踝關節骨折手術中3 D打印技術的應用

張銳

踝關節骨折手術中3 D打印技術的應用

張銳

目的 探討踝關節骨折手術中采用3 D打印技術的應用價值。方法 選取我院接收的踝關節骨折患者20例，進行CT掃描，將數據用14.0軟件進行三維重建，再將數據利用3 D打印技術進行實體模型制作，模擬內固定植人手術，參照模擬數據再行實際手術。結果 3 D實物模型打印立體感強，可多方位、多角度呈現踝關節骨折形態，明確鋼板、螺釘植入位置、長度和角度。手術均順利完成，鋼板及螺釘植入情況與3 D模擬數據相吻合，效果滿意。結論 踝關節骨折手術中應用3 D打印技術，模擬設計可為實際手術操作提供可靠依據。

踝關節；骨折手術；3 D打印技術

1　資料與方法

1.1一般資料

選取我院2014年1月～12月接收的踝關節骨折患者20例作為研究對象，男12例，女8例，年齡26～57歲，平均年齡（41.57±11.35）歲。所有患者均經薄層CT掃描等相關檢查后確診，根據踝骨骨折AO分型，屬于A型骨折4例，B型骨折12例，C型骨折4例；左側踝關節骨折8例，右側踝關節骨折12例。

1.2方法

（1）采用美國GE公司生產的16深藍版CT掃描儀進行掃描檢查，檢查數據利用比利時Materialise公司生產的三維重建14.0軟件進行三維模型重建，導入設置格式為DICOM，操作結束后將三維重建圖形利用美國MakweBot公司生產的Replicator 2型3 D打印機進行1∶1實物模型打印，將DICOM格式變化成STL格式進行3 D打印操作[2]。（2）3 D打印模型完成后，進行虛擬骨折內固定植入手術操作，根據骨折模型取鋼板預彎，再根據模型骨折損傷類型選擇進刀切口，在模型骨折部位畫線，在其指引下將預計彎鋼板植入骨折位進行固定，進行模擬進針，取克氏針進針代替螺釘植入，同時做好長度及角度的記錄，根據3 D打印模型模擬固定植入操作方法設置具體手術治療的方案，待患者損傷處消腫后進行實際手術治療。（3）實際手術操作時患者取仰臥位式，給予麻醉和正常消毒后根據踝關節骨折AO類型取適宜進刀位置，一般對內踝關節骨折者取關節內側或外側進刀，對伴有后踝骨骨折者則在踝關節后內側或后外側進刀，適宜切口切開后，逐層將骨折部位找到并顯露，植入預彎鋼板固定，在C型臂X線機顯示下觀察鋼板固定位置是否合理，確認后根據3 D模擬內固定植入螺釘設置的長度，按照模擬角度進行鋼板固定。對骨折部位折塊損傷較大，適當進行螺釘拉力固定；對出現骨質缺損的，則取北京鑫康辰醫學科技發展有效公司生產的異體骨進行植骨操作；對出現關節面骨折的情況，復位手術操作時盡量保證原關節面能夠達到解剖復位狀態。內固定植入操作完成后，利用X線進行觀察，滿意后置入引流管引流，之后將切口縫合。

2　結果

2.1踝關節骨折3 D實物模型打印

3 D實物模型打印立體感較強，能夠多方位、多角度清晰呈現踝關節骨折部位和形態，在虛擬內固定植入中可準確模擬鋼板固定位置和尺寸、螺釘長度和角度，為實際手術操作提供可靠的數據參照依據。

2.2手術效果

20例患者手術均順利完成，術后X線拍片復查鋼板及螺釘固定較好，效果滿意。其中鋼板共植入36塊，螺釘植入232枚，其長度與植入角度與3 D實物模型模擬植入的參照數據相符合。手術時間為（47.51±10.23）min，采用X線照射次數為（6.53±1.78）次。

3　討論

踝關節骨折是骨科常見的一種損傷性疾病，主要臨床表現為踝部疼痛、腫脹、發青伴有瘀血和活動障礙等。近年來踝關節骨折的發生率逐年呈上升趨勢[3]，對患者的正常生活造成一定影響。由于踝關節骨折損傷程度不同，剖面結構復雜，增加了術中復位治療的困難，并影響其術后恢復。臨床對踝關節骨折傳統的治療方法是以二維技術圖像為依據，利用鋁板模型進行治療，隨著醫療科技的不斷發展，數字化技術的不斷應用，近年來3 D打印技術逐漸被臨床應用。3 D打印技術是利用材料累加機理進行模型制作，運用模型進行模擬手術操作的一種先進科技。具有較強的立體感，能夠清晰顯現踝關節骨折的具體部位、損傷結構和程度，醫生可利用3 D模型進行模擬手術操作，進行鋼板預彎和螺釘植入操作，在此過程中明確鋼板預彎位置、螺釘植入角度和長度，為實際手術操作提供可靠依據，可以有效減短手術時間，提高術中操作的精準度。本次研究結果顯示，3 D打印技術用于踝關節骨折手術治療，所有患者均手術成功，手術時間為（47.51±10.23）min，而術中鋼板及螺釘應用長度等情況與3 D實物模型模擬植入時的數據相符合。

綜上所述，踝關節骨折手術中應用3 D打印技術，具有操作精準、安全性高等特點，有效提高治療效率。

[1]李新春，康麟，龐淵. 3 D打印技術在Pilon骨折手術治療中的應用[J]. 新疆醫科大學學報，2015，38（4）：471-473.

[2]姜雨晨，陳雁西. 3 D打印技術在足踝外科的應用價值[J]. 國際骨科學雜志，2015，36（1）：15-17.

[3]張志昌，鄭稼，張新勝，等. 3 D打印技術在創傷骨科中的應用[J].河南醫學研究，2014，23（3）：159-161.

The Application of 3 D Printing Technology in Ankle Fracture Surgery

ZHANG Rui, Emergency Department, Gongzhuling City Central Hospital, Gongzhuling 136100, China

Objective To explore the application value of 3 D printing technology in Ankle fracture surgery. Methods Selected 20 cases of patients with ankle fractures in our hospital, CT scan, the data with 14.0 software for 3 D reconstruction, then the data used 3 D printing technology entity model, simulated internal fixation of surgery, reference to simulate actual operation data. Results 3 D mock-up printing stereo sense is strong, ankle fracture pattern in all-round, multi-angle, clear plate and screw implant position, length and angle, operation successfully completed, steel plate and screw implant in conformity with the 3 D simulation data, the effect was satisfied. Conclusion Application of 3 D printing ankle fracture surgery, simulation design can provide reliable basis for the actual operation.

Ankle, Fracture surgery, 3 D printing

R683

A

1674-9308（2015）31-0145-02

10.3969/j.issn.1674-9308.2015.31.102

136100吉林省公主嶺市中心醫院急診科

踝關節骨折是臨床比較常見的一種疾病，踝關節屬于負重關節，若不能有效進行復位手術治療，可造成日后行走困難，關節畸形或殘疾等[1]。因此臨床對踝關節骨折的復位固定治療要提高精準率，隨醫療科技的不斷發展，在三維成像技術應用基礎上又擴展了數字化技術，3 D打印技術逐步被臨床廣泛應用，可利用實物模擬來明確鋼板與螺釘的植入位置、角度和長度，為實際手術操作提供可靠依據，效果顯著。選取20例踝關節骨折患者進行3 D打印技術應用，具體報告如下。