數(shù)字化技術(shù)輔助手術(shù)治療Schatzker Ⅱ～Ⅲ型脛骨平臺骨折療效觀察

留成勝 鄭 琦 鄭建平 謝 偉 吳向科 馮繼華

脛骨平臺骨折是骨折線累及脛骨近端關(guān)節(jié)面的骨折，為關(guān)節(jié)內(nèi)骨折，占全身骨折1%～2%[1]，治療關(guān)鍵是塌陷關(guān)節(jié)面整復(fù)，堅(jiān)強(qiáng)內(nèi)固定及降低周圍軟組織損傷。傳統(tǒng)手術(shù)創(chuàng)傷大，關(guān)節(jié)面復(fù)位精準(zhǔn)度差，軟組織剝離嚴(yán)重，易出現(xiàn)傷口感染，骨折復(fù)位不良，關(guān)節(jié)僵硬及創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎等并發(fā)癥[2]。數(shù)字化技術(shù)如3D 打印等，有助于快速建模，精準(zhǔn)定位，模擬手術(shù)復(fù)位、內(nèi)固定等操作，利于制定周密術(shù)前計(jì)劃，確保手術(shù)順利完成[3]。但3D 打印對設(shè)備要求高，需專人處理操作軟件，醫(yī)療費(fèi)用高，制作周期較長，限制了其普遍開展及在急診手術(shù)中的應(yīng)用[4]。本研究采用數(shù)字化技術(shù)輔助治療脛骨平臺Schatzker Ⅱ～Ⅲ型骨折[5]，并對其可行性、臨床療效和安全性進(jìn)行觀察和探討，報(bào)道如下。

1 臨床資料

1.1 一般資料 選擇2017 年1 月—2019 年12 月浙江省衢州市中醫(yī)醫(yī)院收治的Schatzker Ⅱ～Ⅲ型脛骨平臺骨折[5]患者46 例。采用隨機(jī)數(shù)字表法分為傳統(tǒng)組和數(shù)字化組，各23 例。本研究經(jīng)我院倫理委員會審核通過（批號2017002），患者均簽署知情同意書。

1.2 納入標(biāo)準(zhǔn) （1）患者均符合Schatzker Ⅱ～Ⅲ型脛骨平臺骨折診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]；（2）新鮮、閉合骨折；（3）年齡16～70 歲；（4）無血管、神經(jīng)損傷。

1.3 排除標(biāo)準(zhǔn) （1）開放性骨折；（2）既往合并膝關(guān)節(jié)畸形；（3）合并重要臟器損傷；（4）骨折脫位型或合并膝關(guān)節(jié)韌帶損傷不穩(wěn)定者；（5）病理性骨折和不能耐受手術(shù)或麻醉者。

2 方 法

2.1 數(shù)字化技術(shù) 完善患膝脛骨平臺CT 數(shù)據(jù)，采用GE Optima CT 680 掃描，掃描條件:電壓120kV，電流100mAs；參數(shù):層厚0.5mm，矩陣512×512，窗位400Hu。以Dicom 格式導(dǎo)入Mimics 17.0 軟件（materiaise's interactive medical image control system，交互式醫(yī)學(xué)影像控制系統(tǒng)，比利時）進(jìn)行三維重建，通過軟件測量工具對骨折塌陷深度、骨塊移位距離進(jìn)行精準(zhǔn)測量（見插頁圖1A-B）。對骨折模型進(jìn)行模擬手術(shù)，確定脛骨開窗部位、大小、參照點(diǎn)，復(fù)位頂棒最大置入范圍，有無頂棒復(fù)位死角，及鋼板植入位置和有效固定螺釘數(shù)目（見插頁圖1C-E）。

圖1 數(shù)字化技術(shù)輔助手術(shù)治療Schatzker Ⅱ～Ⅲ型脛骨平臺骨折

2.2 手術(shù)方法

2.2.1 傳統(tǒng)組 連續(xù)硬膜外麻醉下，取仰臥位，膝關(guān)節(jié)屈曲30°～45°，置于膝枕上。膝關(guān)節(jié)前外側(cè)切口，骨膜下剝離部分脛前肌，切開關(guān)節(jié)囊，懸吊半月板，開窗撬撥復(fù)位塌陷骨塊，克氏針臨時固定，C 形臂X 光機(jī)透視骨折復(fù)位情況，復(fù)位滿意后放置脛骨近端外側(cè)解剖型鋼板和植入螺釘固定。

2.2.2 數(shù)字化組 連續(xù)硬膜外麻醉下，取仰臥位，膝關(guān)節(jié)屈曲30°～45°，置于膝枕上。按術(shù)前設(shè)計(jì)及手術(shù)模擬規(guī)劃，采用膝關(guān)節(jié)前外側(cè)切口，骨膜下剝離部分脛前肌，結(jié)合術(shù)前重建模型骨折移位、關(guān)節(jié)面移位測量數(shù)據(jù)及參照點(diǎn)，術(shù)中根據(jù)實(shí)體再次測量各數(shù)據(jù)，對比Mimics 軟件重建模型測量數(shù)據(jù)和實(shí)體測量數(shù)據(jù)，術(shù)中根據(jù)術(shù)前規(guī)劃和手術(shù)演示進(jìn)行開窗、頂棒置入、骨折復(fù)位（見插頁圖1B-F）。根據(jù)術(shù)前測量數(shù)據(jù)測量頂棒置入深度，慢慢頂起塌陷關(guān)節(jié)面，避免插入過淺造成骨折塌陷處部分復(fù)位及復(fù)位不足。C 形臂X 光機(jī)透視骨折復(fù)位滿意，放置鋼板和植入螺釘固定。

2.3 術(shù)后處理 術(shù)后予預(yù)防感染、鎮(zhèn)痛及補(bǔ)液等對癥處理，術(shù)后第1 天行肌肉等長收縮，1～2 天開始指導(dǎo)膝關(guān)節(jié)被動功能鍛煉，第2 天拔除負(fù)壓引流管，3～4 天開始膝關(guān)節(jié)主動屈伸功能鍛煉，6 周扶拐部分負(fù)重，3～4 個月完全負(fù)重。

2.4 觀察指標(biāo)及方法 （1）術(shù)后第2 天及1、2、3、6、12 個月行X 線檢查。觀察骨折愈合時間及有無再塌陷。（2）記錄兩組患者手術(shù)情況，包括手術(shù)時間、術(shù)中出血量、骨折愈合時間。（3）采用膝關(guān)節(jié)Rasmussen評分評價術(shù)后X 線片骨折復(fù)位和愈合效果[6]；采用美國特種外科醫(yī)院膝關(guān)節(jié)評分（HSS）評價膝關(guān)節(jié)功能[6]；比較兩組患者末次隨訪時HSS 評分和Rasmussen 評分的優(yōu)、良、可、差等級例數(shù)和優(yōu)良率。（4）記錄術(shù)后患者切口延期愈合或不愈合，關(guān)節(jié)僵硬，內(nèi)固定斷裂、失效，創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎，膝外翻畸形等并發(fā)癥。

2.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 23.0 統(tǒng)計(jì)軟件；計(jì)數(shù)資料采用卡方檢驗(yàn)；計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，采用Shapiro-Wilk 檢驗(yàn)正態(tài)性，兩組比較采用兩獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)；等級資料采用秩和檢驗(yàn)；P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3 結(jié)果

3.1 兩組脛骨平臺骨折患者一般資料比較 傳統(tǒng)組23 例，男16 例，女7 例，年齡20～65（46.57±12.27）歲，受傷至手術(shù)時間（4.87±2.42）天；Schatzker 分型：Ⅱ型11 例，Ⅲ型12 例；致傷原因：交通事故傷15例，摔傷5 例，高處墜落傷3 例。數(shù)字化組23 例，男14 例，女9 例，年齡18～67（45.70±14.81）歲，受傷至手術(shù)時間（4.65±2.08）天；Schatzker 分型：Ⅱ型13 例，Ⅲ型10 例；致傷原因：交通事故傷10 例，摔傷8 例，高處墜落傷5 例。兩組患者一般資料比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。

3.2 兩組脛骨平臺骨折患者手術(shù)情況比較 兩組46 例均獲得隨訪，隨訪時間6～42 個月。與傳統(tǒng)組比較，數(shù)字化組手術(shù)時間、術(shù)中出血量、骨折愈合時間均有明顯優(yōu)勢，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表1。

表1 兩組脛骨平臺骨折患者手術(shù)時間、術(shù)中出血量、骨折愈合時間比較（

表1 兩組脛骨平臺骨折患者手術(shù)時間、術(shù)中出血量、骨折愈合時間比較（

注：傳統(tǒng)組為傳統(tǒng)手術(shù)治療組；數(shù)字化組為數(shù)字化技術(shù)輔助手術(shù)治療組）

3.3 兩組患者末次隨訪時HSS 和Rasmussen 評分比較 末次隨訪時，數(shù)字化組HSS 評分的優(yōu)良率高于傳統(tǒng)組（P＜0.05），兩組Rasmussen 評分優(yōu)良率比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表2-3。

3.4 兩組脛骨平臺骨折患者不良反應(yīng)比較 傳統(tǒng)組1 例切口延期愈合，經(jīng)換藥后獲得愈合，隨訪過程中2 例出現(xiàn)創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎；數(shù)字化組隨訪過程中無內(nèi)固定失效、創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎、膝外翻畸形等并發(fā)癥，見插頁圖1G-H。

表2 兩組脛骨平臺骨折患者末次隨訪時HSS 評分比較[例（%）]

表3 兩組脛骨平臺骨折患者末次隨訪時Rasmussen 評分比較[例（%）]

4 討論

脛骨平臺骨折約占全身骨折的1.66%，占膝關(guān)節(jié)周圍骨折的26.1%，發(fā)病率呈逐年增加趨勢[7]，如處理不當(dāng)易繼發(fā)膝關(guān)節(jié)退變加速、關(guān)節(jié)功能障礙等并發(fā)癥，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量。手術(shù)治療是脛骨平臺骨折目前常用治療方法，傳統(tǒng)手術(shù)并發(fā)癥發(fā)生率高；隨著創(chuàng)傷控制理念的發(fā)展，微創(chuàng)治療關(guān)節(jié)內(nèi)骨折成為臨床治療主流和發(fā)展趨勢[8]；但由于該骨折的復(fù)雜性及技術(shù)水平等導(dǎo)致治療結(jié)果存在明顯差異[3]，詳細(xì)制定術(shù)前規(guī)劃和個性化手術(shù)方案是手術(shù)成功的關(guān)鍵。醫(yī)學(xué)三維重建軟件Mimics 是目前應(yīng)用最為廣泛和成熟的醫(yī)學(xué)三維圖像處理軟件[9]。應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)可以對骨折進(jìn)行三維重建、數(shù)據(jù)測量、虛擬手術(shù)，同時具有可反復(fù)操作、精準(zhǔn)定位等特點(diǎn)，通過虛擬手術(shù)設(shè)計(jì)和術(shù)前評估，對手術(shù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助規(guī)劃與技術(shù)優(yōu)化[10]。

傳統(tǒng)手術(shù)根據(jù)常規(guī)X 線及CT 三維重建制定手術(shù)方案，不能充分評估骨折特點(diǎn)，數(shù)字化技術(shù)可實(shí)現(xiàn)術(shù)前全面評估，充分了解病情，為手術(shù)提供有效指導(dǎo)[11]。本研究結(jié)果顯示，X 線不能明確具體骨折塌陷位置（見插頁圖1A），數(shù)字化技術(shù)三維重建脛骨平臺骨折模型直觀顯示骨折部位，塌陷程度，在三維空間上任意角度觀察且沒有股骨髁的遮擋（見插頁圖1B）。通過對骨折模型觀察研究利于醫(yī)師建立三維空間思維能力，同時便于患者理解手術(shù)方案，利于和諧醫(yī)患關(guān)系[12-13]。本研究在模型上設(shè)計(jì)脛骨近端開窗位置及頂棒置入撬撥角度、深度及范圍，術(shù)前模擬（見插頁圖1C-E），選擇最優(yōu)手術(shù)方案；術(shù)前從模型上測量數(shù)據(jù)（見插頁圖1C-D），術(shù)中根據(jù)術(shù)前規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)骨折安全復(fù)位，避免軟組織廣泛剝離（見插頁圖1FH），優(yōu)化治療。

傳統(tǒng)手術(shù)存在視野盲區(qū)，易出現(xiàn)骨折復(fù)位不良，本研究傳統(tǒng)組隨訪中出現(xiàn)2 例創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎，考慮與骨折塌陷處存在復(fù)位不足所致；數(shù)字化組術(shù)中測量復(fù)位高度與術(shù)前測量數(shù)據(jù)對比，避免發(fā)生復(fù)位不良，23 例無1 例出現(xiàn)創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎。3D 打印和關(guān)節(jié)鏡輔助技術(shù)在脛骨平臺骨折治療方面取得良好手術(shù)效果[14]；但3D 打印費(fèi)用昂貴，操作人員專業(yè)性強(qiáng)，臨床推廣受客觀條件約束[15]；關(guān)節(jié)鏡技術(shù)增加骨筋膜室綜合征發(fā)生率[16]。本研究中數(shù)字化技術(shù)同3D 打印技術(shù)比較，操作簡單、費(fèi)用低；同關(guān)節(jié)鏡技術(shù)比較，技術(shù)難度低，適宜在基層醫(yī)院開展。

數(shù)字化技術(shù)有助于減少術(shù)中顯露、復(fù)位及固定操作時間，縮短手術(shù)時間及減少出血量。本研究顯示，數(shù)字化組手術(shù)時間及術(shù)中出血量均優(yōu)于傳統(tǒng)手術(shù)組（P＜0.05），與文獻(xiàn)[17]報(bào)道一致。傳統(tǒng)組1 例切口延期愈合，考慮與術(shù)中長時間皮膚牽拉，組織廣泛剝離等原因有關(guān)。數(shù)字化技術(shù)優(yōu)化植骨通道建立，髓腔內(nèi)松質(zhì)骨有效擊打至上部骨折塌陷處，中部異體骨植入夯實(shí)，大量自體松質(zhì)骨位于塌陷處，骨誘導(dǎo)骨愈合能力增強(qiáng)，同時有效避免術(shù)后再塌陷，利于骨折愈合。本研究顯示，數(shù)字化組患者骨折愈合時間短（P＜0.05）。本研究中數(shù)字化組HSS 評分優(yōu)良率達(dá)95.65%，兩組差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），認(rèn)為數(shù)字化技術(shù)輔助治療，有助于個性化方案設(shè)計(jì)及實(shí)施，實(shí)現(xiàn)微創(chuàng)、精準(zhǔn)骨折復(fù)位及固定，減少切口感染、創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎及膝外翻畸形等并發(fā)癥。

本組研究結(jié)果顯示，數(shù)字化技術(shù)輔助手術(shù)治療脛骨平臺骨折Schatzker Ⅱ～Ⅲ型具有手術(shù)時間短，出血量少，手術(shù)創(chuàng)傷小，恢復(fù)快及并發(fā)癥少等優(yōu)點(diǎn)，值得臨床推廣使用。