3D打印技術(shù)在疑難復(fù)雜掌指骨粉碎性骨折中的臨床應(yīng)用研究

許永先 霍柱根 鄒旭 肖樹斌 章玲 張小平 譚聰 鄒陽(yáng)平

疑難復(fù)雜掌指骨粉碎性骨折是手外科實(shí)施中的難點(diǎn),常因復(fù)雜骨折復(fù)位難、固定困難而導(dǎo)致手術(shù)失敗,也是醫(yī)患糾紛發(fā)生的主要原因［1］。鑒于此,為彌補(bǔ)常規(guī)手術(shù)技術(shù)治療中的難點(diǎn),通過(guò)應(yīng)用 3D 打印技術(shù) CT掃描,獲得全手的 CT 三維模型及圖像,重建出掌指骨骨折模型。在相關(guān)學(xué)者的研究中被證實(shí)為有效的方法,主要?dú)v經(jīng)術(shù)前手術(shù)排演,程序化、標(biāo)準(zhǔn)化、形象的術(shù)前設(shè)計(jì)和模擬操作,結(jié)合實(shí)際手術(shù),提高年輕醫(yī)生技術(shù)水平,保障醫(yī)療質(zhì)量,為疑難復(fù)雜掌指骨粉碎性骨折診斷治療提供一種規(guī)范化、個(gè)性化、精確化方法［2］。本研究為探討3D 打印技術(shù)在疑難復(fù)雜掌指骨粉碎性骨折患者中的臨床應(yīng)用價(jià)值,特選定本院2017年7月～2019年9月收治的60例疑難復(fù)雜掌指骨粉碎性骨折患者為觀察對(duì)象,現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 應(yīng)用醫(yī)學(xué)樣本勘驗(yàn)對(duì)比法,選取本院2017年7月～2019年9月收治的60例疑難復(fù)雜掌指骨粉碎性骨折患者,依照治療環(huán)節(jié)所用技術(shù)不同分為參照組和實(shí)驗(yàn)組,各30例。參照組男20例,女10例；年齡18～63 歲,平均年齡(48.27±10.83)歲。實(shí)驗(yàn)組男21例,女9例；年齡18～62 歲,平均年齡(48.37±10.86)歲。兩組患者的一般資料比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05),具有可比性。兩組患者均伴有不同程度的深部外傷口長(zhǎng)度,一般在1～3 cm 左右,且掌指均伴有不同程度的軟組織損傷、皮膚撕脫、多段骨折等。

1.2 方法 參照組施以常規(guī)技術(shù),實(shí)驗(yàn)組施以3D 打印技術(shù),常規(guī)技術(shù)以手術(shù)為主,常規(guī)輔助工具為手術(shù)依據(jù)。3D 打印技術(shù)即通過(guò)全手 CT 掃描,獲得全手的 CT三維模型及圖像,重建掌指骨骨折模型；于術(shù)前設(shè)計(jì)個(gè)性化手術(shù)方案,內(nèi)植物選擇,虛擬手術(shù)排演。具體流程為：①選用16 排螺旋CT 行骨關(guān)節(jié)周圍平掃,間距2 mm,掃描數(shù)據(jù)以DICOM 格式保存,刻錄成光盤,將二維DICOM 格式保存的數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics 13.0 軟件,設(shè)定適當(dāng)?shù)幕叶乳撝?對(duì)圖像進(jìn)行分割,通過(guò)Mimics 軟件重建出疑難復(fù)雜掌指骨粉碎性骨折病例骨折三維結(jié)構(gòu),輸出為STL 格式文件,連接3D 打印機(jī),打印出1∶1比例骨折三維實(shí)物模型。②利用Mimics 10.01 軟件對(duì)患者的骨骼CT 掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建,Unigraphics NX 軟件對(duì)手術(shù)器械進(jìn)行實(shí)體建模。利用Unigraphics NX 軟件系統(tǒng)仿真模擬骨骼微創(chuàng)內(nèi)固定系統(tǒng)鋼板固定手術(shù),對(duì)骨骼患者術(shù)前的虛擬手術(shù)研究,初步指導(dǎo)臨床應(yīng)用。③打印出1∶1 比例骨骼三維實(shí)物模型,對(duì)比分析臨床教學(xué)、醫(yī)患溝通之間的區(qū)別,并在模型上進(jìn)行病情的評(píng)估和手術(shù)練習(xí)復(fù)位,術(shù)前將鋼板預(yù)彎,并明確螺釘、克針針的軌道和尺寸［3］。

1.3 觀察指標(biāo)及判定標(biāo)準(zhǔn) 比較兩組臨床療效、術(shù)中操作時(shí)間、X 線透視次數(shù)、出血量及隨訪＞3 個(gè)月的關(guān)節(jié)功能評(píng)分、手術(shù)并發(fā)癥和患者滿意度等。關(guān)節(jié)功能評(píng)分和護(hù)理滿意度評(píng)分范圍均為1～10 分,評(píng)分越高,效果越好。療效判定標(biāo)準(zhǔn)：優(yōu)秀：關(guān)節(jié)功能恢復(fù)顯著,患者滿意度高,無(wú)并發(fā)癥發(fā)生；良好：關(guān)節(jié)功能部分恢復(fù),患者滿意度尚可,并發(fā)癥發(fā)生不明顯；差：患者術(shù)后出現(xiàn)疼痛、出血、術(shù)后骨折愈合不良等。優(yōu)良率=(優(yōu)秀+良好)/總例數(shù)×100%。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS19.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,采用t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以率(%)表示,采用χ2檢驗(yàn)。P＜0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組臨床療效比較 實(shí)驗(yàn)組的優(yōu)良率96.67%高于參照組的70.00%,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。見表1。

2.2 兩組術(shù)中操作時(shí)間、X 線透視次數(shù)、出血量比較 實(shí)驗(yàn)組的術(shù)中操作時(shí)間(2.2±0.1)h 短于參照組的(4.6±0.2)h,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)；實(shí)驗(yàn)組的X線透視次數(shù)、出血量分別為(2.4±0.1)次、(30.4±5.1)ml,少于參照組的(4.8±0.2)次、(129.8±7.0)ml,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。見表2。

2.3 兩組關(guān)節(jié)功能評(píng)分、手術(shù)并發(fā)癥和患者滿意度比較 實(shí)驗(yàn)組的關(guān)節(jié)功能評(píng)分(9.0±0.5)分、患者滿意度(9.5±0.1)分均高于參照組的(7.8±1.1)、(7.3±0.2)分,手術(shù)并發(fā)癥(0.4±0.2)項(xiàng)少于參照組的(4.2±0.3)項(xiàng),差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。見表3。

表1 兩組患者的臨床療效比較［n(%)］

表2 兩組術(shù)中操作時(shí)間、X 線透視次數(shù)、出血量比較(±s)

表2 兩組術(shù)中操作時(shí)間、X 線透視次數(shù)、出血量比較(±s)

注：與對(duì)照組比較,aP＜0.05

表3 兩組關(guān)節(jié)功能評(píng)分、手術(shù)并發(fā)癥和患者滿意度比較(±s)

表3 兩組關(guān)節(jié)功能評(píng)分、手術(shù)并發(fā)癥和患者滿意度比較(±s)

注：與對(duì)照組比較,aP＜0.05

3 討論

3D 打印作為快速成形技術(shù)的一種,是以增材制造技術(shù)為主,改變以往二維影像圖片不直觀的缺點(diǎn),通過(guò)3D 打印技術(shù)建立三維模型數(shù)據(jù)庫(kù),使年輕醫(yī)生、醫(yī)學(xué)生及患者可以直觀傷情的三維結(jié)構(gòu),定制個(gè)性化手術(shù)方案［5］。利用 3D 打印模型,直觀傷情模型及模擬手術(shù)操作,對(duì)提高醫(yī)生對(duì)疾病的診治水平,提升醫(yī)療效果,縮短患者住院時(shí)間,減輕患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)效果明顯［6,7］。

綜合來(lái)講,通過(guò)全手 CT 掃描,獲得全手的 CT 三維模型及圖像,重建出掌指骨骨折模型,即應(yīng)用 3D 打印技術(shù)打印出骨折模型,實(shí)物模型“體驗(yàn)?zāi)Ｊ健?溝通,增強(qiáng)信任,有效減少了醫(yī)患矛盾［8-12］。具體應(yīng)用步驟為,術(shù)前設(shè)計(jì)個(gè)性化手術(shù)方案,內(nèi)植物選擇,虛擬手術(shù)排演,可解決復(fù)雜骨折復(fù)位難,固定困難,容易導(dǎo)致手術(shù)失敗的問(wèn)題,可避免手術(shù)盲目性,減少手術(shù)并發(fā)癥,減少損傷,縮短手術(shù)時(shí)間；術(shù)后制作個(gè)性化康復(fù)支具解決手功能快速康復(fù)的問(wèn)題。術(shù)前手術(shù)排演,程序化、標(biāo)準(zhǔn)化、形象的術(shù)前設(shè)計(jì)和模擬操作,結(jié)合實(shí)際手術(shù),提高年輕醫(yī)生的技術(shù)水平,保障醫(yī)療質(zhì)量,為疑難復(fù)雜掌指骨粉碎性骨折診斷治療提供一種規(guī)范化、個(gè)性化、精確化的方法［13-16］。醫(yī)生根據(jù)掌指骨粉碎性骨折手術(shù)復(fù)雜程度開展3D 打印,明顯減少了術(shù)中X 線透視次數(shù)、縮短手術(shù)時(shí)間,從而提高醫(yī)生骨折手術(shù)水平,縮短患者住院時(shí)間,減輕了患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)［17-20］。術(shù)后制作個(gè)性化康復(fù)支具解決手功能快速康復(fù),提高療效,降低醫(yī)療費(fèi)用［9］。個(gè)性化品質(zhì)醫(yī)療服務(wù)能有效化解醫(yī)患矛盾,提升醫(yī)院的服務(wù)競(jìng)爭(zhēng)力、提高醫(yī)院知名度,創(chuàng)新技術(shù),與時(shí)俱進(jìn),實(shí)現(xiàn)醫(yī)院社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益雙豐收；還可解決骨折復(fù)位難、固定難,術(shù)后手部功能不滿意難題；同時(shí)掌指骨骨折 3D 打印模型可以作為工傷事故傷殘等級(jí)鑒定及賠付的參考［10］。

綜上所述,3D 打印技術(shù)在疑難復(fù)雜掌指骨粉碎性骨折患者中的治療效果確切,具有較高的臨床有效性和安全性,對(duì)提高手術(shù)精準(zhǔn)度、成功率、減輕患者痛苦效果顯著,值得臨床大力實(shí)施推廣。