個(gè)性化3D打印在小兒肱骨髁上骨折精準(zhǔn)外固定中的臨床應(yīng)用

鄧紅敏　　梁勇　　李慧勇　　黃梅　　劉志誠(chéng)　　張文明

[摘要] 目的 探討個(gè)性化3D打印對(duì)小兒肱骨髁上骨折進(jìn)行外固定治療的效果，為臨床提供參考。 方法 選擇2019年3月至2020年3月江西省新余市中醫(yī)院骨科接受治療的60例患為研究對(duì)象，隨機(jī)分為兩組，觀察組采用單純中醫(yī)手法復(fù)位聯(lián)合個(gè)性化3D打印的支具固定骨折斷端治療，對(duì)照組采用單純中醫(yī)手法復(fù)位聯(lián)合小夾板固定治療，分別觀察兩組患者的治愈率、并發(fā)癥發(fā)生率，進(jìn)行比較。 結(jié)果 觀察組患兒治療總有效率為96.67%，顯著高于對(duì)照組73.33%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=6.065，P<0.05）;觀察組患兒并發(fā)癥發(fā)生率為6.67%，顯著低于對(duì)照組的26.67%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=6.309，P<0.05）。 結(jié)論 單純中醫(yī)手法復(fù)位聯(lián)合個(gè)性化3D打印的支具固定骨折斷端治療肱骨髁上骨折患兒療效顯著，可顯著改善患者臨床癥狀，同時(shí)顯著降低并發(fā)癥的發(fā)生，值得臨床推廣。

[關(guān)鍵詞] 3D打印;小兒肱骨髁上骨折;外固定;臨床應(yīng)用

[中圖分類號(hào)] R683? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B? ? ? ? ? [文章編號(hào)] 1673-9701（2021）13-0088-03

Clinical application of personalized 3D printing in accurate external fixation of supracondylar fracture of humerus in children

DENG Hongmin1? ?LIANG Yong1? ?LI? Huiyong1? ?HUANG Mei1? ?LIU Zhicheng1? ?ZHANG Wenming2

1.Department of Orthopedics， Xinyu Hospital of Traditional Chinese Medicine in Jiangxi Province， Xinyu? ?338000， China; 2.Henan Provincial Orthopedics Hospital， Zhengzhou? ?450000， China

[Abstract] Objective To explore the effect of personalized 3D printing on external fixation of supracondylar fracture of humerus in children， and to provide a reference for clinical practice. Methods Sixty patients who were treated in the Department of Orthopedics of Xinyu Hospital of Traditional Chinese Medicine in Jiangxi Province from March 2019 to March 2020 were selected as the research objects. 60 patients were randomly divided into the observation group（n=30） and the control group（n=30）. The observation group was treated with manual reduction of traditional Chinese medicine combined with personalized 3D printed brace to fix the broken end of fracture，while the control group was treated with traditional Chinese medicine manual reduction combined with small splints for fixation. The cure rate and complication rate of the two groups were observed and compared. Results The total effective rate in the observation group was 96.67%， which was significantly higher than that in the control group（73.33%）， and the difference was statistically significant（χ2=6.065， P<0.05）. The incidence of complications in the observation group was 6.67%， which was significantly lower than that in the control group（26.67%）（χ2=6.309， P<0.05）. Conclusion Manual reduction of traditional Chinese medicine combined with personalized 3D printed brace for fixation of broken ends is effective in treating patients with supracondylar fracture of humerus， which can significantly improve patients′ clinical symptoms and significantly reduce the occurrence of complications.Thus it is worthy of clinical promotion.

[Key words] 3D printing; Supracondylar fracture of humerus in children; External fixation; Clinical application

在小兒骨折中，肘部的骨折，最常見(jiàn)的是肱骨髁上骨折，通常骨折的部位為肱骨遠(yuǎn)端，每10個(gè)肘部骨折的兒童患者，就有5～6個(gè)肱骨髁上骨折，以5～12歲的兒童最為多見(jiàn)[1]。若對(duì)此疾病處理不及時(shí)，不正確，則患者易出現(xiàn)肘內(nèi)翻畸形、神經(jīng)損傷以及缺血性肌肉痙攣等疾病，給患兒的生活質(zhì)量帶來(lái)不利影響，嚴(yán)重影響患兒家庭的日常生活[2]。所以，給患兒尋找一種更加有效，更加安全的外固定手段是非常有必要的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，3D打印技術(shù)在骨科得到了越來(lái)越完善的應(yīng)用，其效果也令人滿意。本次研究目的是分析中醫(yī)手法復(fù)位聯(lián)合個(gè)性化3D打印的支具固定骨折斷端對(duì)兒童肱骨髁上骨折外固定的效果，將選取在2019年3月至2020年3月之間60例骨科的病例進(jìn)行觀察，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

經(jīng)患兒同意和醫(yī)院批準(zhǔn)實(shí)施，2019年3月至2020年3月，本院選擇60例患兒。把這些患兒依照統(tǒng)計(jì)學(xué)要求均分為兩組，觀察組30例，其中男14例，女16例，年齡5歲3個(gè)月～11歲5個(gè)月，平均（8.23±1.35）歲;骨折類型：伸直型骨折11例，屈曲型骨折9例，粉碎型骨折10例;骨折致病原因：車禍傷10例，跌落傷8例，其他12例;對(duì)照組30例患兒，其中男15例，女15例，年齡5歲1個(gè)月～11歲6個(gè)月，平均（8.53±1.51）歲;患兒骨折類型：伸直型骨折12例，屈曲型骨折8例，粉碎型骨折10例;骨折致病原因：車禍傷11例，跌落傷10例，其他9例。兩組患者一般資料比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），具有可比性。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①在我院進(jìn)行治療的肱骨髁上骨折的患兒;②患兒為12歲以下的兒童;③閉合性骨折患兒;④患兒本人及其家屬對(duì)本次研究知情、同意。排除標(biāo)準(zhǔn)：①患兒年齡>12歲;②患兒不是閉合性骨折或經(jīng)過(guò)手法復(fù)位后，患兒骨折斷端仍有明顯的移位;③患兒不愿嘗試新式的3D打印外固定支架;④患兒監(jiān)護(hù)人不希望暴露個(gè)人隱私，不愿配合溝通[3]。

1.2 方法

1.2.1 對(duì)照組? 按單純中醫(yī)手法復(fù)位聯(lián)合小夾板固定治療。中醫(yī)手法復(fù)位方法為首先讓患兒維持仰臥位，固定住患兒的上肢，幫助其伸直肘關(guān)節(jié)，然后用兩只手抓住患兒的手腕，順著肱骨的方向向外緩慢牽引，這一步是為了將患兒的旋轉(zhuǎn)移位以及骨折的重疊進(jìn)行矯正。之后用一只手維持住牽引患兒手肘的力量，用另一只手的拇指在內(nèi)上髁處，從骨折的遠(yuǎn)端向橈側(cè)移動(dòng)，其余4只手指從骨折的近端向尺側(cè)移動(dòng)，這一步是為了將尺偏的移位進(jìn)行矯正。最后將兩手的拇指置于尺骨鷹嘴后方，兩手的其余4只手指置于骨折的近端處，用拇指向前推尺骨鷹嘴，其余手指向后牽拉骨折的近端，這時(shí)需要一名助手，讓助手站在骨折的遠(yuǎn)端位置，讓其幫助牽引下屈曲肘關(guān)節(jié)，這時(shí)兩只手可以感受到骨折復(fù)位的骨擦音[4-5]。復(fù)位后用小夾板進(jìn)行外固定，在患兒骨折后2周，患兒會(huì)感到骨折處有劇烈的疼痛，并且這個(gè)時(shí)期尚未形成骨痂，很容易發(fā)生骨折的再次移位，這時(shí)應(yīng)提醒患兒多進(jìn)行一些肌肉的收縮活動(dòng)，但骨折的上下關(guān)節(jié)不能進(jìn)行活動(dòng)。骨折后的3～6周，患兒的鍛煉強(qiáng)度應(yīng)適量的增加，并且除了肌肉活動(dòng)以外，還可以進(jìn)行骨折部位的上下關(guān)節(jié)鍛煉。骨折6周以后，患兒可進(jìn)行適量的負(fù)重訓(xùn)練，以促進(jìn)骨折的愈合。

1.2.2 觀察組? 采用的治療方法為單純中醫(yī)手法復(fù)位聯(lián)合個(gè)性化3D打印的支具固定骨折斷端治療，將小夾板固定改為個(gè)性化3D打印的支具進(jìn)行精準(zhǔn)外固定，具體固定方法為：①對(duì)患兒行CT檢測(cè)，根據(jù)CT的數(shù)據(jù)進(jìn)行骨折影像重建，根據(jù)骨折后CT掃描數(shù)據(jù)，打印出精準(zhǔn)外固定支具;再根據(jù)骨折斷端軟組織腫脹情況，設(shè)計(jì)出壓力感應(yīng)器，測(cè)量出軟組織的張力，根據(jù)張力調(diào)整支具的松緊度。②將換固定器的遠(yuǎn)端及近端與對(duì)應(yīng)的固定針相連接，在助手的協(xié)助下，完成骨折的復(fù)位與外固定器的連接。③術(shù)后根據(jù)患兒的骨折恢復(fù)情況，逐漸放松螺絲，直至將外固定器取。根據(jù)CT數(shù)據(jù)打印出支具進(jìn)行外固定，設(shè)計(jì)出壓力感應(yīng)器，測(cè)量出軟組織的張力，更具張力調(diào)整支具的松緊度。其他治療方式與對(duì)照組相同。

1.3 觀察指標(biāo)及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.3.1 療效指標(biāo)? 其分為無(wú)效、有效、顯效、治愈四個(gè)級(jí)別?；純航?jīng)過(guò)治療后其疾病癥狀與身體功能狀況沒(méi)有改善為無(wú)效;功能部分改善、癥狀部分消除為有效;癥狀基本消除或明顯好轉(zhuǎn)，疾病處組織功能基本達(dá)到正常標(biāo)準(zhǔn)為顯效;患兒疾病處功能全部恢復(fù)正常，完全消除疾病癥狀為治愈[7-8]?？傆行?（治愈+顯效）例數(shù)/總例數(shù)×100%。

1.3.2 并發(fā)癥發(fā)生率? 統(tǒng)計(jì)兩組患兒出現(xiàn)的并發(fā)癥，如骨性關(guān)節(jié)炎、肱骨頭壞死、缺血性肌痙攣以及血管神經(jīng)損傷，對(duì)患兒出現(xiàn)這些并發(fā)癥的病例數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

運(yùn)用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，等級(jí)資料采用秩和檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料用[n（%）]表示，采用校正χ2檢驗(yàn);計(jì)量資料采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組療效比較

觀察組患者治療總有效率為96.67%，顯著高于對(duì)照組的73.33%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=6.065，P<0.05）。

2.2 兩組并發(fā)癥發(fā)生率比較

觀察組患者并發(fā)癥發(fā)生率為6.67%，顯著低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=6.309，P<0.05）。

3 討論

在兒童常見(jiàn)的肘部損傷中，肱骨髁上骨折最常見(jiàn)，其中30%為肘內(nèi)翻。當(dāng)暴力的作用方向是從肱骨髁前方到后方時(shí)，肱骨髁在暴力的作用下，被推向后方，這就會(huì)導(dǎo)致尺偏行的骨折，這時(shí)首先受到擠壓的是內(nèi)側(cè)的皮質(zhì)骨，這樣令它發(fā)生一定程度的塌陷[9]。當(dāng)骨折發(fā)生移位后，其前外側(cè)的骨膜會(huì)發(fā)生斷裂，這是由于近側(cè)的骨折部位向前外方移位而造成的，內(nèi)后側(cè)的骨膜及形態(tài)與連續(xù)性會(huì)保持完整[10-12]。如果肱骨髁上骨折不能復(fù)位到解剖學(xué)復(fù)位的標(biāo)準(zhǔn)，那么會(huì)對(duì)患者的愈后造成惡劣影響，會(huì)導(dǎo)致骨折部位畸形愈合，嚴(yán)重影響患者日后的生命健康及生活質(zhì)量[13]。由于骨折的部位處于皮下脂肪較為豐富的區(qū)域，這就導(dǎo)致了骨折遠(yuǎn)端的手感不明顯，患者對(duì)骨折遠(yuǎn)端不容易把握，骨折遠(yuǎn)端肢體較短，不易借力。所以骨折復(fù)位后容易發(fā)生尺側(cè)的移位，而尺側(cè)移位就易導(dǎo)致肘內(nèi)翻畸形。預(yù)防肘內(nèi)翻的畸形可以從以下幾個(gè)方面著手：①對(duì)骨折的手法復(fù)位要及時(shí)準(zhǔn)確，一次性復(fù)位成功，以防止由于反復(fù)的復(fù)位造成的不良影響;②助手在進(jìn)行牽引時(shí)力量應(yīng)適度，既不能因?yàn)闋恳α刻笤斐绍浗M織嵌入與神經(jīng)血管的牽拉傷，也要保證骨折斷端分離良好，這對(duì)術(shù)后的整體康復(fù)也有積極的促進(jìn)作用;③在進(jìn)行整復(fù)時(shí)，應(yīng)從橈側(cè)先插，張口于尺側(cè)，以旋后位進(jìn)行固定，再進(jìn)行個(gè)性化3D打印時(shí)，可以適度的輕度外翻[14]。

近年來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，材料科學(xué)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)也在飛速的進(jìn)步，在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域，科學(xué)技術(shù)與材料學(xué)技術(shù)的應(yīng)用也日趨廣泛，3D打印技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)特別是骨科領(lǐng)域，它不僅可以打印出實(shí)體的模型，方便醫(yī)生對(duì)骨折的解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體的分析，還可以打印出用于治療的外固定裝置，由3D個(gè)性化打印所打印出來(lái)的外固定裝置，對(duì)患兒本人來(lái)說(shuō)更符合其生理學(xué)的結(jié)構(gòu)，對(duì)患兒的骨折康復(fù)具有積極作用，同時(shí)由于外固定裝置是根據(jù)患兒本人的體型進(jìn)行打印，所以患兒在舒適度上也有一定的提升[15]。運(yùn)用3D打印技術(shù)在中醫(yī)正骨夾板的基礎(chǔ)上進(jìn)行矯形固定器材制作工藝的顛覆性創(chuàng)新，采用鏤空設(shè)計(jì)，使其更加符合人體仿生學(xué)要求。在3D打印技術(shù)下利用三維有限元對(duì)骨折塊復(fù)位應(yīng)力進(jìn)行力學(xué)分析，在成型的矯形器材上裝備“壓應(yīng)力均勻釋放系統(tǒng)”，使得小兒肱骨髁上骨折復(fù)位處對(duì)矯形器的壓應(yīng)力感受持久均勻一致，皮膚點(diǎn)狀接觸并可定時(shí)壓力交替循環(huán)，避免同一處皮膚持續(xù)受壓發(fā)生血循環(huán)障礙和皮膚壞死，更加符合生物力學(xué)要求。在“壓應(yīng)力均勻釋放系統(tǒng)”表面放置“壓力傳感器”，使得壓應(yīng)力可以根據(jù)患兒需要在不同康復(fù)階段進(jìn)行調(diào)節(jié)，便于指導(dǎo)功能鍛煉。將傳統(tǒng)的中醫(yī)正骨術(shù)與最新的科技成果相結(jié)合，進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，讓治療方法更精準(zhǔn)、臨床效果更明顯，完美地將正骨手法通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)轉(zhuǎn)化到3D模型實(shí)物上，并進(jìn)行力學(xué)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了正骨術(shù)的傳承和創(chuàng)新，提高了臨床療效。

本研究中，使用單純中醫(yī)手法復(fù)位聯(lián)合個(gè)性化3D打印的支具固定骨折斷端方式進(jìn)行治療的肱骨髁上骨折的小兒患兒與使用單純中醫(yī)手法復(fù)位聯(lián)合小夾板固定治療相比，觀察組的治愈率為43.33%，對(duì)照組的治愈率為30.00%，觀察組療效更好，與對(duì)照組相比，觀察組患兒并發(fā)癥的發(fā)生例數(shù)較少，這可能與個(gè)性化3D打印的外固定在后續(xù)治療過(guò)程中需要注意的事項(xiàng)較少有關(guān);并且在后續(xù)的治療中，由3D打印進(jìn)行精準(zhǔn)外固定的患者所受到的痛苦較少。

綜上所述，對(duì)患肱骨髁上骨折患兒，采用單純中醫(yī)手法復(fù)位聯(lián)合個(gè)性化3D打印的支具固定骨折斷端方式進(jìn)行治療，對(duì)患者疾病的康復(fù)具有積極作用。

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（收稿日期：2020-10-23）