3D打印模擬手術(shù)方法在肱骨近端Neer四部分骨折中的優(yōu)勢(shì)及對(duì)術(shù)后功能恢復(fù)的影響

戴 峰 王 青 王 江 范志豪 蔣正宇

1.江蘇省人民醫(yī)院溧陽(yáng)分院骨科，江蘇溧陽(yáng) 213300；2.江蘇省人民醫(yī)院關(guān)節(jié)外科，江蘇南京 210029

肱骨近端骨折是老年患者最常見(jiàn)的骨折類疾病，占全身骨折的50%以上。肱骨近端骨折后，多大結(jié)節(jié)撕脫骨折、肩袖損傷、骨折局部腫脹及軟組織粘連，進(jìn)而限制患者的功能和活動(dòng)，致殘率較高，臨床急需探索一種療效好、操作簡(jiǎn)便的有效手術(shù)方法[1-2]。肱骨近端骨折多是關(guān)節(jié)內(nèi)或鄰近關(guān)節(jié)骨折，常需要手術(shù)內(nèi)固定治療，因此復(fù)雜肱骨近端骨折已成為臨床研究的重要方向[3]。

微創(chuàng)接骨板技術(shù)應(yīng)用長(zhǎng)型肱骨近端鎖定鋼板治療肱骨近端骨折取得了初步的滿意效果，這也為后期的生物力學(xué)研究提供了一定的理論依據(jù)，但鋼板統(tǒng)一塑形后置于不同長(zhǎng)度的肱骨處，位置變化是否可能會(huì)產(chǎn)生醫(yī)源性刺激及造成神經(jīng)功能紊亂還需要進(jìn)一步證實(shí)[4-6]。3D 打印技術(shù)是一類快速制造和成型技術(shù)，近年來(lái)在骨科領(lǐng)域發(fā)展迅速，在部分粉碎性骨折的輔助應(yīng)用中具有一定效果，但關(guān)于肱骨近端骨折的研究資料相對(duì)較少[7]。故而，本研究探討了3D 打印模擬手術(shù)方法在肱骨近端Neer 四部分骨折中的優(yōu)勢(shì)及術(shù)后肩關(guān)節(jié)功能恢復(fù)的效果，現(xiàn)報(bào)道如下：

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017 年1 月—2020 年1 月江蘇省人民醫(yī)院溧陽(yáng)分院獲取的肱骨近端Neer 四部分骨折患者60 例，采用隨機(jī)數(shù)字表法，將其分為3D 組和傳統(tǒng)組，每組各30 例。診斷標(biāo)準(zhǔn)：肱骨外科頸骨折患者的診斷標(biāo)準(zhǔn)參考人民衛(wèi)生出版社第八版《外科學(xué)》[8]中的標(biāo)準(zhǔn)。納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡≤65 歲；②具有明確的外傷病史；③入院后經(jīng)X 線、CT 檢查確診為肱骨外科頸骨折者，Neer 分型為四部分骨折；④本研究符合《赫爾辛基宣言》[9]中醫(yī)學(xué)臨床實(shí)驗(yàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，術(shù)前與患者簽署知情同意書(shū)。排除標(biāo)準(zhǔn)：①惡性腫瘤、骨結(jié)核者；②合并嚴(yán)重的骨質(zhì)疏松者；③感染疾病者；④凝血系統(tǒng)疾病者；⑤既往具有上肢運(yùn)動(dòng)功能障礙者。

3D 組，患者年齡19～63 歲，平均（34.2±8.6）歲；男20 例，女10 例；體重指數(shù)（BMI）（22.6±2.1）kg/m2；左側(cè)骨折20 例，右側(cè)骨折10 例；骨折至手術(shù)時(shí)間（2.6±0.8）d；外傷原因摔傷15 例，交通事故10 例，其他原因5 例。傳統(tǒng)組，患者年齡23～65 歲，平均（36.0±7.2）歲；男17 例，女13 例；患者BMI（22.8±2.7）kg/m2；左側(cè)骨折16 例，右側(cè)骨折14 例；骨折至手術(shù)時(shí)間（2.8±0.9）d；外傷原因摔傷12 例，交通事故10 例，其他原因8 例。兩組年齡、性別、BMI、患側(cè)分布、骨折至手術(shù)時(shí)間、骨折原因比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P ＞0.05）。

1.2 方法

1.2.1 手術(shù)方法 兩組均采用鎖定鋼板結(jié)合微創(chuàng)鋼板接骨術(shù)治療，3D 組采用三維重建建立3D 打印模型，模擬實(shí)施手術(shù)工程后，按照計(jì)劃對(duì)患者實(shí)施手術(shù)，3D打印機(jī)由東軟熙康公司生產(chǎn)。

傳統(tǒng)組：鎖定鋼板結(jié)合微創(chuàng)鋼板接骨術(shù)：取2 枚克氏針打入肱骨近端骨折塊，依據(jù)骨髓腔直徑和骨折端粉碎缺損情況選取恰當(dāng)?shù)耐N異體骨插入髓腔，利用克氏針的撬拔作用和同種自體骨制成復(fù)位肱骨頭，克氏針穿過(guò)同種自體骨進(jìn)行固定；C 型臂X 線機(jī)（美國(guó)GE 公司，型號(hào)：ST1000） 透視確定復(fù)位效果滿意后，將鋼板置于大結(jié)節(jié)頂端下5～10 mm、結(jié)節(jié)間溝外側(cè)5 mm 處；距關(guān)節(jié)面5～8 mm，打入合適螺釘；螺釘鋼板固定后，常規(guī)縫合固定肩袖和大小結(jié)節(jié)；C 型臂X 線機(jī)透視間骨折端內(nèi)固定穩(wěn)定且螺釘為進(jìn)入關(guān)節(jié)面，大量生理鹽水沖洗后逐層縫合并置1 條負(fù)壓引流管[10]。

3D 組：術(shù)前對(duì)健側(cè)肱骨進(jìn)行CT（西門(mén)子公司，型號(hào)：XU-800）掃描，依據(jù)數(shù)據(jù)建模鏡像進(jìn)行3D 打印，模擬患側(cè)骨折前的完整肱骨外形，肱骨近端鎖定鋼板提前螺旋塑性后消毒處理；其余操作同傳統(tǒng)組。

1.2.2 觀察指標(biāo)及肩關(guān)節(jié)功能評(píng)價(jià) 比較兩組手術(shù)時(shí)間、手術(shù)出血量、術(shù)中C 臂下透視次數(shù)、解剖復(fù)位率（兩骨折端的接觸面和對(duì)線完全良好）、骨折愈合時(shí)間（經(jīng)X 線檢查，骨痂形成骨，折線完全消失）、骨折延遲愈合（超過(guò)6 個(gè)月時(shí)間X 線片顯示骨折線沒(méi)有模糊，骨痂生長(zhǎng)稀少）、術(shù)后不同時(shí)間患者肩關(guān)節(jié)功能（Constant-Murley 評(píng)分）[11]及手術(shù)并發(fā)癥。Constant-Murley評(píng)分系統(tǒng)對(duì)患者的肩關(guān)節(jié)功能進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)：該系統(tǒng)主要包括疼痛（總分15 分）、肌力（總分25 分）、日?；顒?dòng)（總分20 分）、關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍（總分40 分），評(píng)分越高患者的肩關(guān)節(jié)功能越好[11]。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 21.0 對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料采用例數(shù)或百分率表示，組間比較采用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 3D 組和傳統(tǒng)組手術(shù)情況、術(shù)后骨折愈合情況比較

3D 組手術(shù)時(shí)間、手術(shù)出血量、術(shù)中C 臂下透視次數(shù)、骨折愈合時(shí)間均低于傳統(tǒng)組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P ＜0.05）；3D 組解剖復(fù)位率高于傳統(tǒng)組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜0.05）。見(jiàn)表1。

表1 3D 組和傳統(tǒng)組手術(shù)情況、術(shù)后骨折愈合情況比較

2.2 3D 組和傳統(tǒng)組肩關(guān)節(jié)功能比較

術(shù)后6 個(gè)月，兩組疼痛、肌力、日常活動(dòng)、關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍及Constant-Murley 總分均較術(shù)后3 個(gè)月升高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P ＜0.05）。術(shù)后3 個(gè)月，3D 組疼痛、肌力、日?；顒?dòng)、關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍及Constant-Murley 總分均高于傳統(tǒng)組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P ＜0.05）；術(shù)后6 個(gè)月，3D 組疼痛、肌力、日?；顒?dòng)、關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍及Constant-Murley 總分與傳統(tǒng)組比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P ＞0.05）。見(jiàn)表2。

2.3 3D 組和傳統(tǒng)組手術(shù)并發(fā)癥發(fā)生率比較

3D 組有1 例發(fā)生切口感染，傳統(tǒng)組有2 例出現(xiàn)切口感染、3 例內(nèi)固定松動(dòng)、3 例延遲愈合，3D 組手術(shù)并發(fā)癥發(fā)生率為3.33%（1/30）低于傳統(tǒng)組的26.67%（8/30），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=4.706，P=0.03）。

表2 3D 組和傳統(tǒng)組肩關(guān)節(jié)功能比較（分，）

表2 3D 組和傳統(tǒng)組肩關(guān)節(jié)功能比較（分，）

注：t1、P1 為兩組術(shù)后3 個(gè)月比較，t2、P2 為兩組術(shù)后6 個(gè)月比較

3 討論

Neer 四部分骨折屬于肱骨近端骨折，多見(jiàn)于老年骨質(zhì)疏松患者，具有移位嚴(yán)重且穩(wěn)定性較低的特點(diǎn)，臨床治療方法主要是復(fù)位固定治療，以恢復(fù)完整的解剖結(jié)構(gòu)[12]。老年患者是肱骨近端骨折的主要患病人群，但由于老年患者存在鈣流失較快及骨質(zhì)疏松的癥狀，肱骨近端骨折后斷端極有可能嵌入軟組織且肱骨旋轉(zhuǎn)分離移位較嚴(yán)重，進(jìn)而并發(fā)其他類型骨折，增加手術(shù)處理難度[13]。

鎖定鋼板結(jié)合微創(chuàng)鋼板接骨術(shù)因較好的穩(wěn)定性及良好的支撐作用在臨床肱骨近端骨折的臨床治療中常具有滿意效果，但文獻(xiàn)[14-17]提示肱骨近端鎖定鋼板仍具有一定的并發(fā)癥發(fā)病率，其中多見(jiàn)螺釘穿出關(guān)節(jié)面和內(nèi)翻畸形。近年來(lái)3D 打印輔助在復(fù)雜骨折手術(shù)中的應(yīng)用已較為廣泛，通過(guò)事前掃描獲得等比例模型制作可更適合患者的內(nèi)固定鋼板，有助于提前選擇合理的螺釘和鋼板大小、長(zhǎng)度，進(jìn)而縮短手術(shù)時(shí)間[18-19]。本研究結(jié)果顯示3D 組手術(shù)時(shí)間、手術(shù)出血量、術(shù)中C臂下透視次數(shù)、骨折愈合時(shí)間均低于傳統(tǒng)組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P ＜0.05）；3D 組解剖復(fù)位率高于傳統(tǒng)組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜0.05）。上述結(jié)果提示3D 打印模擬手術(shù)方法在肱骨近端Neer 四部分骨折中應(yīng)用可縮短手術(shù)時(shí)間、減少手術(shù)出血、提高復(fù)位效果。3D 打印技術(shù)通過(guò)提前的CT 掃描并將掃描數(shù)據(jù)導(dǎo)入三維重建軟件中，通過(guò)軟件的技術(shù)處理獲得患者骨折的三維模型，有助于醫(yī)師從任意角度觀察骨折情況，選取恰當(dāng)?shù)墓ぞ卟⑹贯t(yī)生更好觀察骨折情況，更快準(zhǔn)備手術(shù)內(nèi)容，進(jìn)而縮短手術(shù)時(shí)間，縮短術(shù)后恢復(fù)時(shí)間，提高解剖復(fù)位效果[20-23]。

3D 組和傳統(tǒng)組肩關(guān)節(jié)功能比較發(fā)現(xiàn)術(shù)后3 個(gè)月，3D 組疼痛、肌力、日?；顒?dòng)、關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍及Constant-Murley 總分均高于傳統(tǒng)組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P ＜0.05）；但術(shù)后6 個(gè)月，3D 組疼痛、肌力、日?；顒?dòng)、關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍及Constant-Murley 總分與傳統(tǒng)組比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P ＞0.05）。上述結(jié)果說(shuō)明3D 打印技術(shù)在肱骨近端Neer 四部分骨折治療中的應(yīng)用有助于促進(jìn)術(shù)后肩關(guān)節(jié)功能的快速恢復(fù)。3D打印技術(shù)能夠打印出完整的虛擬復(fù)位前后的肱骨近端骨折情況，并在未復(fù)位的模型上進(jìn)行模擬提拉、復(fù)位等練習(xí)，甚至可以在虛擬復(fù)位的過(guò)程中，確定復(fù)位標(biāo)記點(diǎn)，規(guī)劃好每個(gè)骨折塊的復(fù)位順序，以求在正式手術(shù)中更加順利和高效，增加了骨折復(fù)位的精準(zhǔn)度[24]。此外，3D 打印技術(shù)有助于加強(qiáng)醫(yī)患溝通，提高患者依從性，降低C 臂機(jī)的使用次數(shù)并促進(jìn)患者配合手術(shù)的進(jìn)行，術(shù)后順利進(jìn)行功能訓(xùn)練，促進(jìn)術(shù)后肩關(guān)節(jié)功能的恢復(fù)[25]。

進(jìn)一步對(duì)手術(shù)并發(fā)癥發(fā)生率比較發(fā)現(xiàn)3D 組手術(shù)并發(fā)癥發(fā)生率（3.33%）低于傳統(tǒng)組（26.67%），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。該結(jié)果說(shuō)明3D 打印模擬手術(shù)方法在肱骨近端Neer 四部分骨折治療中有助于降低手術(shù)并發(fā)癥發(fā)生率。3D 打印根據(jù)患者具體骨折部位、進(jìn)行1∶1的鋼板個(gè)性化定制，適用性更高，手術(shù)復(fù)位固定效果更好；而傳統(tǒng)的鎖定鋼板是批量生產(chǎn)，螺釘孔位及個(gè)體長(zhǎng)度等均需要人體適應(yīng)，不利于手術(shù)固定，因此3D 打印技術(shù)能夠降低手術(shù)治療的并發(fā)癥發(fā)生率。

綜上所述，3D 打印模擬手術(shù)方法在肱骨近端Neer四部分骨折中應(yīng)用對(duì)于縮短手術(shù)時(shí)間、減少手術(shù)出血、提高復(fù)位效果、改善術(shù)后肩關(guān)節(jié)早期功能恢復(fù)等方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。