3D打印導(dǎo)板輔助成人肘內(nèi)翻畸形截骨矯正△

曾紀(jì)煥，李小丹，肖 強(qiáng)，董謝平

（1.江西省人民醫(yī)院骨科，江西南昌 330006；2.江西衛(wèi)生職業(yè)學(xué)院助產(chǎn)系，江西南昌 330052）

兒童骨折多發(fā)生在上肢，其中又以肱骨遠(yuǎn)端骨折最為多見(jiàn)，兒童時(shí)期肱骨遠(yuǎn)端骨折的漏診、誤診或不適當(dāng)診治常導(dǎo)致創(chuàng)傷性肘內(nèi)翻畸形的發(fā)生，其發(fā)生率可高達(dá)30%［1］。嚴(yán)重的肘內(nèi)翻畸形不但影響美觀，也可導(dǎo)致肘關(guān)節(jié)不穩(wěn)定、肱三頭肌撞擊、尺神經(jīng)麻痹等問(wèn)題，需考慮手術(shù)治療［2］。肱骨遠(yuǎn)端外側(cè)楔形截骨矯形是目前治療肘內(nèi)翻畸形的主要方法，能否在術(shù)中實(shí)現(xiàn)精確截骨是影響手術(shù)療效的重要因素。既往臨床實(shí)踐中主要依靠術(shù)者經(jīng)驗(yàn)完成截骨操作，截骨的準(zhǔn)確度有限。近年來(lái)隨著數(shù)字醫(yī)學(xué)的發(fā)展，3D打印技術(shù)已廣泛應(yīng)用于骨科臨床實(shí)踐，其中手術(shù)導(dǎo)板的應(yīng)用最為廣泛，國(guó)內(nèi)外已有將3D打印導(dǎo)板應(yīng)用于肘內(nèi)翻截骨矯形的相關(guān)報(bào)道［3，4］。本研究回顧性對(duì)比分析了本院骨科采用傳統(tǒng)方法及3D打印導(dǎo)板輔助成人肘內(nèi)翻畸形矯正的臨床療效，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）既往有肱骨遠(yuǎn)端骨折病史；（2）臨床肘關(guān)節(jié)X線片證實(shí)為肘內(nèi)翻畸形；（3）年齡≥14周歲，X線片上肱骨遠(yuǎn)端骨骺線閉合。

排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）先天性骨骼發(fā)育異常、骨代謝性疾病導(dǎo)致的肘部畸形；（2）14周歲后發(fā)生骨折后畸形愈合而導(dǎo)致的肘內(nèi)翻畸形。

1.2 一般資料

2011年1月1日—2017年12月31因創(chuàng)傷性肘內(nèi)翻畸形在本院行截骨矯形的患兒共25例，其中，2014年1月1日以前收治的14患者采用術(shù)前測(cè)量的方法確定截骨部位和截骨角度，術(shù)中根據(jù)術(shù)者經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行截骨，納入傳統(tǒng)組；2014年1月1日以后收治的患者11例，均通過(guò)術(shù)前設(shè)計(jì)、制造的3D打印截骨導(dǎo)板輔助截骨，納入導(dǎo)板組。兩組患者術(shù)前一般資料見(jiàn)表1，兩組患者在年齡、性別、體質(zhì)指數(shù)（body mass index,BMI）、側(cè)別和損傷至手術(shù)時(shí)間方面的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。本研究獲醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者均知情同意。

表1 兩組患者一般資料與比較

1.3 手術(shù)方法

所有患者均行臂叢阻滯麻醉，患者仰臥位，上臂近端安裝氣囊止血帶，外展位于手術(shù)臺(tái)。常規(guī)消毒、鋪巾。行肱骨遠(yuǎn)端外側(cè)切口，顯露肱骨遠(yuǎn)端外側(cè)面。

傳統(tǒng)組：在術(shù)前確定好健側(cè)提攜角及患側(cè)內(nèi)翻角后，術(shù)中主要根據(jù)術(shù)者經(jīng)驗(yàn)完成截骨，用微型擺鋸緊貼截骨面完成肱骨遠(yuǎn)端遠(yuǎn)近側(cè)截骨，取出截下的楔形骨塊，對(duì)合遠(yuǎn)近段截骨面，糾正內(nèi)翻畸形；克氏針臨時(shí)固定，取長(zhǎng)度合適的重建鋼板（康輝公司），固定肱骨遠(yuǎn)端截骨。

導(dǎo)板截骨組：術(shù)前雙側(cè)肘關(guān)節(jié)薄層CT掃描，將患者的CT數(shù)據(jù)導(dǎo)入三維重建，測(cè)量健側(cè)提攜角（α），患側(cè)內(nèi)翻角（β），計(jì)算截骨角度（γ），確定截骨線，設(shè)計(jì)生成完整的截骨導(dǎo)板模型。按1∶1的比例打印得到患側(cè)肱骨遠(yuǎn)端模型及截骨導(dǎo)板實(shí)體。

實(shí)際手術(shù)中安裝截骨導(dǎo)板，確認(rèn)其錨定牢固后，通過(guò)其上下端的定位孔打入2.0 mm克氏針，固定截骨導(dǎo)板。以截骨導(dǎo)板的截骨面為參照，用微型擺鋸緊貼截骨面完成肱骨遠(yuǎn)端遠(yuǎn)近側(cè)截骨，取出截下的楔形骨塊，對(duì)合遠(yuǎn)近段截骨面，糾正內(nèi)翻畸形；克氏針臨時(shí)固定，取長(zhǎng)度合適的重建鋼板（康輝公司），固定肱骨遠(yuǎn)端。C形臂X線機(jī)透視下確認(rèn)肘內(nèi)翻畸形矯正滿(mǎn)意及鋼板、螺釘位置良好，關(guān)閉切口。

術(shù)后均使用可調(diào)式肘關(guān)節(jié)支具保護(hù)肘關(guān)節(jié)4周。

1.4 評(píng)價(jià)指標(biāo)

記錄兩組患者圍手術(shù)期資料。肘關(guān)節(jié)功能采用Mayo肘關(guān)節(jié)功能評(píng)分（Mayo elbow performance score,MEPS）評(píng)價(jià)臨床效果［5］。行影像檢查，測(cè)量肘部提攜角，評(píng)估截骨愈合。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計(jì)量數(shù)據(jù)以±s表示，資料呈正態(tài)分布時(shí)，兩組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，組內(nèi)兩時(shí)間點(diǎn)比較采用配對(duì)T檢驗(yàn)；資料呈非正態(tài)分布時(shí)，采用秩和檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料采用x2檢驗(yàn)或Fisher精確檢驗(yàn)。等級(jí)資料兩組比較采用Mann-whitney U檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 圍手術(shù)期情況

兩組患者均順利完成手術(shù)，術(shù)中均無(wú)橈神經(jīng)損傷。兩組患者圍手術(shù)期資料見(jiàn)表2。導(dǎo)板組手術(shù)時(shí)間、術(shù)中失血量均顯著優(yōu)于傳統(tǒng)組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；但兩組間切口長(zhǎng)度、術(shù)中透視次數(shù)、住院時(shí)間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。切口愈合方面，傳統(tǒng)組14例中，甲級(jí)愈合13例，乙級(jí)愈合1例；導(dǎo)板組11例中，甲級(jí)愈合9例，乙級(jí)愈合2例；兩組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=1.000）。兩組患者均未發(fā)生切口深部感染和癥狀性血栓等并發(fā)癥。

表2 兩組患者圍手術(shù)期資料（±s）與比較

表2 兩組患者圍手術(shù)期資料（±s）與比較

images/BZ_40_204_647_529_714.pngimages/BZ_40_529_647_790_714.pngimages/BZ_40_790_647_1056_714.pngimages/BZ_40_1056_647_1190_714.pngimages/BZ_40_204_780_529_846.pngimages/BZ_40_529_780_790_846.pngimages/BZ_40_790_780_1056_846.pngimages/BZ_40_1056_780_1190_846.pngimages/BZ_40_204_913_529_979.png手術(shù)時(shí)間（min）術(shù)中失血量（ml）住院時(shí)間（d）images/BZ_40_529_913_790_979.png89.93±15.07 134.43±37.35 9.14±1.79images/BZ_40_790_913_1056_979.png63.91±8.67 92.27±14.89 9.36±1.96images/BZ_40_1056_913_1190_979.png<0.001 0.048 0.772

2.2 隨訪結(jié)果

所有患者均獲得12個(gè)月以上隨訪，平均隨訪時(shí)間（18.17±5.65）個(gè)月。隨訪過(guò)程中，兩組患者肘關(guān)節(jié)功能逐步改善，外觀畸形顯著矯正。兩組均未發(fā)生再次損傷，無(wú)再次手術(shù)翻修。

兩組隨訪資料見(jiàn)表3，導(dǎo)板組恢復(fù)完全負(fù)重活動(dòng)時(shí)間早于傳統(tǒng)組，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。術(shù)后3個(gè)月兩組MEPS評(píng)分均稍下降，但各時(shí)間點(diǎn)兩組MEPS的變化均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）；同一時(shí)間點(diǎn)，兩組間MEPS評(píng)分的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。

表3 兩組患者隨訪結(jié)果（±s）與比較

表3 兩組患者隨訪結(jié)果（±s）與比較

images/BZ_40_204_1949_580_2016.pngimages/BZ_40_580_1949_827_2016.pngimages/BZ_40_827_1949_1077_2016.png16.18±1.40 17.86±2.27images/BZ_40_1077_1949_1192_2016.png0.084images/BZ_40_204_2082_580_2148.pngimages/BZ_40_1077_2082_1192_2148.pngimages/BZ_40_580_2082_827_2148.pngimages/BZ_40_827_2082_1077_2148.pngimages/BZ_40_204_2215_580_2281.pngimages/BZ_40_580_2215_827_2281.pngimages/BZ_40_827_2215_1077_2281.pngimages/BZ_40_1077_2215_1192_2281.png完全負(fù)重活動(dòng)時(shí)間（周）術(shù)前末次隨訪時(shí)images/BZ_40_580_2347_827_2414.pngimages/BZ_40_204_2347_580_2414.png92.50±9.19 90.71±5.97images/BZ_40_827_2347_1077_2414.png90.82±6.66 91.06±5.02 0.643 0.753images/BZ_40_1077_2347_1192_2414.png

末次隨訪時(shí)，傳統(tǒng)組14例中，4例雙側(cè)肘提攜角完全對(duì)稱(chēng)，6例患側(cè)提攜角稍小于健側(cè)，4例患側(cè)提攜角明顯小于健側(cè)；11例雙側(cè)肘關(guān)節(jié)及前臂活動(dòng)度完全對(duì)稱(chēng)，3例患側(cè)活動(dòng)度稍小于健側(cè)；14例完全恢復(fù)術(shù)前運(yùn)動(dòng)與勞動(dòng)能力。導(dǎo)板組11例中，8例雙側(cè)肘提攜角完全對(duì)稱(chēng)，3例患側(cè)提攜角稍小于健側(cè)；10例雙側(cè)肘關(guān)節(jié)及前臂活動(dòng)度完全對(duì)稱(chēng)，1例患側(cè)活動(dòng)度稍小于健側(cè)；11例完全恢復(fù)術(shù)前運(yùn)動(dòng)與勞動(dòng)能力。

2.3 影像評(píng)估

兩組患者影像評(píng)估結(jié)果見(jiàn)表4。與術(shù)前相比較，末次隨訪時(shí)兩組患者肘內(nèi)翻角均恢復(fù)為提攜角，矯正25°以上。術(shù)前兩組間內(nèi)翻角的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），末次隨訪時(shí)，導(dǎo)板組的提攜角顯著大于傳統(tǒng)組（P<0.05）。兩組截骨處均骨性愈合，兩組截骨愈合時(shí)間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。

表4 兩組患者影像評(píng)估結(jié)果（）與比較

表4 兩組患者影像評(píng)估結(jié)果（）與比較

images/BZ_40_1293_647_1715_763.pngimages/BZ_40_1715_647_1923_763.pngimages/BZ_40_1923_647_2139_763.pngimages/BZ_40_2139_647_2276_763.pngimages/BZ_40_1293_830_1715_896.pngimages/BZ_40_1715_830_1923_896.pngimages/BZ_40_1923_830_2139_896.pngimages/BZ_40_2139_830_2276_896.png0.021images/BZ_40_1293_962_1715_1029.pngimages/BZ_40_1715_962_1923_1029.pngimages/BZ_40_1923_962_2139_1029.pngimages/BZ_40_2139_962_2276_1029.png5.95±2.16 0.827images/BZ_40_1293_1095_1715_1161.png12.63±3.06images/BZ_40_1715_1095_1923_1161.png肘（內(nèi)翻）提攜角（°）末次隨訪時(shí)提攜角截骨愈合時(shí)間 ［例（%）］10～14周images/BZ_40_2139_1095_2276_1161.pngimages/BZ_40_1923_1095_2139_1161.pngimages/BZ_40_1293_1228_1715_1294.pngimages/BZ_40_1715_1228_1923_1294.png8（57.14）images/BZ_40_1923_1228_2139_1294.png7（63.64）images/BZ_40_2139_1228_2276_1294.png

至未次隨訪，兩組患者均未見(jiàn)內(nèi)固定物斷裂、松動(dòng)。多數(shù)患者于術(shù)后1年內(nèi)拆除內(nèi)固定物。導(dǎo)板組典型影像見(jiàn)圖1。

圖1 患者，男，22歲，7歲時(shí)摔傷左肘關(guān)節(jié)，未治療，后逐漸出現(xiàn)左肘關(guān)節(jié)內(nèi)翻畸形 1a:術(shù)前患側(cè)正位X線片顯示肘內(nèi)翻畸形 1b:肘關(guān)節(jié)3D重建模型，測(cè)量?jī)?nèi)翻角（β） 1c:3D重建模型確定楔形截骨的角度（γ）位置、大小和方向 1d:設(shè)計(jì)生成完整的3D打印截骨導(dǎo)板 1e:實(shí)際手術(shù)中，顯露肱骨遠(yuǎn)段，安放固定截骨導(dǎo)板，進(jìn)行截骨矯形 1f:術(shù)后即刻左肘關(guān)節(jié)正位X線片顯示肘內(nèi)翻畸形矯正滿(mǎn)意 1g:術(shù)后半年X線片示骨性愈合，矯形未丟失 1h:拆除內(nèi)固定后左肘關(guān)節(jié)正位X線片顯示畸形矯正滿(mǎn)意，截骨愈合良好

3 討論

成人肘內(nèi)翻畸形大多是由兒童時(shí)期肱骨遠(yuǎn)端骨折的漏診、誤診及不合理診治造成，其發(fā)生率較高。嚴(yán)重的肘內(nèi)翻畸形影響美觀，對(duì)患者的心理健康可產(chǎn)生嚴(yán)重不利影響；肘內(nèi)翻畸形長(zhǎng)期未得到糾正，將導(dǎo)致肘關(guān)節(jié)周?chē)M織結(jié)構(gòu)及力學(xué)傳導(dǎo)的變化，影響肘關(guān)節(jié)功能。因此，肘內(nèi)翻畸形需盡早治療。截骨矯形為目前治療肘內(nèi)翻畸形的最常用方法，現(xiàn)有的截骨方式包括肱骨髁上楔形截骨、V形截骨、等腰三角形截骨、階梯式截骨、圓頂截骨等，其中因肱骨髁上楔形截骨操作簡(jiǎn)單，矯形效果確切，仍是目前應(yīng)用最廣泛的手術(shù)方式［6～9］。能否實(shí)現(xiàn)精確截骨，糾正內(nèi)翻畸形，并獲得與健側(cè)相當(dāng)?shù)奶釘y角，是決定肘內(nèi)翻截骨矯形手術(shù)效果的最關(guān)鍵因素。在既往的手術(shù)中，截骨操作多根據(jù)術(shù)者的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)完成，截骨的部位及角度具有一定的隨意性，這在一定程度上影響了手術(shù)效果。本研究對(duì)比了3D打印導(dǎo)板輔助截骨與傳統(tǒng)方法截骨的臨床療效，發(fā)現(xiàn)兩組在骨性融合時(shí)間、術(shù)后1年肘關(guān)節(jié)功能方面無(wú)明顯差別，而導(dǎo)板輔助截骨能顯著縮短手術(shù)時(shí)間，減少出血量，并獲得更好的術(shù)后提攜角，因而在減少手術(shù)創(chuàng)傷、改善患者外觀方面更具優(yōu)勢(shì)。

3D打印技術(shù)是快速成型技術(shù)的一種，它以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)、以數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)為載體，采用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體。它是數(shù)字化技術(shù)的集中體現(xiàn)，近年來(lái)已廣泛運(yùn)用于骨科臨床實(shí)踐中，對(duì)實(shí)現(xiàn)各種骨科手術(shù)的個(gè)體化、精準(zhǔn)化幫助巨大，而其中又以3D打印手術(shù)導(dǎo)板的運(yùn)用最為成功［10］。3D打印手術(shù)導(dǎo)板是根據(jù)手術(shù)實(shí)際需要，通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、3D打印機(jī)打印制備出的一種具有術(shù)中準(zhǔn)確定位點(diǎn)、線的位置及方向和深度，精確建立孔道、截面、空間距離、相互成角關(guān)系及其他復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)等功能的輔助手術(shù)器械，其具有獲取途徑方便、使用方法簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)［11］。本研究將3D打印導(dǎo)板技術(shù)應(yīng)用于成人肘內(nèi)翻畸形矯正手術(shù)中，作者發(fā)現(xiàn)該方法有以下優(yōu)勢(shì)：（1）可通過(guò)術(shù)前計(jì)算機(jī)精確測(cè)量得到患側(cè)內(nèi)翻角、健側(cè)提攜角等數(shù)據(jù)，進(jìn)而確定所需截骨度數(shù)，能較好地達(dá)到矯正肘內(nèi)翻畸形、改善外觀的目的；（2）由于肱骨遠(yuǎn)端由近及遠(yuǎn)橫徑逐漸增大的解剖特點(diǎn)，使截骨導(dǎo)板能緊密貼合于術(shù)前規(guī)劃的相應(yīng)骨面，截骨操作時(shí)穩(wěn)定性好，確保截骨方向及角度的精確度；（3）操作簡(jiǎn)單方便，技術(shù)要求低，正如本研究發(fā)現(xiàn)，其相對(duì)傳統(tǒng)方法可有效減少手術(shù)時(shí)間和出血量；（4）該導(dǎo)板設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，成本相對(duì)低廉。

越來(lái)越多的證據(jù)表明，絕大多數(shù)肘內(nèi)翻畸形是一種三維畸形，即除了冠狀面的內(nèi)翻畸形外，還包括矢狀面的過(guò)伸畸形以及水平面的內(nèi)旋畸形［12］。因此，有部分學(xué)者提出了三維矯形的概念［13］，認(rèn)為旋轉(zhuǎn)及后伸畸形與尺神經(jīng)麻痹、關(guān)節(jié)周?chē)∪猱惓；顒?dòng)以及遠(yuǎn)期的肩關(guān)節(jié)不穩(wěn)相關(guān)，需積極矯正［14］。也有學(xué)者認(rèn)為，創(chuàng)傷性肘內(nèi)翻畸形患者合并的旋轉(zhuǎn)及后伸畸形角度多較小，可通過(guò)肘關(guān)節(jié)與肩關(guān)節(jié)的代償而無(wú)需矯正［15］。本研究?jī)山M病例均只進(jìn)行了冠狀面畸形的矯正，術(shù)后患者外觀改善滿(mǎn)意，肘關(guān)節(jié)功能良好。因此作者認(rèn)為對(duì)于成人肘內(nèi)翻畸形，單純糾正內(nèi)翻畸形就能達(dá)到滿(mǎn)意的臨床療效。

總之，本研究設(shè)計(jì)的3D打印截骨導(dǎo)板可有效的輔助完成肘內(nèi)翻畸形的截骨矯形，其操作簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確度高；相對(duì)于傳統(tǒng)手術(shù)方法，其可顯著減少手術(shù)時(shí)間和出血量，獲得更好的矯形效果。結(jié)合3D打印導(dǎo)板制作技術(shù)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，其在肘內(nèi)翻畸形矯正手術(shù)中有一定的臨床應(yīng)用前景。難而，本研究樣本量較小，隨訪時(shí)間短，評(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)單一，研究結(jié)果的可靠性有限。此外，從原始CT數(shù)據(jù)的質(zhì)量，到導(dǎo)板的設(shè)計(jì)、打印等任何環(huán)節(jié)的偏差將影響導(dǎo)板輔助截骨的準(zhǔn)確性，而實(shí)際臨床運(yùn)用時(shí)面臨的情況可能也更加復(fù)雜多變。因此，3D打印截骨導(dǎo)板仍然只是肘內(nèi)翻畸形矯正的一種輔助手段，需在臨床工作中靈活使用，其應(yīng)用價(jià)值也有待進(jìn)一步檢驗(yàn)。