探討3D打印導航模板在全膝關節置換術中的應用

劉愛國 陳永

【摘要】目的：以分組形式明確3D打印導航模板在全膝關節置換術中的應用意義。方法：以2019.1-2020.1為時間線內，將研究主體設為我院收治的80例全膝關節置換術患者。采取隨機均分的形式分組，對照組（n=40）以傳統手術為治療方案，觀察組（n=40）以3D打印導航模板輔助下全膝關節置換術為治療方案，基于手術指標、術后功能指標等指標數據為依據評價各自治療效果。結果：觀察組術中出血量、術后引流量更低，與對照組差異顯著（P<0.05）。觀察組手術時間更短，與對照組差異顯著（P<0.05）。干預前兩組HSS分值、Hb、ESR、CPR相當（P>0.05），干預后觀察組HSS分值、Hb更高（P<0.05），CPR更低（P<0.05），ESR數值相當（P>0.05）。結論：應用3D打印導航模板開展全膝關節置換術，可有效提高治療效果，改善患者預后。

【關鍵詞】3D打印導航模板;全膝關節置換術;關節功能;手術指標

【中圖分類號】R684????????????????????? 【文獻標識碼】A???????????????????&nbsp;???? 【文章編號】2096-7225（2020）03-0031-02

在膝關節疾病治療中，全膝關節置換術是常用術式，過去醫師主要依靠自身經驗、手感明確解剖位置，并經定位器械進行截骨，截骨量以及角度的把控、假體的選擇主要依據自身經驗、肉眼進行確定。而對于嚴重膝內外翻、關節面軟骨喪失患者，傳統的手術截骨無法滿足臨床需求。3D打印導航模板技術作為一項新興技術，術前通過結合患者影像學數據制定個體化導航模板，可實現手術操作的個體化以及精確性，對其應用價值，我院開展如下研究進行驗證：

1 資料與方法

1.1一般資料

以2019.1-2020.1為時間線內，將研究主體設為我院收治的80例全膝關節置換術患者。患者知悉研究且自愿簽訂同意書。取隨機均分的形式分組，對照組（n=40）以傳統手術為治療方案，觀察組（n=40）以3D打印導航模板輔助下全膝關節置換術為治療方案。觀察組男24例，女16例。年齡為51-77（64.32±2.52）歲。對照組男23例，女17例。年齡為50-75（63.42±2.25）歲。研究在醫學倫理委會會同意下開展，兩組患者在基于公平性的原則下參與研究，各項個人基本資料無差異性（P>0.05）。

1.2 方法

觀察組術前應用128排CT對患者髖關節至踝關節進行掃描。將掃描數據經三維重建軟件Mimics導入建立下肢三維模型。將三維模型上傳至軟件，明確股骨、脛骨的機械軸以及內外側平臺線。依據下肢機械軸明確股骨遠端、脛骨近端截骨平面，應用軟件開展截骨矯形模擬，經截骨平面將截骨定位孔導入，依據股骨、脛骨解剖性狀獲取相應的反向導航模板。將導航模板經3D技術打印出來，并予以高溫高壓滅菌。

兩組患者均在麻醉后選擇平臥位，常規消毒鋪巾，大腿根部應用止血帶扎緊，于膝前正中處作切口，逐層切開。經股四頭肌肌腱內側、髕內側支持帶、髕腱內側切開，上方延伸至髕骨上緣四橫指處，下方延伸至脛骨結節。將部分髕上脂肪墊、增生滑膜、殘留內外側半月板切除，將骨贅去除，對髕骨關節面予以修整，采用髕周電刀進行燒灼，去除神經化。屈膝90°，采用髓外定位器、脛骨側截骨模塊將脛骨平臺軟骨去除。對照組將股骨髓腔桿于后交叉韌帶點外上方1cm處置入，將股骨遠端外翻行截骨操作。應用股骨尺寸測量器后方兩翼將內外側后踝勾住，并對鉤針與前方皮質最高點之間距離進行測量，采用鋼釘做好定位。截骨模板安裝后實施股骨側截骨。將軟組織松解，檢測伸直位、屈曲位間隙平衡。完成測試后涂抹骨水泥，并對假體、襯墊進行安裝。置入引流管，閉合切口，并外敷包扎。觀察組去除脛骨平臺軟骨后將3D打印導航模板置于股骨遠端，應用克氏針固定，應用鉆頭對股骨入髓點進行磨挫，將導板去下，對導板定位孔以及內外上踝位置關系進行確定，并置入髓腔桿，將股骨遠端外翻進行截骨。若伸直位內外側間隙未恢復平衡，則檢查骨贅是否清楚徹底，若骨贅清楚后仍處于失衡狀態，則對內側副韌帶實施深層拉花樣或Piccrusting松解，同時松解半膜肌肌腱、脛骨近段內側角。應用股骨尺寸測量器后方兩翼將內外側后踝勾住，并對鉤針與前方皮質最高點之間距離進行測量，采用鋼釘做好定位。了解3D打印導板定位孔連線與測量器定位孔連線之間關系，評價3D打印導板準確性。應用截骨模板行股骨側截骨。對側副韌帶等軟組織予以松解，檢測伸直位、屈曲位間隙平衡。完成測試后涂抹骨水泥，并對假體、襯墊進行安裝。置入引流管，閉合切口，并外敷包扎。

1.3 觀察指標

觀察兩組患者術中出血量、術后引流量、手術時間。采用HSS評分量表對患者術前、術后膝關節功能進行評估。術前、術后對患者血紅蛋白（Hb）、血沉（ESR）、C反應蛋白（CRP）進行檢測。

1.4 統計學方法

采用統計學軟件程序20.0（SPSS20.0）處理此次研究數據，計數資料由卡方檢測，輸出顯示為率（%）;計量資料使用t檢測以及（±s）的形式描述，P<0.05，說明計數/計量數據間差異大，有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組患者手術指標比較

觀察組術中出血量、術后引流量更低，與對照組差異顯著（P<0.05）。觀察組手術時間、更短，與對照組差異顯著（P<0.05）。詳見表1。

2.2 兩組患者HSS、Hb、ESR、CPR比較

干預前兩組HSS分值、Hb、ESR、CPR相當（P>0.05），干預后觀察組HSS分值、Hb更高（P<0.05），CPR更低（P<0.05），ESR數值相當（P>0.05）。詳見表2。

3 討論

3D打印技術以三維模型為基礎，經逐層打印技術實現實物模型的建立。近年來，影像學、數字化醫學發展迅速，個體化、精確化成為骨科發展的一個方向，3D打印技術作為數字化技術的體現，在骨科手術中得到了密切關注。

我院對觀察組開展3D打印導航模板輔助手術治療，結果得出，觀察組術中出血量、術后引流量更低，與對照組差異顯著（P<0.05）。觀察組手術時間更短，與對照組差異顯著（P<0.05）。分析認為，傳統手術需多次進行截骨，需開髓進行股骨髓內定位，手術操作時間較長，出血較多。而3D打印技術依據CT數據為患者建立個體化實體模型以及導航模板，術前可對手術相關參數進行確定并建立術前規劃，可預測術中假體的相關規格以及安放數據等，有效縮短了手術時間，提高了手術操作精確性，降低了創傷性。干預前兩組HSS分值、Hb、ESR、CPR相當（P>0.05），干預后觀察組HSS分值、Hb更高（P<0.05），CPR更低（P<0.05），ESR數值相當（P>0.05）。分析認為3D打印導航模板可減小皮膚剝離，對皮瓣血供影響較小，有利于患者關節功能恢復。

綜上所述，在全膝關節置換術中引入3D打印導航模板，可有效減少手術創傷性，有利于患者預后恢復，值得推薦。

參考文獻：

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[2] 王立暉， 臧學慧， 葉培，等. 3D打印截骨導板在全膝關節置換術中的應用經驗[J]. 嶺南現代臨床外科， 2018， 18（4）：92-95.

[3] 辛鋒，趙鳳朝.3D打印技術在行全膝關節置換術患者中的應用分析[J].中國醫藥，2019，14（7）：1062-1065.

通訊作者簡介：

姓名：陳永;性別：男;出生年月：1987.12：籍貫：河南;學歷：碩士;科室：骨科;職稱：住院醫師;研究方向：四肢創傷，遠動醫學。

項目名稱：河南省醫學科技攻關計劃聯合共建項目（項目編號LHGJ20190519）