3D 打印技術(shù)在肱骨髁間骨折患者手術(shù)中的應(yīng)用效果分析

陳 克，陳令斌，陳超斌，劉 融

（武漢市普仁醫(yī)院，湖北 武漢 430080）

3D 打印技術(shù)在肱骨髁間骨折患者手術(shù)中的應(yīng)用效果分析

陳 克，陳令斌，陳超斌，劉 融

（武漢市普仁醫(yī)院，湖北 武漢 430080）

目的：探討3D打印技術(shù)在肱骨髁間骨折患者手術(shù)中的應(yīng)用效果。方法：對2015年1月至2015年10月期間武漢市普仁醫(yī)院收治的13名肱骨髁間骨折患者的臨床資料進(jìn)行回顧性研究。隨機(jī)將這13例患者分為甲組和乙組。甲組中有7例患者，乙組中有6例患者。對兩組患者均進(jìn)行手術(shù)治療。術(shù)中，對甲組患者使用傳統(tǒng)的鎖定接骨板進(jìn)行內(nèi)固定，對乙組患者使用3D打印定制的接骨板進(jìn)行內(nèi)固定，然后比較兩組患者手術(shù)的用時、并發(fā)癥的發(fā)生率、肘關(guān)節(jié)功能的優(yōu)良率、肘關(guān)節(jié)屈曲/伸直的幅度、肘關(guān)節(jié)旋前/旋后的幅度以及其骨折愈合的時間。 結(jié)果：乙組患者手術(shù)的用時和骨折愈合的時間均短于甲組患者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。兩組患者并發(fā)癥的發(fā)生率、肘關(guān)節(jié)功能的優(yōu)良率、肘關(guān)節(jié)屈曲/伸直的幅度以及肘關(guān)節(jié)旋前/旋后的幅度相比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。結(jié)論：將3D打印技術(shù)應(yīng)用到肱骨髁間骨折患者的手術(shù)中，能有效地縮短其手術(shù)的用時和骨折愈合的時間。

3D打印技術(shù)；肱骨髁間骨折；鎖定接骨板；3D打印定制的接骨板

近年來，隨著我國交通事故和建筑事故的頻發(fā)，肱骨髁間骨折的發(fā)生率逐年增加。目前，臨床上多采用切開復(fù)位鎖定鋼板內(nèi)固定術(shù)治療該病[1]。但肱骨遠(yuǎn)端的解剖形態(tài)比較特殊，患者在術(shù)后出現(xiàn)肘關(guān)節(jié)功能障礙、骨折畸形愈合或不愈合的幾率較高[2]。近年來，隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，使定制個體的骨折手術(shù)植入物成為了現(xiàn)實(shí)。在本次研究中，筆者主要探討3D打印技術(shù)在肱骨髁間骨折患者手術(shù)中的應(yīng)用效果。

1 資料和方法

1.1 一般資料

選擇武漢市普仁醫(yī)院于2015年1月至2015年10月期間收治的13名肱骨髁間骨折患者作為本次研究的對象。這13例患者的病情均經(jīng)影像學(xué)檢查得到確診，且均自愿參與本研究。其中，排除病歷資料不全、不具有進(jìn)行手術(shù)治療指征及隨訪失聯(lián)的患者。隨機(jī)將這13例患者分為甲組和乙組。甲組中有7例患者，乙組中有6例患者。在甲組患者中，有男性患者6例，女性患者1例；其最小年齡為27歲，最大年齡為59歲，平均年齡為（40.3±10.9）歲。在乙組患者中，有男性患者4例，女性患者2例，其最小年齡為31歲，最大年齡為62歲，平均年齡為（46.2±11.6）歲。兩組患者的一般資料相比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。

1.2 方法

對兩組患者均進(jìn)行手術(shù)治療。術(shù)中，對甲組患者使用傳統(tǒng)的鎖定接骨板進(jìn)行內(nèi)固定，具體的方法是：指導(dǎo)患者取平臥位，對其進(jìn)行臂叢神經(jīng)阻滯麻醉。麻醉生效后，經(jīng)肱三頭肌內(nèi)外側(cè)聯(lián)合入路。在患者肱骨的內(nèi)外髁之間解剖游離其肱三頭肌，暴露肱三頭肌的肌腱。向內(nèi)側(cè)牽拉肱三頭肌的肌腱，暴露其外髁。在直視下復(fù)位外側(cè)柱，用鎖定接骨板對外側(cè)柱進(jìn)行固定。向外側(cè)牽拉肱三頭肌的肌腱，直視下復(fù)位內(nèi)髁。用克氏針和空心釘固定內(nèi)髁。最后對內(nèi)側(cè)柱進(jìn)行復(fù)位，并用鎖定接骨板進(jìn)行固定。術(shù)中，對乙組患者使用3D打印定制的接骨板進(jìn)行內(nèi)固定，具體的方法是：1）3D打印。在患者入院后，對其兩側(cè)的肱骨髁部進(jìn)行三維（0.5 mm）薄層CT掃描，構(gòu)建三維數(shù)字模型。用熔融堆積技術(shù)（FDM)按1：1的比例打印患側(cè)及健側(cè)的鏡像肱骨髁部模型。打印機(jī)為華科三維公司生產(chǎn)的FDM設(shè)備3100。將患者患側(cè)肱骨髁部骨折的數(shù)據(jù)模型一并導(dǎo)入Geomagic studio 12程序中進(jìn)行Boolean體積差集計(jì)算，獲得患側(cè)肱骨髁部的骨缺損量。2）模擬復(fù)位及術(shù)前規(guī)劃。依據(jù)健側(cè)肱骨髁部內(nèi)外側(cè)柱的解剖形態(tài)及提攜角的角度，對患側(cè)的肱骨髁部模型進(jìn)行模擬復(fù)位。在復(fù)位的過程中，仔細(xì)記錄骨折塊的復(fù)位順序，制定出最優(yōu)化的復(fù)位方案。待模擬復(fù)位的效果令人滿意后，用3D打印機(jī)打印出長度適當(dāng)且有釘孔的接骨板，并在3D模型上確定接骨板的最佳植入點(diǎn)。3）手術(shù)步驟。指導(dǎo)患者取平臥位，對其進(jìn)行臂叢神經(jīng)阻滯麻醉。麻醉生效后，經(jīng)肱三頭肌內(nèi)外側(cè)聯(lián)合入路。在患者肱骨的內(nèi)外髁之間解剖游離其肱三頭肌，暴露肱三頭肌的肌腱。向內(nèi)側(cè)牽拉肱三頭肌的肌腱，暴露外髁。在直視下復(fù)位外側(cè)柱，用3D打印定制的接骨板對外側(cè)柱進(jìn)行固定。向外側(cè)牽拉肱三頭肌的肌腱，直視下復(fù)位內(nèi)髁。用克氏針和空心釘固定內(nèi)髁。最后對內(nèi)側(cè)柱進(jìn)行復(fù)位，并用3D打印定制的接骨板進(jìn)行固定。術(shù)后，對兩組患者均采用肘關(guān)節(jié)功能支具（肘關(guān)節(jié)的活動度可調(diào)控）進(jìn)行4周的外固定，4周后指導(dǎo)其在功能支具的保護(hù)下進(jìn)行肘關(guān)節(jié)的被動屈伸運(yùn)動。

1.3 觀察指標(biāo)

1）觀察并記錄兩組患者手術(shù)的用時和術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率。對兩組患者均進(jìn)行為期6個月的隨訪，記錄并比較其骨折愈合的時間。2）術(shù)后6個月，觀察并比較兩組患者肘關(guān)節(jié)屈曲/伸直的幅度和肘關(guān)節(jié)旋前/旋后的幅度。3）統(tǒng)計(jì)并比較兩組患者術(shù)后肘關(guān)節(jié)功能的優(yōu)良率。用Mayo肘關(guān)節(jié)功能評分（MEPS評分）評價兩組患者肘關(guān)節(jié)功能的優(yōu)良率。MEPS評分≥90分為優(yōu)，評分為75～89分為良，評分為60～74分為中，評分＜60分為差。優(yōu)良率=（優(yōu)的例數(shù)+良的例數(shù)）/總例數(shù)×100%[3-4]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

用SPSS17.0軟件對本文中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)數(shù)資料用%表示，用x2檢驗(yàn)，計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，用t檢驗(yàn)，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者手術(shù)用時及骨折愈合時間的比較

甲組患者手術(shù)的平均用時為（92.3±17.4）min，乙組患者手術(shù)的平均用時為（70.6±12.1）min，二者相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。甲組患者骨折愈合的平均用時為（3.9±0.4）個月，乙組患者骨折愈合的平均用時為（3.1±0.13）個月，二者相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

2.2 術(shù)后6個月兩組患者肘關(guān)節(jié)屈曲/伸直幅度及肘關(guān)節(jié)旋前/旋后幅度的比較

術(shù)后6個月，兩組患者肘關(guān)節(jié)屈曲/伸直的幅度和肘關(guān)節(jié)旋前/旋后的幅度相比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。詳見表1。

表1 術(shù)后6個月兩組患者肘關(guān)節(jié)屈曲/伸直幅度及肘關(guān)節(jié)旋前/旋后幅度的比較（±s）

表1 術(shù)后6個月兩組患者肘關(guān)節(jié)屈曲/伸直幅度及肘關(guān)節(jié)旋前/旋后幅度的比較（±s）

乙組（n=6） 甲組（n=7） P值曲屈/伸直（°） 98.2±27.5 93.1±24.4 0.73旋前/旋后（°） 166.4±17.8 167.7±21.3 0.528

2.3 兩組患者術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率的比較

術(shù)后，兩組患者均未出現(xiàn)傷口感染、內(nèi)固定物松動、移位或斷裂等并發(fā)癥。其中，甲組患者中有1例患者出現(xiàn)尺神經(jīng)損傷（經(jīng)積極治療，手術(shù)3個月后癥狀完全緩解），其并發(fā)癥的發(fā)生率為14.28%。乙組中沒有患者出現(xiàn)并發(fā)癥，其并發(fā)癥的發(fā)生率為0。兩組患者術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率相比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

2.4 術(shù)后兩組患者肘關(guān)節(jié)功能優(yōu)良率的比較

術(shù)后6個月，在乙組患者中，肘關(guān)節(jié)功能為優(yōu)的患者有3例，為良的患者有2例，為中的患者有1例，其肘關(guān)節(jié)功能的優(yōu)良率為83.33%。在乙組患者中，肘關(guān)節(jié)功能為優(yōu)的患者有2例，為良的患者有3例，為中的患者有1例，為差的患者有1例，其肘關(guān)節(jié)功能的優(yōu)良率為71.42%。兩組患者肘關(guān)節(jié)功能的優(yōu)良率相比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

3 討論

相關(guān)的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，肱骨遠(yuǎn)端骨折占成人骨折的2%，其中有1/3的患者為肱骨髁間骨折[5]。肱骨髁間骨折通常是由尺骨滑車遭物理撞擊所致，且雙側(cè)髁部的骨折塊多伴有分離移位及脫位的情況[6]。肱骨髁間骨折患者肱骨髁部的關(guān)節(jié)面常伴有破損的情況，因此在手術(shù)的過程中對其骨折端進(jìn)行精確的復(fù)位和穩(wěn)定的固定十分必要[7-8]。在本次研究中，兩組患者的骨折端均固定較好，并在可調(diào)肘關(guān)節(jié)功能支具的輔助下進(jìn)行了早期功能鍛煉。但相對于乙組患者，甲組患者沒有3D模型的輔助，很難明確破碎的骨折塊、特別是游離骨折片的移位情況。因此在手術(shù)的過程中，需要更多的時間對這些骨折塊進(jìn)行復(fù)位。而即使復(fù)位后，接骨板也常常由于安置不貼合而需要多次進(jìn)行彎曲甚至裁剪。而乙組患者在進(jìn)行手術(shù)的過程中，上述問題的操作難度明顯降低。1:1的3D模型對于術(shù)前評估、手術(shù)規(guī)劃以及術(shù)中導(dǎo)航具有很大的幫助。建立患者患側(cè)和健側(cè)肱骨髁部的3D模型，有助于評估其骨折的類型及骨折塊的移位情況，從而可提高骨折復(fù)位的準(zhǔn)確性[9]。由3D打印定制的接骨板符合患者的具體需求，術(shù)中也更加容易放置，避免了術(shù)中的再塑形[10-11]。由于術(shù)前規(guī)劃中已確定了內(nèi)固定物安置的位置及拉力螺釘?shù)拈L度和方向，因此本研究中乙組患者手術(shù)的用時更短。但將3D打印技術(shù)應(yīng)用到肱骨髁間骨折患者的手術(shù)中也存在一些不足之處，如定制的接骨板需要1天的時間進(jìn)行制作，故不能應(yīng)用于急診手術(shù)。另外，目前構(gòu)建成套的3D打印系統(tǒng)需要一筆不小的經(jīng)費(fèi)。在本研究中，部分患者就因拒絕承擔(dān)這筆費(fèi)用而不愿使用3D打印定制的接骨板進(jìn)行內(nèi)固定。

綜上所述，將3D打印技術(shù)應(yīng)用到肱骨髁間骨折患者的手術(shù)中，能有效地縮短其手術(shù)的用時和骨折愈合的時間。

[1] Wong AS,Baratz ME.Elbow fractures:distal humerus[J].J Hand Su rg Am,2009,34(1):176-190.

[2] Popovic D,King GJ.Fragility fractures of the distal humerus:wh at is the optimal treatment[J].J Bone Joint Surg Br,2012,94(1):16-22.

[3] Longo UG,Franceschi F,Loppini M,et al.Rating systems for eval uation of the elbow[J].Br Med Bull,2008,87(1):131-161.

[4] Greiner S,Haas NP,Bail HJ.Outcome after open reduction and an gular stable internal fixation for supra-intercondylar fractu res of the distal humerus:preliminary results with the LCP dis tal humerus system[J].Arch Orthop Trauma Surg,2008,128(7):723-729.

[5] Robinson CM,Hill RM,Jacobs N,et al.Adult distal humeral metaph yseal fractures:epidemiology and results of treatment[J].J Ort hop Trauma,2003,17(1):38-47.

[6] Bégué T.Articular fractures of the distal humerus. Orthop Traumatol Surg Res[J].2014,100(1):S55-63.

[7] Doornberg JN,van Duijn PJ,Linzel D,et al.Surgical treatment of intra-articular fractures of the distal part of the humerus.Functional outcome after twelve to thirty years[J].J Bone Jo int Surg Am,2007.89(7):1524-1532.

[8] Ring D,Jupiter JB,Gulotta L.Articular fractures of the distal part of the humerus[J].J Bone Joint Surg Am,2003,85(2):232-238.

[9] Bagaria V,Deshpande S,Rasalkar DD,et al.Use of rapid prototypin g and three-dimensional reconstruction modeling in the mana gement of complex fracturess[J].Eur J Radiol,2011,80(3):814-820.

[10] Wu XB,Wang JQ,Zhao CP,et al.Printed three-dimensional anatomic templates for virtual preoperative planning before reconstruc tion of old pelvic injuries:initial results[J].Chin Med J(Engl),2015,128(4):477-482.

[11] Bizzotto N,Sandri A,Regis D,et al.Three-dimensional printing of bone fractures:a new tangible realistic way for preoperative planning and education[J].Surg Innov,2015,22(5):548-551.

R683

B

2095-7629-（2017）17-0035-03

陳克，主治醫(yī)師，研究方向：四肢關(guān)節(jié)創(chuàng)傷