3D打印技術(shù)在橈骨遠(yuǎn)端粉碎性骨折治療中的應(yīng)用

林東澤　張勁松　汪強　周仁強

【摘要】 目的：探討分析3D打印技術(shù)在橈骨遠(yuǎn)端粉碎性骨折治療中的應(yīng)用效果。方法：納入研究對象為筆者所在醫(yī)院于2016年1-12月收治的橈骨遠(yuǎn)端粉碎性骨折患者30例，隨機分為對照組和試驗組，每組15例。對照組給予常規(guī)手術(shù)切開復(fù)位異性鋼板內(nèi)固定術(shù)，試驗組根據(jù)CT掃描成像，利用3D打印技術(shù)打印骨折模型，于模擬調(diào)試后行手術(shù)切開復(fù)位異性鋼板內(nèi)固定術(shù)。觀察并比較兩組患者手術(shù)基本情況、骨折愈合優(yōu)良率、術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生情況及患者滿意度。結(jié)果：所有患者均順利完成手術(shù)，試驗組在手術(shù)時間、術(shù)中出血量、切口大小指標(biāo)上均顯著優(yōu)于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.01）。經(jīng)治療，兩組骨折愈合優(yōu)良率分別為93.3%，80.0%，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。兩組術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率分別為6.7%，20.0%，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。術(shù)后隨訪，試驗組滿意度為93.3%，顯著高于對照組的53.3%，差異有統(tǒng)計意義（P<0.05）。結(jié)論：3D打印技術(shù)應(yīng)用于橈骨遠(yuǎn)端粉碎性骨折治療中效果理想，且安全性和滿意度較高，值得臨床推廣實踐。

【關(guān)鍵詞】 3D打印技術(shù)； 橈骨遠(yuǎn)端粉碎性骨折； 內(nèi)固定術(shù)

doi：10.14033/j.cnki.cfmr.2017.32.035 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 B 文章編號 1674-6805（2017）32-0071-03

橈骨遠(yuǎn)端骨折屬臨床中常見的上肢骨折，約占全身骨折的1/6。該病治療較為困難，治療不當(dāng)則易造成關(guān)節(jié)畸形、創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎及活動受限等并發(fā)癥[1]。目前橈骨遠(yuǎn)端粉碎性骨折主要采用復(fù)位內(nèi)固定術(shù)治療，常規(guī)X線、CT僅能初步顯示骨折類型，無法全面顯示骨折信息[2]。近年來，隨著3D打印技術(shù)的興起，其以個體化、快速化、數(shù)字模擬等顯著優(yōu)勢而應(yīng)用于骨科臨床治療中 [3]。故本研究以筆者所在醫(yī)院2016年1-12月收治的30例橈骨遠(yuǎn)端粉碎性骨折患者為研究對象，探討3D打印技術(shù)在其治療中應(yīng)用效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料

納入病例為筆者所在醫(yī)院于2016年1-12月收治的橈骨遠(yuǎn)端粉碎性骨折患者30例，所有患者均簽署知情同意書，排除嚴(yán)重心腦血管疾病、有精神病史患者，依從性均較好。將30例患者隨機分為試驗組和對照組，每組15例。其中試驗組男9例，女6例；年齡24～64歲，平均（40.15±6.44）歲；參見文獻(xiàn)[4]AO分型：C2型7例、C3型8例。對照組男10例，女5例；年齡27～65歲，平均（40.31±6.39）歲；AO分型：C2型8例、C3型7例。經(jīng)統(tǒng)計學(xué)處理，兩組患者一般資料比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），有可比性。

1.2 方法

（1）兩組患者均取側(cè)臥位，用螺旋CT在橈骨遠(yuǎn)端以1 mm間距進(jìn)行連續(xù)掃描得到清晰骨窗斷層圖像，并保存為DICOM格式。（2）CT圖像處理與椎體三維模型的建立：將DICOM格式文件導(dǎo)入Minics 10.0，利用Threshold選擇擬重建部分，并對圖像進(jìn)行修改，再現(xiàn)橈骨遠(yuǎn)端骨折結(jié)構(gòu)的三維形態(tài)，重建后的三維模型以stl格式保存。（3）試驗組利用CT三維重建圖像，輸出至3D打印設(shè)備，通過3D設(shè)備進(jìn)行等比例模型打印。在模型上進(jìn)行手術(shù)預(yù)演：設(shè)計手術(shù)切口、軟組織剝離、骨折塊翹剝，恢復(fù)橈骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)面、尺偏角、掌傾角和橈骨高度，橈骨遠(yuǎn)端的鋼板的最佳位置，并進(jìn)行鋼板預(yù)彎、螺釘進(jìn)入方向設(shè)計、螺釘長度等一系列數(shù)據(jù)的精確測量并予記錄。對照組根據(jù)術(shù)前X線、CT三維重建圖像對骨折類型、損傷程度進(jìn)行判斷，制定手術(shù)方案及內(nèi)置入物型號，并進(jìn)行鋼板預(yù)彎、螺釘進(jìn)入方向設(shè)計、螺釘長度設(shè)計。（4）手術(shù)方法：根據(jù)確定的治療方案，臂叢麻醉。掌側(cè)切口取Henry切口，有背側(cè)骨折塊另取背側(cè)切口，遠(yuǎn)端超過遠(yuǎn)側(cè)腕橫紋，向近端延長約5 cm，切開皮膚、皮下組織后，于橈側(cè)腕屈肌和橈動脈之間鈍性分離，暴露旋前方肌并于橈側(cè)縱行切斷，將其翻向尺側(cè)，暴露骨折端。直視下行骨折復(fù)位，術(shù)中采用拔伸牽引、撬撥復(fù)位骨折端，恢復(fù)橈骨遠(yuǎn)端長度及關(guān)節(jié)面，恢復(fù)橈骨的掌傾角和尺偏角。橈骨遠(yuǎn)端骨折塊解剖復(fù)位后，植入鎖定鋼板，擰緊鎖定螺釘，使釘板成一體。（5）術(shù)后24 h常規(guī)預(yù)防性抗感染，術(shù)后6周根據(jù)復(fù)查X線片情況決定是否負(fù)重，不建議早期負(fù)重。

1.3 觀察指標(biāo)

（1）觀察并比較兩組患者手術(shù)基本情況，包括：手術(shù)時間、出血量、切口大小。（2）術(shù)后復(fù)查X線，評價兩組手術(shù)固定復(fù)位效果，采用改良Neer評價系統(tǒng)評定療效，優(yōu)秀：>85分；良好：70～85分；可：55～69分；差：<55分。優(yōu)良率=（優(yōu)+良）/總例數(shù)100%[5]。（3）術(shù)后定期隨訪觀察并比較兩組患者感染腫脹、鋼板松動等術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生情況及滿意度?？倽M意度=（非常滿意+滿意）/總例數(shù)100%。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

采用SPSS 22.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理，計量資料以（x±s）表示，采用t檢驗，計數(shù)資料以率（%）表示，采用字2檢驗，P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組手術(shù)基本情況比較

兩組患者均順利完成手術(shù)，試驗組的手術(shù)時間、術(shù)中出血量、切口大小均顯著優(yōu)于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.01），見表1。

2.2 兩組骨折愈合療效比較

經(jīng)治療，兩組骨折愈合優(yōu)良率分別為93.3%、80.0%，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），見表2。

2.3 兩組術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率比較

兩組術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率分別為6.7%、20.0%，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），見表3。

2.4 兩組滿意度比較

術(shù)后隨訪，試驗組滿意度為93.3%，顯著高于對照組的53.3%，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），見表4。

2.5 典型病例

33歲，男性，高處墜落致右橈骨遠(yuǎn)端粉碎性開放性骨折（AO分型23-C3），右腕掌側(cè)橫行創(chuàng)口，掌側(cè)皮膚、軟組織條件差，選擇背側(cè)入路復(fù)位內(nèi)固定術(shù)。術(shù)前CT三維重建掌側(cè)觀、背面觀見圖1、圖2，顯示右橈骨遠(yuǎn)端粉碎性骨折，累計關(guān)節(jié)面，外側(cè)柱、中間柱不穩(wěn)定；利用CT三維重建圖像，通過3D設(shè)備打印等比例模型，模型掌側(cè)觀、背面觀見圖3、圖4；因患者右腕掌側(cè)有橫行創(chuàng)口，掌側(cè)皮膚、軟組織條件差，外傷1周后選擇背側(cè)入路復(fù)位，利用預(yù)選的微型鋼板分別對中間柱、外側(cè)柱進(jìn)行固定。術(shù)后X線腕關(guān)節(jié)正位、側(cè)位片所示骨折端對位對線良好，關(guān)節(jié)面平整，內(nèi)固定在位，見圖5、圖6；術(shù)后6個月復(fù)查腕關(guān)節(jié)正位、側(cè)位片骨折愈合，患者右腕關(guān)節(jié)功能良好，見圖7、圖8。endprint

3 討論

橈骨遠(yuǎn)端粉碎性骨折較為復(fù)雜，高能量損傷占比較高，受傷機制不同其骨折移位與方向均不同。因而，對于橈骨粉碎性骨折患者，應(yīng)根據(jù)各個患者年齡、骨折類型等制定更為個性化的治療方案[6]。所以在治療前應(yīng)對患者骨折部位進(jìn)行深入、細(xì)致地分析，確保為患者制定出最佳治療方案。傳統(tǒng)的CT檢查雖可有效反映橈骨遠(yuǎn)端移位及關(guān)節(jié)面粉碎情況，但對于粉碎程度較大的C2、C3型骨折易出現(xiàn)診斷錯誤，甚至出現(xiàn)誤診、漏診等情況。常規(guī)X線僅可提供基本骨折信息，對于分型也僅可提供大致指導(dǎo)[7]。

3D打印技術(shù)最早出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代，是一種通過三維數(shù)據(jù)，運用塑料、金屬狀粉末等逐層的方式結(jié)合以制造構(gòu)件的技術(shù)。該技術(shù)可根據(jù)患者個體特征，由CT、X線等臨床診斷技術(shù)獲取三維數(shù)據(jù)，重建手術(shù)部位的骨結(jié)構(gòu)，可在骨治療中得到臨床應(yīng)用。由計算機處理后得到三維圖像并根據(jù)臨床需要對3D圖像進(jìn)行進(jìn)一步修改，將數(shù)據(jù)傳入打印機打印成型[8-9]。一方面，3D技術(shù)無需設(shè)計對應(yīng)模具，制作速度快，便于生產(chǎn)化，經(jīng)濟效益高。另一方面，其應(yīng)用于體積小、做工細(xì)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的骨模方面優(yōu)勢明顯，可根據(jù)患者自身個體需求進(jìn)行相應(yīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計，以實現(xiàn)更好的個體化治療[10]。在橈骨遠(yuǎn)端粉碎性骨折治療中，通過3D打印技術(shù)，制造出1∶1模型，可全面、直觀地從各個角度觀察各骨折塊位移與旋轉(zhuǎn)情況及骨折線行徑，并可實際測量移位距離，確定骨折分型[11]。通過模型，骨科醫(yī)生可對病變有直觀的認(rèn)識，有利于了解疾病發(fā)病機制并作出有效診斷，同時加強了解患者病變部位的解剖情況，有利于制定科學(xué)的手術(shù)方案，減少手術(shù)風(fēng)險。

本研究中，試驗組手術(shù)基本情況指標(biāo)手術(shù)時間、術(shù)中出血量、手術(shù)切口及滿意度均顯著優(yōu)于對照組；說明3D打印技術(shù)在橈骨遠(yuǎn)端粉碎性骨折治療中具有手術(shù)時間短、術(shù)中出血量少、切口小等優(yōu)點，提高患者滿意度。這可能與3D打印技術(shù)可精確觀察骨折情況有關(guān)，縮短了手術(shù)時間，同時術(shù)中切口較小，減少了術(shù)中出血量[12]。另外，術(shù)后并發(fā)癥和愈合優(yōu)良率比較，兩組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），提示3D打印技術(shù)在橈骨遠(yuǎn)端粉碎性骨折治療中不影響患者治療的有效性和安全性。

綜上所述，3D打印技術(shù)在橈骨遠(yuǎn)端粉碎性骨折治療中具有顯著優(yōu)勢，具有手術(shù)時間短、術(shù)中出血量少、切口小等優(yōu)點，同時可有效提高患者滿意度，值得臨床推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]繆杰佳，沈釗雄，李逸群.橈骨遠(yuǎn)端骨折治療策略及相關(guān)研究進(jìn)展[J].醫(yī)學(xué)研究生學(xué)報，2017，30（5）：44-46.

[2]張鷹，倪鵬輝，劉大鵬，等.3D打印技術(shù)在股骨遠(yuǎn)端骨折診斷與治療中的應(yīng)用研究[J].中國數(shù)字醫(yī)學(xué)，2017，12（1）：55-57.

[3]孟慶峰，韓基雄，汪少源，等.3D打印技術(shù)在股骨遠(yuǎn)端骨折治療中的應(yīng)用[J].中日友好醫(yī)院學(xué)報，2016，30（5）：295-297.

[4]姜福龍，姜海林，姜雪.解剖鎖定鋼板治療橈骨遠(yuǎn)端粉碎性骨折[J].臨床骨科雜志，2014，17（1）：111.

[5]楊志全，李海生.兩種手術(shù)方法治療橈骨遠(yuǎn)端粉碎性骨折的臨床效果[J].中國矯形外科雜志，2015，23（18）：1719-1721.

[6]唐盛輝，孫永建，趙漢民，等.3D打印技術(shù)輔助治療高能量Pilon骨折的臨床應(yīng)用[J].中國矯形外科雜志，2015，23（22）：2042-2046.

[7]羅本泰，李俊玲.橈骨遠(yuǎn)端粉碎性骨折及關(guān)節(jié)內(nèi)骨折的手術(shù)治療效果分析[J].山西醫(yī)藥雜志，2016，45（21）：2503-2505.

[8]高志強.橈骨遠(yuǎn)端骨折的治療進(jìn)展[J].中國醫(yī)刊，2014，12（8）：3-5.

[9]魏新旺，楊志，姚軍，等.3D打印技術(shù)在骨盆骨折修復(fù)中的應(yīng)用[J].中國組織工程研究，2015，19（44）：7163-7166.

[10]曹波，馬創(chuàng)，程新春，等.3D打印技術(shù)在復(fù)雜創(chuàng)傷骨科教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國骨與關(guān)節(jié)雜志，2017，6（5）：95-97.

[11]于占勇，李力更，劉會仁.橈骨遠(yuǎn)端骨折的診治進(jìn)展[J].創(chuàng)傷外科雜志，2014，16（2）：176-179.

[12]惠正廣，張鎮(zhèn)，李朝頂，等.3種方法治療橈骨遠(yuǎn)端骨折的療效比較[J].中國骨與關(guān)節(jié)損傷雜志，2015，30（5）：494-496.

（收稿日期：2017-07-07）endprint