3D打印技術(shù)在跟骨骨折手術(shù)治療中的應(yīng)用效果

熊敏劍　唐理英　朱欣陽(yáng)　莫世奮　亞非

[摘要]目的 探討跟骨骨折患者手術(shù)治療中應(yīng)用3D打印技術(shù)的價(jià)值。方法 回顧性分析2014年2月～2017年2月我院收治的跟骨骨折患者60例作為研究對(duì)象，根據(jù)就診時(shí)間的不同分為對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組，每組各30例。兩組均接受切開(kāi)復(fù)位內(nèi)固定治療，其中對(duì)照組根據(jù)CT二維圖像及X線圖像實(shí)施手術(shù)，實(shí)驗(yàn)組則通過(guò)3D打印技術(shù)對(duì)鋼板預(yù)塑形后實(shí)施手術(shù)治療，對(duì)比兩組治療結(jié)果的差異性。結(jié)果 實(shí)驗(yàn)組手術(shù)治療時(shí)間、術(shù)中出血量均明顯短于或少于對(duì)照組（P<0.05）；實(shí)驗(yàn)組治療的優(yōu)良率為90.00%，明顯高于對(duì)照組（66.67%），其C形臂X線暴露概率明顯低于對(duì)照組（P<0.05）；兩組并發(fā)癥發(fā)生率比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。結(jié)論 跟骨骨折患者在手術(shù)治療中應(yīng)用3D打印技術(shù)，可以在術(shù)前進(jìn)行手術(shù)設(shè)計(jì)和模擬，進(jìn)而促進(jìn)其手術(shù)效果的提高，將并發(fā)癥發(fā)生率降低，有臨床意義。

[關(guān)鍵詞]3D打印技術(shù)；跟骨骨折；手術(shù)治療

[中圖分類號(hào)] R687.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-4721（2018）6（a）-0087-03

[Abstract]Objective To explore the effectiveness of application of 3D printing technology in surgical treatment of calcaneal fractures.Methods Altogether 60 cases of calcaneal fractures who were treated in our hospital from February 2014 to February 2017 were reviewed and analyzed.They were divided into the control group and the experiment group by difference surgery method，30 cases in each group.Two groups of patients were treated with open reduction and internal fixation.The control group underwent surgery according to CT （computerized tomography） two-dimensional image and X-ray image.The experiment group was treated with surgery by 3D printing technique after the pre-shaping of the steel plate.The difference in the outcome of the patients with calcaneal fracture were compared between two groups.Results The duration of surgery and intraoperative hemorrhage of experiment group were significantly shorter than those of the control group （P<0.05）.The excellent treatment rate of experiment group （90.00%） was significantly higher than that of the control group （66.67%），and the X-ray exposure probability of the C-arm was significantly lower than that of the control group（P<0.05）.The incidence of complications between two groups had no statistically significant difference （P>0.05）.Conclusion With application of 3D printing technique in surgical treatment of calcaneal fractures，the pre-surgical design and simulation of the operation can be performed，which improves the effect of operation，reduces the probability of complications and has clinical significance.

[Key words]3D printing technology；Calcaneal fracture；Surgical treatment

跟骨骨折具有較高的發(fā)生率，其中75%為關(guān)節(jié)內(nèi)骨折，跟骨其軟組織覆蓋較差，傷口不愈合、感染等并發(fā)癥高，所以跟骨骨折治療存在一定的難度[1]。目前，臨床主要是通過(guò)手術(shù)的方式為患者實(shí)施治療，但患者經(jīng)手術(shù)治療后，較易出現(xiàn)并發(fā)癥的情況，而影響其預(yù)后[2]。跟骨骨折患者在接受手術(shù)治療前，常需為患者實(shí)施CT或X線掃描，根據(jù)二維圖像來(lái)對(duì)跟骨骨折情況進(jìn)行觀察，并與醫(yī)療人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行結(jié)合，對(duì)手術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。跟骨骨折患者接受手術(shù)治療前，難以準(zhǔn)確對(duì)其跟骨復(fù)位后的具體狀態(tài)、置釘方向、位置、鋼板形態(tài)進(jìn)行評(píng)估，需要在手術(shù)牽引以及翹撥復(fù)位后，根據(jù)C形臂X線機(jī)透視情況進(jìn)行決定，這樣就增加了手術(shù)治療的時(shí)間以及不確定性，對(duì)治療的效果造成影響[3-5]。隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)不斷的發(fā)展，三維圖像重建技術(shù)在臨床中的應(yīng)用價(jià)值在不斷提高，可獲得更多的骨折相關(guān)信息，3D打印技術(shù)和數(shù)字化圖像處理則可根據(jù)具體的CT圖像數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)估骨位后的情況，并進(jìn)行模擬的手術(shù)，而個(gè)性化則對(duì)患者的手術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，制定合理的手術(shù)方案，進(jìn)而促進(jìn)手術(shù)治療效果的提高[6-7]。本文主要對(duì)跟骨骨折患者手術(shù)治療中應(yīng)用3D打印技術(shù)的價(jià)值作分析，現(xiàn)報(bào)道如下。

1資料與方法

1.1一般資料

選取2014年2月～2017年2月我院收治的60例根骨骨折患者作為研究對(duì)象，根據(jù)其就診時(shí)間分為對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組，每組各30例。兩組均接受切開(kāi)復(fù)位內(nèi)固定治療，對(duì)照組根據(jù)CT二維圖像及X線圖像實(shí)施手術(shù)，實(shí)驗(yàn)組則通過(guò)3D打印技術(shù)對(duì)鋼板預(yù)塑形后實(shí)施手術(shù)治療。納入標(biāo)準(zhǔn)：①經(jīng)CT、X線等檢查確診；②經(jīng)Sanders分型為跟骨骨折Ⅲ型或Ⅳ型；③自愿參與本研究。排除標(biāo)準(zhǔn)：①存在明顯血管損傷者；②存在陳舊跟骨骨折史者；③開(kāi)放性骨折者；④不能積極配合本研究者。實(shí)驗(yàn)組男18例，女12例；年齡18～60歲，平均（38.56±7.52）歲；其中Ⅲ型骨折20例，Ⅳ型骨折10例。對(duì)照組男19例，女11例；年齡18～59歲，平均（38.60±7.17）歲；其中Ⅲ型骨折21例，Ⅳ型骨折9例。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)。兩組的一般資料比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），具有可比性。

1.2方法

兩組在術(shù)前均接受消腫治療，在腫脹消除后，實(shí)施手術(shù)治療，其受傷至手術(shù)實(shí)施時(shí)間為7～15 d，平均（9.12±1.20）d。實(shí)施連續(xù)硬膜外麻醉，選擇患者跟骨外則，進(jìn)行擴(kuò)大L形入路，通過(guò)無(wú)牽拉技術(shù)顯露，在患者跟骨骨折外側(cè)對(duì)普通跟骨鈦板進(jìn)行放置，并采用螺釘行固定處理，如有必要，可在C形臂X線機(jī)透視下對(duì)復(fù)位情況驗(yàn)證，并對(duì)載踞突螺釘?shù)奈恢眠M(jìn)行調(diào)整。對(duì)照組直接根據(jù)其CT二維圖像以及X線圖像，對(duì)合適形態(tài)和大小的跟骨鈦板進(jìn)行選擇，后實(shí)施手術(shù)治療。實(shí)驗(yàn)組在實(shí)施手術(shù)前，通過(guò)Mimics 15.0軟件，將CT圖像導(dǎo)入，對(duì)三維模型進(jìn)行建立，實(shí)施數(shù)字化的模擬復(fù)位及數(shù)字化重建，對(duì)跟骨3D模型進(jìn)行打印，術(shù)前鋼板實(shí)施預(yù)塑形處理，打印置釘導(dǎo)航模塊及復(fù)位標(biāo)準(zhǔn)模塊，后實(shí)施手術(shù)治療。

1.3觀察指標(biāo)

對(duì)兩組的手術(shù)治療時(shí)間、術(shù)中出血量進(jìn)行觀察分析，同時(shí)比較兩組C形臂X線暴露的概率、手術(shù)治療效果（采用Maryland足踝外科評(píng)分表進(jìn)行評(píng)價(jià)，總分為100分，優(yōu)：90～100分，患者行走姿勢(shì)正常，無(wú)疼痛；良：75～89分，患者行走姿勢(shì)基本為正常，在行走時(shí)，存在輕微的疼痛感；可：50～74分，患者行走姿勢(shì)異常，行走時(shí)疼痛較為明顯，跟骨畸形；差：50分以下，患者存在劇烈的疼痛，跟骨感染、骨缺損、畸形，不可行走）及并發(fā)癥情況（主要包括愈合畸形、愈合延遲、足部感染、切口感染）的差異性。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

數(shù)據(jù)均嚴(yán)格錄入SPSS 22.00軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±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)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1兩組手術(shù)治療時(shí)間、術(shù)中出血量的比較

實(shí)驗(yàn)組手術(shù)治療時(shí)間、術(shù)中出血量均明顯短于或少于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）（表1）。

2.2兩組手術(shù)效果、C形臂X線暴露概率的比較

實(shí)驗(yàn)組治療的優(yōu)良率為90.00%，明顯高于對(duì)照組（66.67%），其C形臂X線暴露概率明顯低于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）（表2）。

2.3兩組并發(fā)癥發(fā)生率的比較

兩組并發(fā)癥發(fā)生率比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）（表3）。

3討論

高能量是導(dǎo)致患者出現(xiàn)跟骨骨折的主要原因，多數(shù)患者的跟骨骨折可波及其跟距關(guān)節(jié)，使得其出現(xiàn)骨質(zhì)缺損、跟骨變寬、關(guān)節(jié)塌陷等癥狀，為患者實(shí)施非手術(shù)治療難以起到作用[8-9]。目前，臨床主要是采用手術(shù)治療，其治療的目的是對(duì)患者的骨折進(jìn)行復(fù)位，但人體的跟骨結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，實(shí)施一般性的手術(shù)難以對(duì)解剖復(fù)位效果進(jìn)行保證，跟骨高度丟失、關(guān)節(jié)面不平整、跟骨寬度增加等均會(huì)導(dǎo)致患者出現(xiàn)創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎、愈合畸形的情況，嚴(yán)重者甚至出現(xiàn)行走功能障礙[10-11]。

跟骨解剖結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，為患者實(shí)施手術(shù)治療，存在一定的不確定性，手術(shù)治療的效果、植骨方式以及復(fù)位技巧均與患者的具體骨折情況有關(guān)[12]，患者跟骨骨折的具體情況需醫(yī)生詳細(xì)觀察，然后為患者制定相應(yīng)的手術(shù)方案，CT檢查能夠?qū)Ω遣课贿M(jìn)行三維重建，但是常規(guī)三維重建圖像僅可實(shí)現(xiàn)可視化，難以進(jìn)行虛擬手術(shù)[13]。

3D打印是根據(jù)CT三維重建后的相關(guān)圖像數(shù)據(jù)，對(duì)圖像進(jìn)行打印，建立跟骨骨折的相關(guān)模型，從而對(duì)患者的具體骨折情況進(jìn)行反映，同時(shí)能夠?qū)嵤┨摂M的手術(shù)，將手術(shù)治療的合理性和科學(xué)性增加，從而提高療效[14-15]。

本研究結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)組手術(shù)治療時(shí)間、術(shù)中出血量均明顯短于或少于根據(jù)CT二維圖像以及X線圖像實(shí)施手術(shù)治療的對(duì)照組；實(shí)驗(yàn)組治療的優(yōu)良率（90.00%）明顯高于對(duì)照組的優(yōu)良率（66.67%），其C形臂X線暴露率明顯低于對(duì)照組；兩組并發(fā)癥發(fā)生率比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示3D打印技術(shù)的應(yīng)用，能將患者的手術(shù)時(shí)間縮短，控制術(shù)中出血量以及C形臂X線暴露率，提高療效。

綜上所述，將3D打印技術(shù)應(yīng)用于跟骨骨折患者的手術(shù)中，具有較高的價(jià)值，可促進(jìn)手術(shù)治療效果的提高，避免患者出現(xiàn)跟骨感染、骨缺損、畸形的情況，且可減少患者手術(shù)創(chuàng)傷程度，縮短手術(shù)時(shí)間，對(duì)改善跟骨骨折患者的預(yù)后有著積極的意義，值得推廣應(yīng)用。

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（收稿日期：2018-01-29 本文編輯：崔建中）