3D打印技術輔助后內側倒“L”形切口三間隙顯露聯合前外側入路治療復雜脛骨平臺骨折的療效分析

張擎柱，萬乾，張義，付世杰，李哲，何志勇，邱宇辰，金宇，閆石，楊小華

復雜脛骨平臺骨折多由高能量損傷所致，如果處理不當，會嚴重影響膝關節功能，預后差[1]。為了避免不良后果的發生，需擇期行骨折解剖復位堅強內固定。欲提高復雜脛骨平臺骨折的手術效果，須從兩方面著手：一是手術入路；二是術前設計。隨著三柱分型的提出，越來越多的創傷骨科醫生開始關注脛骨平臺后側柱，后內側倒“L”形切口三間隙顯露能完全顯露脛骨平臺后側柱[2]，故常常聯合前外側入路治療復雜脛骨平臺骨折，手術效果滿意。

但復雜脛骨平臺骨折的術前設計常常不夠精細。因為傳統的X線片和CT都不能全面、直觀地提供骨折的詳細信息。3D打印技術的出現，將骨折三維CT圖像打印成直觀、易懂的實體模型,術前在實體模型上設計手術方案并模擬手術，實現了從虛擬到實體的巨大跨越。對實際手術操作具有重要的指導作用[3]。本研究回顧性分析承德醫學院附屬醫院2010年7月—2017年5月采用3D打印技術輔助后內側倒“L”形切口三間隙顯露聯合前外側入路治療的復雜脛骨平臺骨折患者療效，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標準 納入標準：(1)18歲<年齡<60歲的受傷2周內的骨折患者;(2)術前無膝關節相關疾病或活動障礙;(3)Schatzker分型為Ⅴ型、Ⅵ型的患者。排除標準：(1)合并有嚴重的內科疾病患者;(2)伴有患側下肢神經、血管損傷患者;(3)開放骨折患者；(4)復雜合并傷患者；(5)具有嚴重精神疾病及其他原因而不能配合治療者。

1.2 臨床資料 本研究共納入復雜脛骨平臺骨折患者51例，男37例，女14例；年齡19～55歲，中位年齡36.5歲；按照Schatzker分型：Ⅴ型34例，Ⅵ型17例；按照羅從風三柱分型：雙柱骨折32例，三柱骨折19例；受傷原因：車禍傷31例，砸傷11例，高空墜落傷9例。其中術前采用3D打印技術輔助20例作為3D打印組；采用常規手術31例作為為常規手術組。3D打印組男16例，女4例；年齡20～55歲，中位年齡37.5歲；三柱分型：雙柱骨折13例，三柱骨折7例；受傷原因：車禍傷11例，砸傷5例，高空墜落傷4例；受傷至手術時間(6.6±0.9)d。常規手術組男21例，女10例；年齡19～54歲，中位年齡38.1歲；三柱分型：雙柱骨折19例，三柱骨折12例；受傷原因：車禍傷20例，砸傷6例，高空墜落傷5例；受傷至手術時間(6.4±0.7)d。2組患者性別、年齡、損傷側別、骨折分型、致傷原因、合并傷情況及受傷至手術時間等術前臨床資料的比較差異均無統計學意義(P>0.05)，具有可比性,見表1。本研究經醫院倫理委員會批準，入選患者/家屬知情同意并簽署知情同意書。

表1 3D打印組與常規組患者術前臨床資料比較

注：*合并傷有多處復合傷

1.3 3D打印技術 (1)打印3D模型：入組患者均行膝關節CT平掃+多平面重建+三維重建檢查，光盤復制脛骨平臺薄掃資料，然后將薄掃資料輸入計算機中，再應用Mimics軟件進行資料處理，將資料重建成3D模型，再把3D模型數據輸入至3D打印機，打印機按照同等大小打印脛骨平臺骨折模型。(2)在3D模型上進行手術設計：① 明確骨折類型。②把握骨折的特征，在模型上準確地測量出關節面的臺階高度、移位距離，明確骨折塊數量、主要骨折塊的形態特征及確定骨折塊原來的位置。選擇正確的手術入路及內固定物數量、類型，并指導術中骨折復位。③明確復位的解剖標記，在3D模型上找出幾個重要的解剖點，并標記，以方便在手術中識別，從而縮短手術時間。④模擬手術，骨折的復位及固定嚴格遵守治療原則。在模型上按照手術中的步驟模擬復位情況，將骨折復位后用克氏針將骨折塊逐一固定，選擇合適的鈦板預彎并貼附在骨折模型上，調整到合適的位置，螺釘的植入方向、位置要對主要骨折塊具有良好的固定作用，并確定鈦板的規格、型號、放置的位置及螺釘植入的方向、長度。

1.4 手術方法 采用后內側倒“L”形切口三間隙顯露聯合前外側入路，見圖1。

注：A. 從經典的腓腸肌內側頭內緣進入；B.從腓腸肌內側頭外緣進入；C.將切口向前方剝離

圖1 后內側倒“L”形切口三間隙顯露示意圖

1.4.1 術前常規準備 (1)術前均給予跟骨結節牽引。(2)全身支持治療：攝入足夠蛋白質和維生素，必要時輸血。(3)術前均常規消腫治療7～15 d，一般以皮膚恢復皺褶，即肢體腫脹消退、局部炎性反應控制后再手術。

1.4.2 手術步驟 患者術中采取漂浮體位或先俯臥位再重新消毒鋪單改平臥位，充氣止血帶捆扎于患側大腿根部。

首先行后內側倒“L”形切口。標記后內側倒L型切口線，橫行部分位于腘橫紋，不超過中線，豎形部分沿脛骨后內側嵴向下約10 cm。切開皮膚、筋膜后，將大隱靜脈保留于切口前方的皮膚中。深層分成3個窗口：(1)從經典的腓腸肌內側頭內緣進入，將腓腸肌比目魚肌整體從脛骨后面剝離，近關節囊處從腘肌深面掀起，腘血管神經束位于牽開的腘肌淺面，用Holmann拉鉤插入脛骨外側緣并向外側牽開，注意不可過度牽拉，防止損傷腘血管神經束。顯露整個后內側平臺，進行后內側平臺骨折的復位和固定。(2)窗口從腓腸肌內側頭外緣進入，將腘血管神經束向外側牽開，分離、結扎細小的血管分支，適度屈膝，清理后側關節囊和韌帶組織，顯露后外側平臺，進行后外側平臺骨折的復位和固定。(3)窗口將切口向前方剝離，可顯露前內側脛骨平臺，進行前內側平臺骨折的復位和固定。

然后行前外側入路，取常規的脛骨近端前外側切口處理外側平臺關節面。此切口可探查并處理外側半月板，一旦半月板嵌頓在塌陷關節面處時，后側入路難以處理，需要聯合此入路。將Gerdy結節進行適當剝離，在外側半月板上留線以牽起，從而顯露外側平臺關節面。此時對關節面塌陷處進行處理，解除位于塌陷關節面處的半月板嵌頓，以利于復位。在松止血帶前加壓包扎傷口。關閉傷口前進行透視，確認骨折復位情況，內固定的位置及長度，評估膝關節周圍力線。有條件的手術室可進行術中三維掃描。大量生理鹽水分別沖洗兩個手術切口，逐層縫合切口，留置引流，患肢彈力繃帶包扎。

3D打印組術中復位、植骨、內固定3個環節需要參考3D模型及術前的模擬手術。常規組按照常規步驟進行手術，術中無參考、對照。

1.4.3 術后處理 術后常規消腫治療，12～14 d拆除縫線；手術次日開始患膝被動屈伸鍛煉；患膝術后6～8周逐步部分負重，術后10～12周經影像學證實骨折愈合后開始完全負重。

1.5 觀察指標及評定標準 (1) 圍手術期指標：記錄2組患者手術持續時間、手術失血量、手術并發癥發生率、住院費用等；(2)術后放射學評分：術后第3天查術膝正側位X線片及CT平掃+多平面重建+三維重建進行脛骨平臺骨折復位放射學評估(Rasmussen評分)，從疼痛(30分)、功能(22分)、活動度(18分)、肌力(10分)、屈曲畸形(10分)、穩定性(10分)6個方面進行評估，滿分100分，≥85分為優，70～84分為良，60～69分為可，≤59分為差；(3)術后膝關節功能評估：術后12個月進行膝關節功能評估(HSS評分)，根據關節面有無塌陷、髁部是否增寬、有無內外翻畸形評分，每項各6分，滿分18分，優(18分)，良(12～17分)，可(6～11分)，差(<6分)。

2 結 果

2.1 圍手術期指標比較 相對于常規組，3D打印組手術持續時間縮短、手術失血量減少、術后第3天Rasmussen評分及術后12個月HSS評分高，2組間差異有統計學意義(P<0.01)；與常規組相比較，3D打印組住院費用雖高，但2組間比較差異無統計學意義(P>0.05)，見表2。

2.2 2組手術并發癥發生情況 3D打印組術后1例患者發現傷口開裂，經保守治療痊愈。常規組術后2例患者發現傷口開裂，1例患者傷口表皮壞死，均經保守治療痊愈；2例患者發生小腿內下方麻木，隨訪12個月，未好轉；固定松動1例，為螺釘松動，未影響骨折愈合，后手術將螺釘取出。3D打印組手術并發癥發生率5.00%,低于常規組19.35%，2組比較差異有統計學意義(χ2=4.012，P=0.041)。

3 討 論

3.1 應用3D打印技術輔助治療復雜脛骨平臺骨折的優點 復雜脛骨平臺骨折患者越來越多。復雜脛骨平臺骨折為關節內骨折，手術難度大，對骨折復位要求高，如治療不當將出現關節活動障礙、肢體畸形、長期疼痛等并發癥[4]。因此，術前對骨折充分認識，制定良好的手術方案至關重要。

傳統手術設計多依賴X線、CT圖像來獲取骨折信息,即使是CT三維重建圖像也是在二維平面上觀閱。由于角度或者骨折塊重疊、遮擋等因素，上述圖像無法使醫生全面、準確地獲取骨折的詳細信息，致使醫生對骨折空間形態的想象以及診斷和分型的確定出現偏差，最終導致手術失敗[5]。利用3D打印技術可將骨折CT三維重建圖像打印成直觀、易懂的實體模型[6]，醫生不僅能在模型上準確地測出關節面的塌陷高度、主要骨折塊的移位距離，明確骨折塊的數量、主要骨折塊的形態特征，而且可以在模型上模擬手術，明確骨折塊復位的順序，選擇合適的鈦板并塑型，確定鈦板及螺釘的合適位置、數量、長度、方向。通過反復多次的模擬手術，醫生可預先體會到術中遇到的各種問題，制定出最合理的手術方案，節約了手術和麻醉時間，減少了術中出血，降低了手術相關并發癥的發生率，提高了手術的準確性和安全性[7]。3D打印技術在醫學領域已獲得應用，鄧佳燕等[8]和吳新寶[9]報道了利用3D打印技術制作寰樞椎骨折或陳舊性骨盆骨折模型，在模型上確認截骨水平、復位標記以及固定部位等，手術按照術前計劃進行，最終如愿完成了手術。

本研究結果與既往文獻結論相符。與常規組相比較，3D打印組手術時間縮短、術中出血量較少、手術并發癥發生率降低、術后第3天Rasmussen評分及術后12個月HSS評分高，2組間差異有統計學意義(P<0.01)。表明3D打印技術輔助后內側倒“L”形切口三間隙顯露聯合前外側入路治療復雜脛骨平臺骨折優勢明顯。

3.2 后內側倒“L”形切口三間隙顯露聯合前外側入路治療復雜脛骨平臺骨折的優勢 前外側入路是治療前外側及后外側脛骨平臺骨折最常用且最傳統的手術入路[10]。但該手術入路治療后外側脛骨平臺缺點較多：骨折端難以充分暴露，骨折難以直視下復位，以及術后存在較多并發癥。故前外側入路難以用于治療后外側脛骨平臺骨折。有學者[11-12]應用后外側入路治療后外側脛骨平臺骨折，但是神經、血管損傷風險較大。故筆者通過后內側倒L入路暴露后外側平臺。首先，通過后內側倒L入路暴露后外側平臺，不會暴露腓總神經；其次，通過后內側倒L入路所放置的后外側支撐鋼板是斜弧形的，其遠端向內側斜下方走形，避免了脛前動脈的損傷，同時又能對后外側平臺起到很好的支撐作用。

后內側倒“L”形切口三間隙顯露的優勢包括：(1)單一入路、體位可同時顯露前內側、后內側及后外側平臺;(2)后外側平臺塌陷區域術中顯露充分，有利于直視下復位關節面的塌陷、植骨和固定;(3)相比后內+

表2 3D打印組與常規組患者手術時間等指標比較

后外側聯合入路，可在不損傷后外側結構的情況下復位、固定后外側關節面骨折。該入路不足之處：(1)腓腸肌內側頭外緣區域解剖結構復雜，存在腓腸內側神經血管束、腘動靜脈、脛后神經血管束、腓總神經等重要結構，牽拉、操作過程中容易發生醫源性損傷；(2)受局部空間影響，平臺后外側關節面及干骺端顯露范圍有限，操作較困難。

3.3 本研究不足之處 本研究存在的局限性在于為回顧性分析，結果容易產生偏倚，在今后的研究中需要將兩種方法進行前瞻性隨機對照研究。且本研究病例數相對較少，隨訪時間較短，后期將增大樣本的含量，從更多方面與傳統常規手術進行對比性研究，以獲得更有意義的臨床數據。

綜上所述，3D打印技術輔助后內側倒“L”形切口三間隙顯露聯合前外側入路治療復雜脛骨平臺骨折，可縮短手術時間，減少術中出血量，降低手術并發癥發生率，提高骨折復位質量，有效恢復膝關節功能，且并不明顯提高住院費用，具有明顯的優勢。

利益沖突：無

作者貢獻聲明

張擎柱、付世杰：研究設計、隨訪、數據分析及論文撰寫；萬乾、張義：提出研究思路，分析試驗數據，論文審核;李哲、何志勇：實施研究過程，資料搜集整理，論文修改;邱宇辰、金宇：進行統計學分析;閆石、楊小華：課題設計，論文撰寫