數(shù)字個體化3D切模輔助初次膝關(guān)節(jié)置換術(shù)應(yīng)用體會

● 宋家祥 申茂明 劉煜 馬天勇 陸宗波 覃建波 王志國

數(shù)字個體化3D切模輔助初次膝關(guān)節(jié)置換術(shù)應(yīng)用體會

● 宋家祥 申茂明 劉煜 馬天勇 陸宗波 覃建波 王志國

目的：探討3D打印技術(shù)數(shù)字個體化切模在初次人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中的應(yīng)用。方法：收集2013年2月至2015年2月，數(shù)字個體化3D切模導(dǎo)板輔助初次膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)治療93例106膝。術(shù)前行64排螺旋CT技術(shù)行髖膝踝三關(guān)節(jié)薄層掃描建立數(shù)據(jù)庫，制作術(shù)中手術(shù)切模導(dǎo)板指導(dǎo)截骨。結(jié)果：所有患者均獲隨訪，隨訪時間為3～24個月，平均11個月。膝關(guān)節(jié)ROM為伸膝0°、屈膝95°～125°（平均108.5°），總優(yōu)良率為90.6%。無感染及假體松動等并發(fā)癥發(fā)生，手術(shù)時間單膝55min，雙膝148.5min，單膝失血量平均176ml，雙膝282ml。結(jié)論：數(shù)字個體化3D切模輔助初次膝關(guān)節(jié)置換術(shù)可減少患者總失血量，減少手術(shù)操作時間。

個體化3D切模技術(shù)；膝關(guān)節(jié)置換術(shù)；CAD(計算機輔助設(shè)計)軟件

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2013年2月-2015年2月使用北京愛康公司3D打印切模輔助下人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù)，所有病例均使用愛康公司A3膝關(guān)節(jié)假體,對93例患者106膝3D打印切模輔助下TKA手術(shù)治療。女56例,男37例,其中13例行同期雙膝人工關(guān)節(jié)置換術(shù)；年齡58-79歲,平均68.6歲；術(shù)前HSS評分為27-54分,平均40.5分。

1.2 治療方法

1.2.1 術(shù)前

術(shù)前準(zhǔn)備：同傳統(tǒng)膝關(guān)節(jié)置換術(shù)前準(zhǔn)備，但需要收集患者髖膝踝三關(guān)節(jié)薄層CT掃描數(shù)據(jù)及雙下肢全長站立片，利用CAD軟件建三維模型，對膝關(guān)節(jié)骨性結(jié)構(gòu)解剖標(biāo)志定位，建模數(shù)據(jù)庫設(shè)計個體化的手術(shù)截骨切模導(dǎo)板。利用3D打印機,快速成型技術(shù)打印出實體的截骨切模，備術(shù)中消毒使用。

1.2.2 術(shù)中

手術(shù)過程：麻醉后,上氣壓止血帶，取前正中髕內(nèi)側(cè)入路,顯露膝關(guān)節(jié)骨性結(jié)構(gòu)，切除半月板、叉韌帶。先脛骨截骨導(dǎo)板定位，確認導(dǎo)板導(dǎo)航截骨面匹配，可不測量截骨厚度，反復(fù)確定截骨范圍、截骨位置，適當(dāng)?shù)能浗M織松解；再安裝匹配合適的股骨切模導(dǎo)板,保證貼合,截出股骨外翻骨面，測評膝關(guān)節(jié)伸直間歇，并做相應(yīng)軟組織松解，關(guān)節(jié)內(nèi)、外翻畸形＜15°患者均可以獲得良好軟組織平衡；確定安放四合一截骨導(dǎo)板,截出股骨后髁，測評屈膝間歇，通過后關(guān)節(jié)囊、后方骨贅處理，對相應(yīng)緊張部軟組織松解，基本可達到屈伸間歇軟組織平衡要求；再次安放四合一導(dǎo)板，截出股骨前髁、前斜角、后斜角骨面；試模測量下肢力線,再次測評軟組織平衡情況，最后髁間截骨；脈沖沖洗、止血；安裝與截骨導(dǎo)板相同型號的膝關(guān)節(jié)假體固定。選擇合適的膝關(guān)節(jié)墊片。氨甲環(huán)酸做截骨周圍注射止血，再次沖洗。常規(guī)放置負壓引流管。

1.2.3 術(shù)后

術(shù)后處理：術(shù)后與傳統(tǒng)膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后處理一致；預(yù)防使用抗生素;早期活動，靜脈泵、彈力襪，口服拜瑞妥或低分肝素鈉注射預(yù)防靜脈血栓形成，在院期間康復(fù)師全程指導(dǎo)功能鍛煉。

2 結(jié)果

術(shù)后所有患者均得到隨訪，隨訪期限在3～24個月，平均11個月。膝關(guān)節(jié)ROM為伸膝0°、屈膝95°～125°（平均108.5°）。無感染及假體松動等并發(fā)癥發(fā)生，手術(shù)時間單膝55min，雙膝148.5min，單膝總失血量平均176ml，雙膝總失血量282ml。近期觀察所有病例疼痛明顯緩解，切口均一期愈合，無感染、前膝痛及假體松動，無癥狀深靜脈血栓6例；伴有膝關(guān)節(jié)畸形病例，關(guān)節(jié)畸形全部矯正。平均隨訪11月，HSS評分從術(shù)前平均40.5分提高到術(shù)后平均90.8分，總優(yōu)良率90.6%。按InsallHss評分標(biāo)準(zhǔn)（見表1）評分為滿分100分。術(shù)后攝X片示假體匹配度高，下肢力線正常，無假體高懸（over-hang）病例，按假體邊緣與骨緣距離無論是股骨側(cè)或脛骨側(cè)均控制在2mm以內(nèi)。髕骨運動軌跡良好，膝關(guān)節(jié)功能明顯改善。數(shù)字化3D打印切模在初次膝關(guān)節(jié)置換中可有效減少手術(shù)總失血量及手術(shù)操作時間。

表1 Insall -Hss評分標(biāo)準(zhǔn)

3 討論

3.1 手術(shù)技術(shù)

基于傳統(tǒng)膝關(guān)節(jié)置換術(shù)基礎(chǔ)上，對于術(shù)者來說，截骨方式改變，截骨程序不變，同一治療組中，手術(shù)時間及術(shù)后引流量均由明顯改善。導(dǎo)板引導(dǎo)下截骨突顯其優(yōu)越性，截骨厚度，外翻、外旋角度均為計算機軟件處理后設(shè)定為而成，外翻、外旋角度均為個體化角度，明顯簡化常規(guī)截骨時測量角度等步驟，基本可滿足術(shù)者截骨要求；如有軟組織松解后仍無滿意的屈伸間歇病例，多考慮技術(shù)人為因素，亦可以修整截骨面，從而達到匹配理想的假體-骨水泥-骨界面?；螄?yán)重骨缺損患者，使用數(shù)字化3D導(dǎo)航切模截骨導(dǎo)板，術(shù)者術(shù)中更顯得得心應(yīng)手，對手術(shù)關(guān)鍵點把控更有益。

3.2 切模導(dǎo)板

數(shù)字個體化3D切模截骨導(dǎo)板是通過患者下肢多關(guān)節(jié)全長CT或MRI數(shù)據(jù)收集，計算機軟件處理建立下肢三D模型，還原患者正常下肢原形，找出參照截骨標(biāo)記，利用3D快速成型技術(shù)制作導(dǎo)板，匹配相應(yīng)型號人工假體，體現(xiàn)了3D的等比性、精準(zhǔn)性、方便性。但導(dǎo)板也可能帶來技術(shù)上的誤差，筆者體會以下幾方面：A.導(dǎo)板定位標(biāo)志的準(zhǔn)確穩(wěn)定方面；B.導(dǎo)板材質(zhì)的抗阻力方面；C.導(dǎo)板與四合一截骨模塊的匹配程度；D.導(dǎo)板工程師的對關(guān)節(jié)技術(shù)的專業(yè)素養(yǎng)；E.導(dǎo)板工程師與手術(shù)醫(yī)師的專業(yè)距離感。隨著技術(shù)發(fā)展，展望未來的導(dǎo)板、假體技術(shù)均由術(shù)者親自設(shè)計，完成3D打印，親自使用于患者。即真正意義上實現(xiàn)了人工膝關(guān)節(jié)置換的“私人訂制”。

（作者單位：貴州省務(wù)川縣昇輝醫(yī)院骨科）

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