三维打印在复杂胫骨平台骨折术前规划中的临床

膝胫骨平台骨折是一种常见的膝关节内骨折，其占所有全身骨折的比例为1.3%[1].其中SchatzkerⅤ-Ⅵ型胫骨平台骨折是国际上公认的复杂膝关节内骨折，其骨折移位复杂多变，临床治疗困难度大。目前骨折复位内固定是公认的复杂胫骨平台骨折治疗选择，其作为关节内骨折需解剖复位固定，故其治疗效果受骨折分型、骨折移位情况、接骨板匹配程度等因素影响[2，3]。因此，详细、准确的术前规划在治疗复杂胫骨平台骨折就显得尤为重要。 三维打印技术可将复杂胫骨平台骨折三维模型按1：1比例打印出来，术前可在打印模型上设计手术方案，可对实际手术操作提供指导[4]。为进一步论证三维打印术前规划在治疗复杂胫骨平台骨折(SchatzkerⅤ～Ⅵ型)中的临床疗效，回顾性分析2016年1月至2018年4月收治的13例三维打印术前规划治疗复杂胫骨平台骨折患者中短期随访的临床疗效，现报告如下。

1 临床资料

本研究对象为本院2016年1月至2018年4月收治的13例复杂胫骨平台骨折患者：男7例，女6例；年龄18～59岁，平均37.4岁；骨折按照Schatzker分型：Ⅴ型5例，Ⅵ 型8例。损伤原因：交通事故9例，高处坠伤2例，重物砸伤2例。本组均为闭合性骨折，无神经、血管损伤，均没有出现膝关节脱位及前后交叉、侧副韧带损伤。

2 方法

2.1术前规划

术前常规行患膝关节正侧位X线片、CT扫描，将胫骨平台骨折CT扫描断层数据以Dicom格式导出，输入软件，通过相关操作，经三维计算建立胫骨平台骨折三维数字化模型，并利用其三维测量工具对骨折块分离距离及关节面塌陷距离进行测量，以三维数字化模型测量数据为依据，利用三维打印技术打印出与骨折1∶1等同实物模型。主刀医生术前在三维打印模型上进行手术规划，包括手术入路方式选择、塌陷骨块开窗撬拨、移位骨块复位、植骨设计、螺钉植入方向、螺钉数目、接骨板植入数目等，见图1-2.

图1术前计算机三维模拟骨折复位钢板螺钉内固定

图2术前三维打印模型模拟骨折复位固定

2.2术中操作

患者腰硬联合麻醉后取平卧位或俯卧位，止血带止血。按照术前规划，根据模型骨折分型及模拟内固定植入情况行外侧、内侧、后侧入路或联合入路，逐层显露骨折断端，复位后置入与骨折贴服良好的接骨板并螺钉固定。

2.3术后处理

术后辨证应用中药内服、外敷以活血化瘀、消肿止痛。患膝冷敷并抬高患肢，以减轻伤口周围软组织肿胀，术后麻醉清醒后即可行股四头肌等张收缩练习以预防深静脉血栓形成。术后2周在康复师辅助下开始主动屈、伸膝关节功能练习，术后8周内患肢石膏外固定，扶拐不负重行动，8周后石膏固定、扶拐情况下开始部分负重，术后3个月复出X线片，骨折愈合后完全负重。手术结束后即拍患膝常规正侧位X线片，测量胫骨平台移位数值。术后定期随访，记录手术并发症。

2.4疗效评价

术后采用HSS评分、关节活动度、患者主观满意度及摄X线片观察骨折复位情况对其术后的临床疗效进行评估。

2.5统计学方法

本研究数据结果采用SPSS13.0进行统计分析，计量资料以表示，采用t检验进行比较分析，P<0.05差异有统计学意义。

3 结果

本组患者均获得随访，随访时间为12～25个月，平均15.4个月。术口愈合良好，未出现感染、神经、血管损伤等并发症。术后12个月患者HSS评分及膝关节活动度较术前有显著提高，差异均有统计学意义(P<0.05)，见表1.患者主观满意度：7例非常满意，5例患者满意，1例不满意。术后摄膝关节X线片，解剖复位10例，移位<2 mm 2例，移位>2 mm 1例。术后随访未出现再骨折、内固定物松动或断裂等并发症。典型病例X线片见图3-8.患者，男，30岁，胫骨平台Ⅵ 型骨折，采用三维打印术前规划进行手术复位内固定治疗。

图3术前患膝X线正侧位照片

图4术前患膝CT平扫照片

图5术前软件重建患膝俯位照片

图6术前软件重建患膝正位照片

图7术前三维打印患膝1∶1实体模型照片

图8术后患膝X线正侧位照片

表1 患者术前、术后12个月HSS评分与膝关节活动度比较例数HSS评分膝关节活动度/(°)术前1312.术后12个月1385.

4 讨论

胫骨平台骨折是临床中常见的膝关节内骨折，多发生于交通事故、高处坠落等。根据Schatzker分型，复杂胫骨平台骨折为Ⅳ型以上即胫骨平台骨折涉及负重关节面，造成胫骨平台塌陷、骨折移位与膝关节周围软组织损伤等[5，6]。因胫骨平台在负重和行走过程中具有重要作用，故对胫骨平台骨折患者的骨折复位要求高，即需要恢复关节面平整及其下肢力线。复杂胫骨平台骨折治疗骨折处理不当可能造成关节面不平整、关节畸形、关节稳定性破坏、下肢力线异常、关节僵硬等并发症，从而引发严重创伤性关节炎[7]，将严重影响患者生活质量。目前，临床上手术治疗是复杂胫骨平台粉碎性骨折的首选[8，9]。胫骨平台骨折手术需在保证良好的生物力学性能后，还必须使其关节面解剖复位。不适当的体位选择、手术入路和过多软组织显露易出现皮肤缺血坏死、缝合后张力过大、切口愈合不良、内固定物外露和感染等并发症，使其致残率升高[10-13]。同时，不同骨折分型、不同钢板(型号、规格、材质)也将影响骨折复位固定术后的临床愈合，鉴于胫骨平台解剖结构特点及其骨折的复杂性，传统辅助检查X线、CT片存在不足：对复杂胫骨平台骨折分型难以做出具体诊断、只能在二维胶片上反映骨折和测量。医师仅借助二维影像图像、空间构象能力、手术经验等制定复杂胫骨平台骨折手术方案存在明显不足，对于缺乏经验的年轻医师来说难度就更大了[14]。对手术入路、骨折复位、钢板螺钉选择，螺钉数目、置入方向和长度，主刀医师主观性较大，手术风险高，术前准备不足，术中细节把握不够，手术时间过长，操作损伤大，术后疗效不佳。因此，术前对于复杂胫骨平台骨折情况充分、细致的理解，术前分析最佳复位、固定方式及必要的显露范围，制定详细的术前规划显得尤为重要。近年来，随着三维打印技术的发展，利用Mimics软件结合快速成形技术，可打印出骨折部位1∶1实体模型，可直观、详尽、准确呈现骨折的实际情况，可打印模型上完成详细的术前规划，从而提高手术成功率及患者满意度[15-17]。

文章来源：《北京印刷学院学报》 网址: http://www.bjysxyxb.cn/qikandaodu/2021/0629/908.html