化Buttress钢板固定术治疗胫骨平台后柱骨折的效果显著，能缩短患者手术的时间，减少其术中的出血量，且其术后的并发症较少，手术的安全性较高。