探討3D打印聯(lián)合Mimics軟件在肘關(guān)節(jié)骨折中的應(yīng)用效果

陳隆福 王虎 吳任濤 羅軍 劉曉雷 孫景福

【摘要】 目的：分析3D打印聯(lián)合Mimics軟件在肘關(guān)節(jié)骨折中的應(yīng)用效果。方法：選取60例筆者所在醫(yī)院2015年1月-2019年1月收治的肘關(guān)節(jié)骨折患者，基于平行對照法將其分為兩組，每組30例。對照組行常規(guī)手術(shù)，觀察組根據(jù)3D打印聯(lián)合Mimics軟件開展手術(shù)。比較兩組臨床指標(biāo)、肘關(guān)節(jié)Mayo功能評分和肘關(guān)節(jié)活動度。結(jié)果：兩組住院時間、切口長度比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）;觀察組透視次數(shù)、出血量及手術(shù)時間均優(yōu)于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。術(shù)前，兩組肘關(guān)節(jié)Mayo功能評分比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）;觀察組術(shù)后3、6個月肘關(guān)節(jié)Mayo功能評分均高于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。觀察組旋后、屈曲、旋前及伸直活動度均優(yōu)于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。結(jié)論：3D打印聯(lián)合Mimics軟件在肘關(guān)節(jié)骨折治療中具有較高的應(yīng)用價值，不僅可以縮短手術(shù)時間，同時還可以顯著改善患者肘關(guān)節(jié)活動功能狀況。

【關(guān)鍵詞】 肘關(guān)節(jié) 骨折 Mimics軟件 3D打印

doi：10.14033/j.cnki.cfmr.2020.17.008 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 B 文章編號 1674-6805（2020）17-00-03

The Application Effect of 3D Printing Combined with Mimics Software in Elbow Joint Fracture/CHEN Longfu， WANG Hu， WU Rentao， LUO Jun， LIU Xiaolei， SUN Jingfu. //Chinese and Foreign Medical Research， 2020， 18（17）： -23

[Abstract] Objective： To analyze the application effect of 3D printing combined with Mimics software in elbow joint fracture. Method： A total of 60 patients with elbow joint fracture admitted in our hospital from January 2015 to January 2019 were selected. They were divided into two groups based on the parallel control method， with 30 patients in each group. The control group underwent routine surgery， while the observation group performed the surgery according to 3D printing combined with Mimics software. The clinical indexes， Mayo function score of elbow joint and elbow joint activity degree of the two groups were compared. Result： There were no significant differences in length of stay and incision between the two groups （P>0.05）. The number of fluoroscopy， the amount of bleeding and operation time in the observation group were better than those in the control group， the differences were statistically significant （P<0.05）. Before surgery， there was no significant difference in the Mayo function score of elbow joint between the two groups （P>0.05）. The Mayo function score of elbow joint in the observation group were higher than those in the control group at 3 and 6 months after surgery， and the differences were statistically significant （P<0.05）. The activity degree of posterior rotation， flexion， anterior rotation and straightening in the observation group were better than those in the control group， and the differences were statistically significant （P<0.05）. Conclusion： 3D printing combined with Mimics software has a high application value in the treatment of elbow joint fracture. It can not only shorten the operation time， but also significantly improve the elbow joint activity function of patients.

[Key words] Elbow joint Fracture Mimics software 3D printing

First-authors address： Houjie Hospital of Dongguan City， Dongguan 523945， China

肘關(guān)節(jié)是上肢相對重要的一個關(guān)節(jié)，其組成包括肱骨遠(yuǎn)端及周圍韌帶、橈骨近端，在全身骨折中，肘關(guān)節(jié)骨折占比達(dá)到14%[1]，因為該部位解剖結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，再加之關(guān)節(jié)多，一旦出現(xiàn)骨折，如果未合理治療，很容易導(dǎo)致相對嚴(yán)重的功能障礙，致使患者生活質(zhì)量降低[2]。采用保守治療方法，關(guān)節(jié)面平整恢復(fù)難度較大，所以使用范圍受限，在內(nèi)固定理念及技術(shù)不斷更新和發(fā)展的同時，切開復(fù)位內(nèi)固定被視為肘關(guān)節(jié)骨折治療的主要方法，其可達(dá)到復(fù)位解剖及固定強化目的[3]。但是，對于年輕醫(yī)生而言，手術(shù)期間很容易出現(xiàn)復(fù)位不良，且并發(fā)癥發(fā)生率高[4]。如何解決以上問題是目前關(guān)注的重點。3D打印是近年新出的一種方法，其可以準(zhǔn)確打印骨折位置，進(jìn)而幫助醫(yī)生更好地理解骨折部位。Mimics軟件屬于3D圖像處理編輯軟件，其能夠?qū)RI圖像及CT圖像掃描數(shù)據(jù)準(zhǔn)確識別，并構(gòu)建模型進(jìn)行拆分顯示，拆解各部分骨折塊，擬合復(fù)位效果，從而降低實際復(fù)位次數(shù)，減少醫(yī)源性損傷，提高關(guān)節(jié)內(nèi)骨折解剖復(fù)位精度。本文主要針對肘關(guān)節(jié)骨折患者采取3D打印結(jié)合Mimics軟件的手術(shù)效果進(jìn)行分析，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本次研究對象為筆者所在醫(yī)院2015年1月-2019年1月收治的60例肘關(guān)節(jié)骨折患者，納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）骨折受傷至手術(shù)時間在3周以內(nèi);（2）具備完整臨床資料。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）合并呼吸系統(tǒng)疾病、心血管疾病;（2）病理性骨折;（3）無法承受手術(shù)者?；谄叫袑φ辗▽⑵浞譃閮山M，每組30例。對照組中男16例，女14例;年齡30～62歲，平均（45.68±1.25）歲。觀察組中男18例，女12例;年齡31～60歲，平均（45.71±1.32）歲。兩組一般資料比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），有可比性。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)?；颊咦栽负炇鹬橥鈺?。

1.2 方法

觀察組：術(shù)前，對肘關(guān)節(jié)正側(cè)位拍攝，明確手術(shù)位置，并進(jìn)行肘關(guān)節(jié)CT三維重建，掌握粉碎性骨折移位狀況。利用3D打印實體模型對骨折狀況直觀顯示，分析損傷、移位情況，從而對內(nèi)固定及手術(shù)方法選擇。在Mimics 15.0軟件中輸入掃描數(shù)據(jù)，并構(gòu)建肘關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)模型，可用不同顏色標(biāo)注骨折碎塊，以便醫(yī)生全面了解粉碎性骨折移位狀況。通過Mimics軟件對局部骨折拆解，然后模擬復(fù)位，并對復(fù)位全面了解，掌握注意事項，以便減少手術(shù)時間。

所有患者實施臂叢麻醉或者全身麻醉，在取得滿意麻醉效果后，將止血帶固定在上臂中上1/3位置，壓力控制在35 kPa，時長設(shè)定為1 h，常規(guī)消毒并鋪放消毒濕巾，在肘關(guān)節(jié)后方做一切口，長度大約是13 cm，利用空心螺釘對尺骨冠狀突后固定，通過解剖鋼板對尺骨鷹嘴固定。采用空螺旋釘2枚對橈骨小骨頭折塊固定，確保肱橈關(guān)節(jié)面平整，對肘關(guān)節(jié)穩(wěn)定性檢測，一旦觀察到外側(cè)副韌帶損傷，立即固定，經(jīng)透視取得良好的骨折復(fù)位，結(jié)束手術(shù)，并留置引流管，逐一縫合切口。

對照組：術(shù)前，對肘關(guān)節(jié)拍攝并進(jìn)行三維CT重建，利用影像學(xué)進(jìn)行評估，明確手術(shù)方法，所選患者均進(jìn)行臂叢麻醉，手術(shù)方法與觀察組相同。

1.3 觀察指標(biāo)及評價標(biāo)準(zhǔn)

比較兩組臨床指標(biāo)、肘關(guān)節(jié)Mayo功能評分和肘關(guān)節(jié)活動度。臨床指標(biāo)包括住院時間、切口長度、透視次數(shù)、出血量及手術(shù)時間。肘關(guān)節(jié)活動度包括旋后、屈曲、旋前、伸直。肘關(guān)節(jié)Mayo功能評分總計100分;90分以上為優(yōu);75～89分為良;60～74分為中;60分以下為差。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

本研究數(shù)據(jù)采用SPSS 20.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行分析和處理，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 兩組臨床指標(biāo)比較

兩組住院時間及切口長度比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）;觀察組透視次數(shù)、出血量及手術(shù)時間均優(yōu)于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），見表1。

2.2 兩組肘關(guān)節(jié)Mayo功能評分比較

兩組術(shù)前肘關(guān)節(jié)Mayo功能評分比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）;觀察組術(shù)后3、6個月肘關(guān)節(jié)Mayo功能評分均高于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），見表2。

2.3 兩組肘關(guān)節(jié)活動度比較

觀察組肘關(guān)節(jié)活動度均優(yōu)于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），見表3。

3 討論

肘關(guān)節(jié)是機體中穩(wěn)定性較強的一個關(guān)節(jié)，其在維持上肢功能中具有重要作用。一旦受到外力暴擊，很容易導(dǎo)致骨折及脫位，若未合理處理，通常會導(dǎo)致后期關(guān)節(jié)功能障礙[5-7]。因為該部位接觸的韌帶及關(guān)節(jié)面較多，保守治療效果不佳，因此切開復(fù)位內(nèi)固定被視為肘關(guān)節(jié)骨折治療的主要方法。開展手術(shù)的原因如下：其一，使關(guān)節(jié)面平整恢復(fù)。因外力導(dǎo)致的骨折通常會對尺骨鷹嘴、橈骨小頭等造成損傷，手術(shù)期間，利用解剖復(fù)位可使后期關(guān)節(jié)功能喪失減少[8];其二，韌帶修復(fù)。肘關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)與外側(cè)韌帶是確保關(guān)節(jié)平穩(wěn)的主要裝置，由外傷引起的損傷通常需要采取鉚釘進(jìn)行固定，從而達(dá)到重建穩(wěn)定裝置;其三，及早鍛煉患肢功能。內(nèi)固定術(shù)后部分穩(wěn)定，及早開展功能鍛煉，可防止僵直的發(fā)生，促進(jìn)肘關(guān)節(jié)功能提高[9]。

常規(guī)手術(shù)方案的制定通常需要根據(jù)X線、CT和MRI等，因此需要醫(yī)生手術(shù)經(jīng)驗豐富，且操作熟練，但是對于年輕及基層醫(yī)生來講，無法準(zhǔn)確開展[10]。3D打印在數(shù)字骨科中具有重要作用，其可以對局部骨折準(zhǔn)確打印，并建立數(shù)字化實體模型，達(dá)到由二維向三維、由虛擬向現(xiàn)實及由平面向立體的過渡，為醫(yī)生手術(shù)的開展提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，以便醫(yī)生可對骨折狀況增加清楚的了解[11]。Mimics軟件屬于3D圖像編輯軟件，利用空間模型建立方式對部分骨折編輯，標(biāo)記骨折碎塊所在位置。與此同時，拆解各部分骨折并模擬復(fù)位[12-13]。

本次試驗結(jié)果顯示，在透視次數(shù)、出血量及手術(shù)時間方面，觀察組均優(yōu)于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。分析原因如下：結(jié)合3D打印和Mimics軟件以3D打印實體模型為依據(jù)，術(shù)前可對合適長度的鋼板選擇并預(yù)彎，并協(xié)助醫(yī)生術(shù)前了解相關(guān)內(nèi)容，從而減少術(shù)中復(fù)位次數(shù)、手術(shù)時間。術(shù)前，兩組肘關(guān)節(jié)Mayo功能評分比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）;觀察組術(shù)后3、6個月肘關(guān)節(jié)Mayo功能評分均高于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。在旋后、屈曲、旋前及伸直活動度方面，觀察組均優(yōu)于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。說明采用3D打印聯(lián)合Mimics軟件可改善患者肘關(guān)節(jié)功能。

綜上，數(shù)字化技術(shù)在臨床的應(yīng)用，可為手術(shù)方案的制定和實施提供科學(xué)合理的證據(jù)支撐。3D打印聯(lián)合Mimics軟件在肘關(guān)節(jié)骨折治療中具有較高的應(yīng)用價值，不僅可以縮短手術(shù)時間，同時還可以顯著改善患者肘關(guān)節(jié)功能活動狀況。

參考文獻(xiàn)

[1]紀(jì)榮喜.3D打印技術(shù)在復(fù)雜跟骨骨折手術(shù)治療中的臨床應(yīng)用研究[J].中國基層醫(yī)藥，2019，26（19）：2314-2318.

[2]宋磊，張強，寧少南，等.3D打印在肋骨骨折內(nèi)固定中的應(yīng)用[J].中華胸心血管外科雜志，2018，34（5）：288-291.

[3]孫曉亮，官建中，吳敏，等.3D打印技術(shù)在成人距骨骨折手術(shù)中的臨床應(yīng)用[J].安徽醫(yī)藥，2019，23（6）：1163-1166.

[4]李明，孫亮，馬騰，等.3D打印快速成型技術(shù)在髖臼骨折分型及年輕醫(yī)生培養(yǎng)中的應(yīng)用[J].中華創(chuàng)傷骨科雜志，2017，19（2）：140-145.

[5]汪秋柯，黃默冉，陳云豐，等.3D打印技術(shù)輔助長型肱骨近端鎖定鋼板螺旋塑形微創(chuàng)治療肱骨中上段骨折的解剖學(xué)研究及臨床應(yīng)用[J].中華創(chuàng)傷骨科雜志，2018，20（11）：940-945.

[6]吳超，鄧佳燕，譚倫，等.3D打印導(dǎo)航模板輔助樞椎椎弓根拉力螺釘置釘治療不典型Hangman骨折的初步應(yīng)用[J].中華創(chuàng)傷骨科雜志，2019，21（4）：338-344.

[7]張睿，樓溢桯，陳鍇，等.3D打印技術(shù)在股骨髁間骨折治療中的應(yīng)用[J].溫州醫(yī)科大學(xué)學(xué)報，2016，47（6）：412-415.

[8]陶星光，周凱華.基于外固定支架的3D打印導(dǎo)板在骨盆骨折中的應(yīng)用[J].中華創(chuàng)傷骨科雜志，2018，20（3）：235-241.

[9]張帆，何志明，吳天秀，等.3D打印鈦板塑形模板在骨盆環(huán)損傷手術(shù)中的應(yīng)用研究[J].中華創(chuàng)傷骨科雜志，2019，21（2）：153-159.

[10]柴桂平，張浩楠，劉建.螺旋CT結(jié)合3D打印虛擬輔助技術(shù)在髖臼骨折手術(shù)中的應(yīng)用[J].中國實用醫(yī)刊，2018，45（2）：4-7.

[11]張華明，鐘華，陳勁，等.3D打印技術(shù)在Lisfranc骨折脫位治療中的應(yīng)用[J].廣東醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2017，35（1）：44-46.

[12]張耀武.自擬接骨促愈湯聯(lián)合等速運動訓(xùn)練在肘關(guān)節(jié)恐怖三聯(lián)征患者康復(fù)中的應(yīng)用效果[J].現(xiàn)代中西醫(yī)結(jié)合雜志，2017，26（25）：2761-2764.

[13]劉毅，劉國輝，夏天，等.3D打印導(dǎo)板技術(shù)在骶髂關(guān)節(jié)螺釘置入中的應(yīng)用[J].中華骨科雜志，2018，38（2）：86-92.

（收稿日期：2020-04-20） （本文編輯：桑茹南）