3D打印個體化模型應用于復雜踝關節骨折治療中的價值研究

沙鵬

（徐州市腫瘤醫院骨科，江蘇徐州 221000）

踝關節是人體中較為復雜的關節之一，具有重要的負重功能，其發生骨折多為復雜骨折，屬于關節內骨折發病率較高，在骨折后通常引發肢體功能障礙。骨折后通常采用關節內固定進行干預，但常會造成關節內粘連，關節囊攣縮，進而導致關節畸形，從而給患者的生活水平及身體健康帶來極大的不便。臨床上手術治療主要的原則是在手術中實現精確的復位，固定，達到治療的目的。以往通常采用X線行手術設計，但存在危險性大，定位不準確的弊端，未能得到廣泛的推廣。3D打印技術作為一種新興的數字技術，在外科領域中取得較好的效果，故為了解決此問題，促進診療效果的進一步發展[1]，筆者特進行該次研究，現將2016年3月—2018年3月期間作為研究時段，具體情況報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

經過患者同意以及醫院管理委員會的批準，選取在該院就診診斷為踝關節復雜骨折的64例患者。我們把這64例患者隨機分為對照組及實驗組。實驗組患者男17例，女15例，年齡在25～75歲之間，平均年齡（47.6±3.57）歲。 病程約在 2～12周之間，平均病程（6.32±0.26）周。對照組患者男16例，女16例，年齡在26～74 歲之間，平均年齡（48.1±4.11）歲。病程在 2.5～11周之間，平均病程（7.25±0.89）周。所有患者中，合并高血壓患者12例，合并糖尿病患者11例，不同組患者年齡、性別以及病程構成等基線資料對比，差異無統計學意義(P＞0.05)，具有可比性。

納入標準：（1）在該院就診經過X線等檢測方法確診踝關節復雜骨折患者，無骨性強直且需要進行康復鍛煉。（2）踝關節的活動度＜80，排除標準：合并精神神經系統疾病，無法正常溝通交流者，不能定期復診隨訪的患者。

1.2 治療方法

所有患者術前進行常規護理，抗凝，嚴密監測血壓，心率。此外，進行相應的影像學檢查是否有手術的適應證。對照組的手術設計采用傳統的X線和CT影像技術，行裸關節入口及出口的X線片，收集數據[2]，傳輸數據至相應的工作站進行相應的圖像數據處理，層層篩選出有利于手術進行的圖像，這些圖像要有較強的參考意義，分析手術的切入點，觀察骨折的特點及骨折周圍組織的損傷情況，評估可能出現的并發癥情況后[3]，制訂出相應的手術策略。

表1 兩組患者圍手術期相關指標的對比（±s）

表1 兩組患者圍手術期相關指標的對比（±s）

注：與對照組相比，aP＜0.05，差異有統計學意義。

組別 骨折愈合時間（周）手術時程（min）實驗組（n=32）對照組（n=32）（12.44±1.55）a 18.02±1.22 12.54±2.66 12.55±2.33術后住院時間（d）切口長度（cm） 術中出血量（mL）（5.66±1.22）a 8.36±1.21 2.55±1.33 2.44±1.03（124.22±1.21）a 220.11±1.45

實驗組的手術則是采用最新的3D打印技術，充分體現了現代數字技術的便捷，通過三維的立體重建技術對圖像進行3D處理重建，踝關節復雜骨折的模型經激光成型，模型比例為1∶1，整個過程快速自動，手術者可以通過建立好的3D模型模擬進行手術，進一步把握在手術過程中的復位方式[4]，骨折的移動距離，旋轉的角度等，實現手術實操中復位的準確，固定的牢固。通過影像技術對手術進行設計之后，正式開始進行手術，所有的患者均采用微創的入路手術方式。囑咐患者取仰臥位，麻醉師進行相應的麻醉后，助手進一步消毒鋪巾，保持下肢長度，力線，旋轉角度。所有的內外踝骨折均分別采用踝關節的內側、外側入路，充分暴露骨折端，予對照組的患者鋼板直接植入進行關節內固定，予實驗組的患者在3D打印成像下先行模擬的復位，評估復位效果之后將預定的鋼板置入行復位及內固定。確定鋼板的最佳長度[5]，并確定鋼板的位置，進一步使用螺釘進行加固，注意手術過程中防止損傷周圍組織的血管及神經，手術完成之后放置引流管，封閉切口。術后進行康復，角度依次增加，每天治療3 h；連續治療2個月。所有患者應用肌力訓練、中藥治療，關節松動術等進行綜合康復。

1.3 觀察指標及評價標準

比較分析兩組患者的骨折愈合時間，手術時程，術后的住院時間，切口的長度，術中的出血量等指標，此外對患者術后的并發癥做出相應的統計，如術后深靜脈血栓形成、釘道的感染、切口的感染、創傷性關節炎等。

1.4 統計方法

2 結果

2.1 不同組患者圍手術期相關指標的比較

經過完善的手術治療后，實驗組患者骨折愈合的時間、術中的出血量、術后住院時間均低于對照組患者，差異有統計學上的意義(P＜0.05)。詳見表1。

2.2 患者并發癥情況比較

實驗組創傷后關節炎、釘道感染等并發癥發生情況（25.00%）明顯低于對照組（65.63%），差異有統計學的意義（P＜0.05）。 詳見表 2。

3 討論

臨床上治療方式有很多種，終歸到底是采用微創或是開放手術進行準確的復位固定。當今外科技術逐步朝著微創，精準的方向發展，盡可能地避免不必要的損傷，所以手術所依賴的數字成像技術極為關鍵。傳統的手術一般依據X線進行設計，但是踝關節骨折的復雜程度較高，依據X線不能明確骨折的程度及骨折移位方向，不能明確診斷骨折的類型，給治療帶來一定的困難，此外依賴X線進行手術，不能進行手術之前的模擬復位及固定，手術失去了可操作性，在治療的過程中也會造成骨折臨近組織的損傷。3D打印技術依賴完善的數字化模型，利用相關的材料，處理得到三維的立體模型圖像[6]，可以更清晰的展示關節內部的精密結構以及臨近組織的損傷情況，此外在手術之前，操作者可以進行相應的模擬化操作，有利于制定精密完善的手術策略，提高手術者的操作水平，有效控制術后并發癥的發生，所以理論上經過3D打印個體化模型進行手術會取得比較好的臨床效果。

表2 患者并發癥情況比較[n(%)]

該次研究中，干預后，兩組患者的切口長度及手術時程無明顯的差異，實驗組患者骨折愈合的時間、術中的出血量、術后住院時間均低于對照組患者，此外實驗組術后創傷性關節炎、切口感染等并發癥的發生較對照組低，差異有統計學的意義(P＜0.05)。

綜上所述，在復雜踝關節骨折的患者，以不同的數字影像技術進行手術效果不一致，其中，經過3D打印個體化模型進行手術有較好的臨床療效，可以減少術中的出血量，術后的住院時間，骨折愈合的時間，除此以外，術后的一系列并發癥發生較少，值得臨床工作者借鑒與應用。