應(yīng)用于脛骨平臺骨折微創(chuàng)治療的輔助技術(shù)新進(jìn)展

尹佩佩(綜述)，于曉巍(審校)

1．泰山醫(yī)學(xué)院骨外科，泰安271016; 2．上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院東院骨科，上海201306

·綜述·

應(yīng)用于脛骨平臺骨折微創(chuàng)治療的輔助技術(shù)新進(jìn)展

尹佩佩1，2(綜述)，于曉巍2(審校)

1．泰山醫(yī)學(xué)院骨外科，泰安271016; 2．上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院東院骨科，上海201306

脛骨平臺骨折的治療分為保守治療和手術(shù)治療。除伴有嚴(yán)重心腦血管疾病難以耐受手術(shù)治療以及骨折未發(fā)生明顯移位和未累及關(guān)節(jié)面的患者外，一般均采取手術(shù)治療。然而傳統(tǒng)切開復(fù)位內(nèi)固定術(shù)治療脛骨平臺骨折，存在創(chuàng)傷大、感染率高等缺點(diǎn)，使得越來越多的骨科醫(yī)師開始關(guān)注微創(chuàng)技術(shù)。如何使小切口充分暴露骨折情況達(dá)到準(zhǔn)確修復(fù)關(guān)節(jié)面，一直是微創(chuàng)治療脛骨平臺骨折的臨床研究熱點(diǎn)。隨著三維打印以及關(guān)節(jié)鏡等技術(shù)的成熟，應(yīng)用這些輔助技術(shù)獲得微創(chuàng)治療脛骨平臺骨折的便捷及滿意療效，已獲得越來越多的骨科醫(yī)師認(rèn)可。本文就脛骨平臺骨折微創(chuàng)治療的輔助技術(shù)新進(jìn)展作一綜述。

脛骨平臺骨折;內(nèi)固定;手術(shù)治療;微創(chuàng);輔助技術(shù)

脛骨平臺骨折是復(fù)雜的關(guān)節(jié)內(nèi)骨折，常伴有嚴(yán)重的軟組織損傷，在膝關(guān)節(jié)損傷中很常見，大約占所有骨折的1．2%。其中老年患者約占8%，并且超過一半老年患者是男性［1-2］。目前，臨床上對脛骨平臺骨折保守治療的標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一，仍存在爭議。Brown等［3］認(rèn)為關(guān)節(jié)面臺階＜3 mm，可行保守治療。Rozell等［1］認(rèn)為，關(guān)節(jié)面塌陷＜5 mm、移位＜5 mm，可行保守治療。Buchko等［4］認(rèn)為脛骨平臺塌陷＜8 mm，保守治療和手術(shù)治療的效果沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。但是保守治療存在許多缺點(diǎn)，尤其是由于長期制動(dòng)造成的關(guān)節(jié)僵硬、肌肉萎縮、廢用性骨質(zhì)疏松等問題。因而除伴有嚴(yán)重心腦血管疾病以及骨折未發(fā)生明顯移位和未累及關(guān)節(jié)面的患者外，一般建議患者行手術(shù)治療以保證較好的療效。

與微創(chuàng)治療脛骨平臺骨折相比，傳統(tǒng)手術(shù)具有創(chuàng)傷大、感染率高等缺點(diǎn)［5］。Momaya等［6］報(bào)道，脛骨平臺切開復(fù)位內(nèi)固定術(shù)后感染率較高，尤其是復(fù)雜的脛骨平臺骨折，約11．1%感染患者為深部感染。手術(shù)切口越大感染的風(fēng)險(xiǎn)越高，嚴(yán)重可高達(dá)80%［7-8］。微創(chuàng)技術(shù)治療脛骨平臺骨折可以降低感染的風(fēng)險(xiǎn)，但是在高能量創(chuàng)傷的骨折中仍就接近10%～14%的患者切口發(fā)生感染［9］。針對其高感染率，高能量損傷等特點(diǎn)，微創(chuàng)治療脛骨平臺骨折已成為臨床首選。而針對于微創(chuàng)治療脛骨平臺骨折，臨床上使用了不同的輔助技術(shù)，現(xiàn)綜述如下。

1 3D打印技術(shù)

三維(3D)打印技術(shù)，也稱為快速成型技術(shù)，是一種多功能的新興技術(shù)，已被應(yīng)用于不同的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域［10］。近年來，3D打印技術(shù)取得飛速的發(fā)展，現(xiàn)已逐步應(yīng)用于骨科手術(shù)，并取得良好的臨床效果［11-12］。脛骨平臺骨折是復(fù)雜的關(guān)節(jié)內(nèi)骨折，治療不當(dāng)極易導(dǎo)致創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎。傳統(tǒng)的術(shù)前X光片以及CT資料為術(shù)者了解骨折的嚴(yán)重程度提供的幫助有限，且高度依賴術(shù)者經(jīng)驗(yàn)以及空間想象，而3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)了將虛擬轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)這一過程，為醫(yī)師術(shù)前計(jì)劃以及術(shù)中復(fù)位提供指導(dǎo)。

3D打印技術(shù)基于術(shù)前CT數(shù)據(jù)依靠3D模型的設(shè)計(jì)，通過電腦軟件和計(jì)算機(jī)數(shù)控成型系統(tǒng)進(jìn)行組裝，結(jié)合特殊的材料，一層一層的制作成一個(gè)物理模型［13］。3D打印技術(shù)具有真實(shí)呈現(xiàn)骨折移位或粉碎情況等獨(dú)特優(yōu)勢，尤其在創(chuàng)傷骨科領(lǐng)域［14-15］。術(shù)者可通過該技術(shù)制備模型來進(jìn)行手術(shù)計(jì)劃制定，并更形象地告知患者及家屬相應(yīng)方案，便于溝通;同時(shí)術(shù)中亦可參照模型對骨折進(jìn)行復(fù)位。Huang等［16-17］研究表明，根據(jù)術(shù)前計(jì)劃，結(jié)合數(shù)字化技術(shù)，3D打印輔助導(dǎo)航模板可以使植入物的放置更精確，骨折固定更牢靠，手術(shù)效果更優(yōu)，尤其是治療復(fù)雜的脛骨平臺骨折。

同時(shí)，一些研究者使用該模型來制備內(nèi)固定的導(dǎo)航模塊，來獲得手術(shù)操作的精準(zhǔn)。Giannetti等［18］研究發(fā)現(xiàn)，術(shù)前和術(shù)中應(yīng)用3D打印輔助導(dǎo)航模板可以明顯縮短手術(shù)時(shí)間，減少患者以及醫(yī)師的暴露輻射量。左睿等［19］做了類似的研究報(bào)道，3D打印輔助導(dǎo)航模板治療復(fù)雜的脛骨平臺骨折可以明顯縮短手術(shù)時(shí)間，術(shù)后隨訪膝關(guān)節(jié)功能優(yōu)良率高于傳統(tǒng)組。Fürnstah等［20］報(bào)道，個(gè)性化3D打印輔助導(dǎo)板以及計(jì)算機(jī)輔助術(shù)前計(jì)劃治療復(fù)雜脛骨平臺骨折3例，結(jié)果顯示3D打印輔助導(dǎo)板可以提高骨折復(fù)位的精確度，使其更接近解剖復(fù)位。但上述相關(guān)報(bào)道存在樣本量少、隨訪時(shí)間短等不足等問題，臨床上需要長期觀察其并發(fā)癥及遠(yuǎn)期療效。甚至對于醫(yī)學(xué)生及青年醫(yī)師的教學(xué)、外科手術(shù)培訓(xùn)等方面，易可廣泛應(yīng)用［21］。

3D打印技術(shù)能在術(shù)前幫助術(shù)者為患者制定精準(zhǔn)化個(gè)性化的手術(shù)計(jì)劃，降低手術(shù)難度及手術(shù)時(shí)間，提高骨折復(fù)位的精確度，同時(shí)還能幫助患者更好的理解手術(shù)計(jì)劃，完善術(shù)前溝通，然而由于其制作價(jià)格限制了臨床大規(guī)模應(yīng)用［22］。

2 關(guān)節(jié)鏡輔助復(fù)位技術(shù)

關(guān)節(jié)鏡技術(shù)在20世紀(jì)80年代由Caspari等［23］和Jennings等［24］首次在脛骨平臺骨折治療中描述，并在隨后的研究中證明:關(guān)節(jié)鏡輔助微創(chuàng)治療脛骨平臺SchatzkerⅠ型、Ⅱ型以及Ⅲ型骨折臨床效果較好。隨著關(guān)節(jié)鏡技術(shù)的成熟，關(guān)節(jié)鏡也小規(guī)模應(yīng)用于脛骨平臺SchatzkerⅣ型、Ⅴ型以及Ⅵ型骨折的治療。Siegler等［25］報(bào)道，關(guān)節(jié)鏡輔助治療27例SchatzkerⅠ～Ⅲ型脛骨平臺骨折患者，隨訪21例，平均隨訪59．5個(gè)月，Rasmussen評分平均為25．5分，膝關(guān)節(jié)IKS評分平均為85．2分，功能分?jǐn)?shù)平均為91分，并認(rèn)為關(guān)節(jié)鏡輔助治療脛骨平臺骨折創(chuàng)傷小，術(shù)后創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎的發(fā)生率較傳統(tǒng)手術(shù)發(fā)生率低，療效滿意。相關(guān)研究表明，關(guān)節(jié)鏡輔助微創(chuàng)治療脛骨平臺骨折感染率低，功能恢復(fù)快，并且具有如下的優(yōu)勢研究［25-28］:(1)便于脛骨平臺骨折合并傷的及時(shí)處理。(2)可視化關(guān)節(jié)內(nèi)骨折復(fù)位情況。(3)減少術(shù)中C臂機(jī)的透視次數(shù)。(4)創(chuàng)傷小，外形美觀，術(shù)后恢復(fù)快。

雖然關(guān)節(jié)鏡輔助下有較多的優(yōu)點(diǎn)，但是不可忽視的是，骨筋膜室綜合征作為其輔助治療脛骨平臺骨折嚴(yán)重的并發(fā)癥，尤其是高能量創(chuàng)傷所導(dǎo)致的脛骨平臺骨折。這類脛骨平臺骨折常合并半月板及交叉韌帶、側(cè)副韌帶損傷，Gardner等［29］對103例高能量創(chuàng)傷所導(dǎo)致的脛骨平臺骨折患者進(jìn)行術(shù)前MRI掃描，發(fā)現(xiàn)只有1例患者沒有軟組織損傷。雖然已有文章報(bào)道［30-31］，骨筋膜室綜合征的發(fā)生率較低，Chiu等［32］研究25例關(guān)節(jié)鏡輔助微創(chuàng)治療脛骨平臺骨折，其中SchatzkerⅣ型5例，SchatzkerⅤ型2例，SchatzkerⅥ型18例，隨訪時(shí)間最短為5年，92%的患者獲得良好的臨床和放射學(xué)結(jié)果，無骨筋膜室綜合征的發(fā)生。后者一旦發(fā)生便會導(dǎo)致極差的臨床預(yù)后。

3 C臂機(jī)引導(dǎo)下的復(fù)位技術(shù)

隨著醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步，C臂機(jī)也由傳統(tǒng)的二維成像發(fā)展為現(xiàn)在的三維成像。二維C臂機(jī)存在顯示層面少以及精確度差等缺點(diǎn)，逐步被三維C臂機(jī)所取代。在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生了外科機(jī)器人，其可以完成很多手術(shù)，引領(lǐng)外科手術(shù)新的潮流［33］。由于骨科術(shù)中效果依賴于透視成像，術(shù)中三維C臂機(jī)在創(chuàng)傷骨科治療脛骨平臺骨折中變得十分重要，尤其是評估骨折復(fù)位和植入物位置的好壞［34］。對于不同類型的創(chuàng)傷骨折，有臨床研究表明基于三維C臂機(jī)成像信息證實(shí)術(shù)中修正率在7%～19%之間［35］，說明C臂機(jī)引導(dǎo)下的復(fù)位技術(shù)可以提高骨折復(fù)位的準(zhǔn)度。

精確復(fù)位關(guān)節(jié)面是治療脛骨平臺骨折的重要目標(biāo)。三維C臂機(jī)成像可獲得骨折復(fù)位情況以及植入物位置放置情況等足夠的術(shù)中信息，并指導(dǎo)下一步的手術(shù)操作。目前，三維C臂機(jī)逐步廣泛應(yīng)用于臨床，并取得了良好的臨床效果［36-37］。Kendoff等［36］對19例脛骨平臺骨折的患者，進(jìn)行三維C臂機(jī)術(shù)中輔助復(fù)位，4例(21%)患者需要修正。由于傳統(tǒng)透視的精確度差，這些患者被普通C臂機(jī)透視后卻顯示復(fù)位良好。術(shù)后所有患者患膝行CT掃描，結(jié)果同術(shù)中三維C臂機(jī)輔助透視結(jié)果一致。經(jīng)三維C臂機(jī)輔助治療的患者，脛骨平臺復(fù)位良好，三維C臂機(jī)輔助復(fù)位技術(shù)可使關(guān)節(jié)面復(fù)位接近甚至達(dá)到解剖水平。Ruan等［38］報(bào)道，30例伴關(guān)節(jié)面塌陷脛骨平臺骨折患者，術(shù)畢行二維C臂機(jī)以及三維C臂機(jī)透視，評估骨折復(fù)位情況以及鋼板和螺釘固定情況，4例患者需要修正(三維C臂機(jī)透視發(fā)現(xiàn))。比較兩組圖像發(fā)現(xiàn)三維圖像明顯優(yōu)于傳統(tǒng)二維，并認(rèn)為術(shù)中應(yīng)用三維C臂機(jī)輔助復(fù)位脛骨平臺骨折復(fù)位效果好，精準(zhǔn)度高，有效縮小醫(yī)師經(jīng)驗(yàn)差異帶來的療效差異。Khoury等［39］在尸體上制作脛骨平臺骨折模型，研究發(fā)現(xiàn)三維C臂機(jī)在骨折的診斷、分型以及骨折塊的處理上具有優(yōu)勢。

臨床和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)都證明了三維C臂機(jī)輔助復(fù)位技術(shù)具有很大的優(yōu)勢，可以準(zhǔn)確判斷骨折復(fù)位情況以及內(nèi)置物位置好壞，但卻存在花費(fèi)高、輻射量大、成像質(zhì)量較傳統(tǒng)CT差以及對手術(shù)室和操作人員要求較高等缺點(diǎn)，限制其廣泛推廣。

4 導(dǎo)航技術(shù)

導(dǎo)航技術(shù)通過利用計(jì)算機(jī)輔助可以在手術(shù)過程中充分利用患者的圖像數(shù)據(jù)為術(shù)者提供指導(dǎo)，使微創(chuàng)手術(shù)形式多樣化，該技術(shù)被認(rèn)為在創(chuàng)傷骨科領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。導(dǎo)航技術(shù)于20世紀(jì)被應(yīng)用于臨床，并已被證明是一種通用的骨折治療技術(shù)，可用于所有骨折的治療［40］。

導(dǎo)航技術(shù)可以實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)并以圖像的形式呈現(xiàn)，廣泛應(yīng)用于微創(chuàng)手術(shù)，并取得良好的治療效果［41-43］。在微創(chuàng)治療脛骨平臺骨折的同時(shí)，導(dǎo)航技術(shù)還可以提高脛骨平臺骨折復(fù)位的準(zhǔn)確性和安全性，防止螺釘穿出關(guān)節(jié)，避免損傷膝關(guān)節(jié)周圍重要的血管及神經(jīng)，縮短手術(shù)時(shí)間。相比于傳統(tǒng)C臂機(jī)輔助治療，導(dǎo)航技術(shù)還可以減少患者和骨科醫(yī)師的輻射量，保護(hù)患者以及醫(yī)師的健康。Kahler等［40］報(bào)道，導(dǎo)航技術(shù)可以應(yīng)用于創(chuàng)傷骨折的各種類型，并且可以實(shí)時(shí)呈現(xiàn)骨折復(fù)位情況以及植入物位置好壞。Leung等［44］報(bào)道，導(dǎo)航技術(shù)廣泛應(yīng)用于臨床創(chuàng)傷骨折，可以閉合復(fù)位微創(chuàng)治療低能量所致的脛骨平臺骨折。導(dǎo)航技術(shù)輔助下經(jīng)皮螺釘固定，復(fù)位精確，固定牢固，操作簡單，但是操作過程中很難實(shí)時(shí)追蹤每塊骨折塊。導(dǎo)航技術(shù)對簡單的脛骨平臺骨折優(yōu)勢明顯，但尚無大樣本研究報(bào)道導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用于復(fù)雜脛骨平臺骨折的治療。Panzica等［45］報(bào)道，在5例尸體標(biāo)本上制作脛骨平臺壓縮骨折模型，術(shù)中應(yīng)用導(dǎo)航技術(shù)輔助復(fù)位，復(fù)位效果好，接近解剖復(fù)位。臨床上對導(dǎo)航技術(shù)輔助治療脛骨平臺骨折的報(bào)道文章少，長期的臨床療效以及并發(fā)癥有待觀察。

5 結(jié)語

脛骨平臺骨折是復(fù)雜的關(guān)節(jié)內(nèi)骨折，多由高能量創(chuàng)傷導(dǎo)致，常伴有嚴(yán)重的軟組織損傷，手術(shù)治療難度大，對骨科醫(yī)師來說是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。脛骨平臺骨折的治療原則為解剖復(fù)位、堅(jiān)強(qiáng)固定、早期功能鍛煉，其治療的最終目的是最大限度恢復(fù)膝關(guān)節(jié)的功能。傳統(tǒng)手術(shù)雖然能獲得較好的術(shù)野，但存在創(chuàng)傷大、感染率高等缺點(diǎn)。而醫(yī)療輔助技術(shù)的發(fā)展為臨床微創(chuàng)治療脛骨平臺骨折，尤其是術(shù)野輔助方面提供了極大的助力，多種輔助技術(shù)的日趨成熟使治療脛骨平臺骨折的手術(shù)方式多樣化;但輔助技術(shù)需要的儀器以及相關(guān)技術(shù)支持制約了它的臨床普及。但是，還應(yīng)該清楚地認(rèn)識到輔助復(fù)位技術(shù)，并不能降低術(shù)者對患者骨折類型、周圍軟組織情況、患者全身狀況甚至其經(jīng)濟(jì)因素等綜合考慮的必要性;只有恰當(dāng)?shù)剡x擇最佳個(gè)性化的治療方案，方可最大限度地降低手術(shù)并發(fā)癥，和恢復(fù)患者膝關(guān)節(jié)功能。

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New progress on assisted technologies for minimally invasive treatment of tibial plateau fracture

YIN Peipei1，YU Xiaowei2
1．Department of Orthopedics，Taishan Medical College，Tai’an 271016，China; 2．Department of Orthopedics，Shanghai Jiao Tong University Affiliated Sixth People’s Eastern Hospital，Shanghai201306，China

The treatment of tibial plateau fracture is divided into conservative treatment and surgical treatment．Except for the patients with severe cardiovascular and cerebrovascular diseases and the patients without obvious displacement and involvement of articular surface，generally open reduction and internal fixation(ORIF)should be the first choice for tibial plateau fracture instead of conservative treatment．However，theweakness of traditional ORIF such as surgical trauma and high rate of infection has turned clinicians’attention to minimally invasive treatment．With the development of three-dimensional printing，arthroscopy，and other technologies，we have a better way for the treatment of tibial plateau fracture-minimally invasive internal fixation which is always a clinical research hotspot．And these auxiliary technologies form inimally invasive treatment of tibial plateau fracture to achieve adequate exposure aremore and more approbated by surgeons because of good clinical results．This article reviewed new progress on assisted technologies for minimally invasive treatment of tibial plateau fracture．

Tibial plateau fracture;Internal fixation;Surgical treatment;M inimally invasive;Auxiliary technology

R683．4

A

2095-378X(2017)02-0105-05

10．3969/j．issn．2095-378X．2017．02．011

2017－04－25)

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尹佩佩(1990—)，男，碩士研究生，從事骨與關(guān)節(jié)損傷研究

于曉巍，電子信箱:yuxw@sjtu．edu．cn

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