數字個體化3D切模輔助初次膝關節置換術應用體會

● 宋家祥 申茂明 劉煜 馬天勇 陸宗波 覃建波 王志國

數字個體化3D切模輔助初次膝關節置換術應用體會

● 宋家祥 申茂明 劉煜 馬天勇 陸宗波 覃建波 王志國

目的：探討3D打印技術數字個體化切模在初次人工膝關節置換術中的應用。方法：收集2013年2月至2015年2月，數字個體化3D切模導板輔助初次膝關節置換手術治療93例106膝。術前行64排螺旋CT技術行髖膝踝三關節薄層掃描建立數據庫，制作術中手術切模導板指導截骨。結果：所有患者均獲隨訪，隨訪時間為3～24個月，平均11個月。膝關節ROM為伸膝0°、屈膝95°～125°（平均108.5°），總優良率為90.6%。無感染及假體松動等并發癥發生，手術時間單膝55min，雙膝148.5min，單膝失血量平均176ml，雙膝282ml。結論：數字個體化3D切模輔助初次膝關節置換術可減少患者總失血量，減少手術操作時間。

個體化3D切模技術；膝關節置換術；CAD(計算機輔助設計)軟件

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2013年2月-2015年2月使用北京愛康公司3D打印切模輔助下人工膝關節置換術，所有病例均使用愛康公司A3膝關節假體,對93例患者106膝3D打印切模輔助下TKA手術治療。女56例,男37例,其中13例行同期雙膝人工關節置換術；年齡58-79歲,平均68.6歲；術前HSS評分為27-54分,平均40.5分。

1.2 治療方法

1.2.1 術前

術前準備：同傳統膝關節置換術前準備，但需要收集患者髖膝踝三關節薄層CT掃描數據及雙下肢全長站立片，利用CAD軟件建三維模型，對膝關節骨性結構解剖標志定位，建模數據庫設計個體化的手術截骨切模導板。利用3D打印機,快速成型技術打印出實體的截骨切模，備術中消毒使用。

1.2.2 術中

手術過程：麻醉后,上氣壓止血帶，取前正中髕內側入路,顯露膝關節骨性結構，切除半月板、叉韌帶。先脛骨截骨導板定位，確認導板導航截骨面匹配，可不測量截骨厚度，反復確定截骨范圍、截骨位置，適當的軟組織松解；再安裝匹配合適的股骨切模導板,保證貼合,截出股骨外翻骨面，測評膝關節伸直間歇，并做相應軟組織松解，關節內、外翻畸形＜15°患者均可以獲得良好軟組織平衡；確定安放四合一截骨導板,截出股骨后髁，測評屈膝間歇，通過后關節囊、后方骨贅處理，對相應緊張部軟組織松解，基本可達到屈伸間歇軟組織平衡要求；再次安放四合一導板，截出股骨前髁、前斜角、后斜角骨面；試模測量下肢力線,再次測評軟組織平衡情況，最后髁間截骨；脈沖沖洗、止血；安裝與截骨導板相同型號的膝關節假體固定。選擇合適的膝關節墊片。氨甲環酸做截骨周圍注射止血，再次沖洗。常規放置負壓引流管。

1.2.3 術后

術后處理：術后與傳統膝關節置換術后處理一致；預防使用抗生素;早期活動，靜脈泵、彈力襪，口服拜瑞妥或低分肝素鈉注射預防靜脈血栓形成，在院期間康復師全程指導功能鍛煉。

2 結果

術后所有患者均得到隨訪，隨訪期限在3～24個月，平均11個月。膝關節ROM為伸膝0°、屈膝95°～125°（平均108.5°）。無感染及假體松動等并發癥發生，手術時間單膝55min，雙膝148.5min，單膝總失血量平均176ml，雙膝總失血量282ml。近期觀察所有病例疼痛明顯緩解，切口均一期愈合，無感染、前膝痛及假體松動，無癥狀深靜脈血栓6例；伴有膝關節畸形病例，關節畸形全部矯正。平均隨訪11月，HSS評分從術前平均40.5分提高到術后平均90.8分，總優良率90.6%。按InsallHss評分標準（見表1）評分為滿分100分。術后攝X片示假體匹配度高，下肢力線正常，無假體高懸（over-hang）病例，按假體邊緣與骨緣距離無論是股骨側或脛骨側均控制在2mm以內。髕骨運動軌跡良好，膝關節功能明顯改善。數字化3D打印切模在初次膝關節置換中可有效減少手術總失血量及手術操作時間。

表1 Insall -Hss評分標準

3 討論

3.1 手術技術

基于傳統膝關節置換術基礎上，對于術者來說，截骨方式改變，截骨程序不變，同一治療組中，手術時間及術后引流量均由明顯改善。導板引導下截骨突顯其優越性，截骨厚度，外翻、外旋角度均為計算機軟件處理后設定為而成，外翻、外旋角度均為個體化角度，明顯簡化常規截骨時測量角度等步驟，基本可滿足術者截骨要求；如有軟組織松解后仍無滿意的屈伸間歇病例，多考慮技術人為因素，亦可以修整截骨面，從而達到匹配理想的假體-骨水泥-骨界面?；螄乐毓侨睋p患者，使用數字化3D導航切模截骨導板，術者術中更顯得得心應手，對手術關鍵點把控更有益。

3.2 切模導板

數字個體化3D切模截骨導板是通過患者下肢多關節全長CT或MRI數據收集，計算機軟件處理建立下肢三D模型，還原患者正常下肢原形，找出參照截骨標記，利用3D快速成型技術制作導板，匹配相應型號人工假體，體現了3D的等比性、精準性、方便性。但導板也可能帶來技術上的誤差，筆者體會以下幾方面：A.導板定位標志的準確穩定方面；B.導板材質的抗阻力方面；C.導板與四合一截骨模塊的匹配程度；D.導板工程師的對關節技術的專業素養；E.導板工程師與手術醫師的專業距離感。隨著技術發展，展望未來的導板、假體技術均由術者親自設計，完成3D打印，親自使用于患者。即真正意義上實現了人工膝關節置換的“私人訂制”。

（作者單位：貴州省務川縣昇輝醫院骨科）

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