3D打印技術在橈骨遠端粉碎性骨折治療中的應用

林東澤　張勁松　汪強　周仁強

【摘要】 目的：探討分析3D打印技術在橈骨遠端粉碎性骨折治療中的應用效果。方法：納入研究對象為筆者所在醫院于2016年1-12月收治的橈骨遠端粉碎性骨折患者30例，隨機分為對照組和試驗組，每組15例。對照組給予常規手術切開復位異性鋼板內固定術，試驗組根據CT掃描成像，利用3D打印技術打印骨折模型，于模擬調試后行手術切開復位異性鋼板內固定術。觀察并比較兩組患者手術基本情況、骨折愈合優良率、術后并發癥發生情況及患者滿意度。結果：所有患者均順利完成手術，試驗組在手術時間、術中出血量、切口大小指標上均顯著優于對照組，差異有統計學意義（P<0.01）。經治療，兩組骨折愈合優良率分別為93.3%，80.0%，差異無統計學意義（P>0.05）。兩組術后并發癥發生率分別為6.7%，20.0%，差異無統計學意義（P>0.05）。術后隨訪，試驗組滿意度為93.3%，顯著高于對照組的53.3%，差異有統計意義（P<0.05）。結論：3D打印技術應用于橈骨遠端粉碎性骨折治療中效果理想，且安全性和滿意度較高，值得臨床推廣實踐。

【關鍵詞】 3D打印技術； 橈骨遠端粉碎性骨折； 內固定術

doi：10.14033/j.cnki.cfmr.2017.32.035 文獻標識碼 B 文章編號 1674-6805（2017）32-0071-03

橈骨遠端骨折屬臨床中常見的上肢骨折，約占全身骨折的1/6。該病治療較為困難，治療不當則易造成關節畸形、創傷性關節炎及活動受限等并發癥[1]。目前橈骨遠端粉碎性骨折主要采用復位內固定術治療，常規X線、CT僅能初步顯示骨折類型，無法全面顯示骨折信息[2]。近年來，隨著3D打印技術的興起，其以個體化、快速化、數字模擬等顯著優勢而應用于骨科臨床治療中 [3]。故本研究以筆者所在醫院2016年1-12月收治的30例橈骨遠端粉碎性骨折患者為研究對象，探討3D打印技術在其治療中應用效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料

納入病例為筆者所在醫院于2016年1-12月收治的橈骨遠端粉碎性骨折患者30例，所有患者均簽署知情同意書，排除嚴重心腦血管疾病、有精神病史患者，依從性均較好。將30例患者隨機分為試驗組和對照組，每組15例。其中試驗組男9例，女6例；年齡24～64歲，平均（40.15±6.44）歲；參見文獻[4]AO分型：C2型7例、C3型8例。對照組男10例，女5例；年齡27～65歲，平均（40.31±6.39）歲；AO分型：C2型8例、C3型7例。經統計學處理，兩組患者一般資料比較，差異無統計學意義（P>0.05），有可比性。

1.2 方法

（1）兩組患者均取側臥位，用螺旋CT在橈骨遠端以1 mm間距進行連續掃描得到清晰骨窗斷層圖像，并保存為DICOM格式。（2）CT圖像處理與椎體三維模型的建立：將DICOM格式文件導入Minics 10.0，利用Threshold選擇擬重建部分，并對圖像進行修改，再現橈骨遠端骨折結構的三維形態，重建后的三維模型以stl格式保存。（3）試驗組利用CT三維重建圖像，輸出至3D打印設備，通過3D設備進行等比例模型打印。在模型上進行手術預演：設計手術切口、軟組織剝離、骨折塊翹剝，恢復橈骨遠端關節面、尺偏角、掌傾角和橈骨高度，橈骨遠端的鋼板的最佳位置，并進行鋼板預彎、螺釘進入方向設計、螺釘長度等一系列數據的精確測量并予記錄。對照組根據術前X線、CT三維重建圖像對骨折類型、損傷程度進行判斷，制定手術方案及內置入物型號，并進行鋼板預彎、螺釘進入方向設計、螺釘長度設計。（4）手術方法：根據確定的治療方案，臂叢麻醉。掌側切口取Henry切口，有背側骨折塊另取背側切口，遠端超過遠側腕橫紋，向近端延長約5 cm，切開皮膚、皮下組織后，于橈側腕屈肌和橈動脈之間鈍性分離，暴露旋前方肌并于橈側縱行切斷，將其翻向尺側，暴露骨折端。直視下行骨折復位，術中采用拔伸牽引、撬撥復位骨折端，恢復橈骨遠端長度及關節面，恢復橈骨的掌傾角和尺偏角。橈骨遠端骨折塊解剖復位后，植入鎖定鋼板，擰緊鎖定螺釘，使釘板成一體。（5）術后24 h常規預防性抗感染，術后6周根據復查X線片情況決定是否負重，不建議早期負重。

1.3 觀察指標

（1）觀察并比較兩組患者手術基本情況，包括：手術時間、出血量、切口大小。（2）術后復查X線，評價兩組手術固定復位效果，采用改良Neer評價系統評定療效，優秀：>85分；良好：70～85分；可：55～69分；差：<55分。優良率=（優+良）/總例數100%[5]。（3）術后定期隨訪觀察并比較兩組患者感染腫脹、鋼板松動等術后并發癥發生情況及滿意度。總滿意度=（非常滿意+滿意）/總例數100%。

1.4 統計學處理

采用SPSS 22.0統計學軟件進行數據的分析和處理，計量資料以（x±s）表示，采用t檢驗，計數資料以率（%）表示，采用字2檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組手術基本情況比較

兩組患者均順利完成手術，試驗組的手術時間、術中出血量、切口大小均顯著優于對照組，差異有統計學意義（P<0.01），見表1。

2.2 兩組骨折愈合療效比較

經治療，兩組骨折愈合優良率分別為93.3%、80.0%，差異無統計學意義（P>0.05），見表2。

2.3 兩組術后并發癥發生率比較

兩組術后并發癥發生率分別為6.7%、20.0%，差異無統計學意義（P>0.05），見表3。

2.4 兩組滿意度比較

術后隨訪，試驗組滿意度為93.3%，顯著高于對照組的53.3%，差異有統計學意義（P<0.05），見表4。

2.5 典型病例

33歲，男性，高處墜落致右橈骨遠端粉碎性開放性骨折（AO分型23-C3），右腕掌側橫行創口，掌側皮膚、軟組織條件差，選擇背側入路復位內固定術。術前CT三維重建掌側觀、背面觀見圖1、圖2，顯示右橈骨遠端粉碎性骨折，累計關節面，外側柱、中間柱不穩定；利用CT三維重建圖像，通過3D設備打印等比例模型，模型掌側觀、背面觀見圖3、圖4；因患者右腕掌側有橫行創口，掌側皮膚、軟組織條件差，外傷1周后選擇背側入路復位，利用預選的微型鋼板分別對中間柱、外側柱進行固定。術后X線腕關節正位、側位片所示骨折端對位對線良好，關節面平整，內固定在位，見圖5、圖6；術后6個月復查腕關節正位、側位片骨折愈合，患者右腕關節功能良好，見圖7、圖8。endprint

3 討論

橈骨遠端粉碎性骨折較為復雜，高能量損傷占比較高，受傷機制不同其骨折移位與方向均不同。因而，對于橈骨粉碎性骨折患者，應根據各個患者年齡、骨折類型等制定更為個性化的治療方案[6]。所以在治療前應對患者骨折部位進行深入、細致地分析，確保為患者制定出最佳治療方案。傳統的CT檢查雖可有效反映橈骨遠端移位及關節面粉碎情況，但對于粉碎程度較大的C2、C3型骨折易出現診斷錯誤，甚至出現誤診、漏診等情況。常規X線僅可提供基本骨折信息，對于分型也僅可提供大致指導[7]。

3D打印技術最早出現于20世紀80年代，是一種通過三維數據，運用塑料、金屬狀粉末等逐層的方式結合以制造構件的技術。該技術可根據患者個體特征，由CT、X線等臨床診斷技術獲取三維數據，重建手術部位的骨結構，可在骨治療中得到臨床應用。由計算機處理后得到三維圖像并根據臨床需要對3D圖像進行進一步修改，將數據傳入打印機打印成型[8-9]。一方面，3D技術無需設計對應模具，制作速度快，便于生產化，經濟效益高。另一方面，其應用于體積小、做工細、結構復雜的骨模方面優勢明顯，可根據患者自身個體需求進行相應結構設計，以實現更好的個體化治療[10]。在橈骨遠端粉碎性骨折治療中，通過3D打印技術，制造出1∶1模型，可全面、直觀地從各個角度觀察各骨折塊位移與旋轉情況及骨折線行徑，并可實際測量移位距離，確定骨折分型[11]。通過模型，骨科醫生可對病變有直觀的認識，有利于了解疾病發病機制并作出有效診斷，同時加強了解患者病變部位的解剖情況，有利于制定科學的手術方案，減少手術風險。

本研究中，試驗組手術基本情況指標手術時間、術中出血量、手術切口及滿意度均顯著優于對照組；說明3D打印技術在橈骨遠端粉碎性骨折治療中具有手術時間短、術中出血量少、切口小等優點，提高患者滿意度。這可能與3D打印技術可精確觀察骨折情況有關，縮短了手術時間，同時術中切口較小，減少了術中出血量[12]。另外，術后并發癥和愈合優良率比較，兩組比較差異無統計學意義（P>0.05），提示3D打印技術在橈骨遠端粉碎性骨折治療中不影響患者治療的有效性和安全性。

綜上所述，3D打印技術在橈骨遠端粉碎性骨折治療中具有顯著優勢，具有手術時間短、術中出血量少、切口小等優點，同時可有效提高患者滿意度，值得臨床推廣應用。

參考文獻

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（收稿日期：2017-07-07）endprint