3D打印患手模型指導(dǎo)個性化選擇皮瓣治療虎口攣縮的效果研究

郭禮平，巨積輝*，周榮，王健，余新水

蘇州大學(xué)附屬瑞華醫(yī)院手外科，江蘇 蘇州 215104

臨床上因外傷后瘢痕、皮膚壞死等導(dǎo)致的虎口攣縮不少見，影響拇指外展、對掌等功能，需要手術(shù)治療，輕型虎口攣縮行瘢痕松解或皮片移植可改善，中～重型需游離皮瓣修復(fù)[1]。目前游離皮瓣多種多樣[2,3]，為患者定制合適面積及形狀的皮瓣是一難題。傳統(tǒng)的方式是術(shù)前制定多種皮瓣方案，術(shù)中視虎口開大后的創(chuàng)面再與患者溝通，確定選擇合適皮瓣，既增加了手術(shù)時間，也因為術(shù)前不確定性加重患者心理負(fù)擔(dān)。近年來精準(zhǔn)化治療受到重視[4]，3D 打印技術(shù)作為精準(zhǔn)化醫(yī)療的重要手段在骨科的運(yùn)用日趨成熟，而其用于皮瓣的設(shè)計指導(dǎo)鮮見報道。2018 年3 月至2019 年10月，我院采用3D 打印技術(shù)，術(shù)前“1：1”重建柔性樹脂患手模型，模擬虎口開大角度及寬度設(shè)計外形精準(zhǔn)的皮瓣，指導(dǎo)術(shù)中選擇個性化皮瓣，使虎口獲得良好的外形及功能，報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本組共10例，男6例，女4例，年齡20～58 歲，平均36.8 歲。均為外傷后虎口攣縮，其中擠壓傷8例，絞傷2例；合并掌骨骨折5例，第1 骨間肌損傷8例，魚際肌損傷2例。所有病例外傷后急診行骨折復(fù)位固定、血管神經(jīng)肌肉修復(fù)術(shù)。受傷至虎口發(fā)生攣縮時間1～ 10 月，平均4.2 個月?；⒖诮?0～ 25 °（平均20.3°）[5]；虎口寬度16～22 mm（平均19.2 mm）[6]；重度虎口攣縮7例，中度3例。

1.2 手術(shù)方法

1.2.1 術(shù)前模擬（1）制作3D 模型?；颊咧獠恐巫烂?，前臂上舉，支架固定前臂（未及手腕部），患手虎口張開至最大程度，保持2～3 min，測試者手持3D掃描儀（南京威布三維科技有限公司），360°掃描患手采集數(shù)據(jù)，生成“stl”格式。采用Magics 軟件對3D模型數(shù)據(jù)（stl 格式）優(yōu)化，去除干擾碎片及異物等，數(shù)據(jù)導(dǎo)入3D 打印機(jī)（邁普醫(yī)學(xué)，SLA 光固化3D 打印），采用柔性樹脂材料，“1：1”打印出患手3D 模型。（2）評估創(chuàng)面。經(jīng)虎口矢狀切口，切口沿瘢痕組織至最低處，開大虎口角至90°，調(diào)整拇指于外展對掌位固定，測量創(chuàng)面大小并設(shè)計樣布。（3）個性化制定皮瓣類型。測量樣布（皮瓣）面積，根據(jù)游離皮瓣面積優(yōu)勢原則，較大面積選用股前外側(cè)皮瓣，較小面積選用腓淺動脈穿支皮瓣或第1 掌背動脈皮瓣。較小面積選擇皮瓣時，需結(jié)合患者傷情，如肌肉組織損傷較重或瘢痕延展較深，優(yōu)先選用腓淺動脈穿支皮瓣。

1.2.2 手術(shù)過程 切除皮膚瘢痕組織，松解肌肉等攣縮組織，開大虎口角至90°，調(diào)整拇指于外展對掌位，必要時于第2 掌骨與拇指近節(jié)指骨間克氏針固定，徹底止血后將消毒的術(shù)前設(shè)計樣布與創(chuàng)面比對，誤差≤0.5 cm，根據(jù)需要切取相應(yīng)皮瓣：（1）股前外側(cè)皮瓣。術(shù)前CDU 定位旋股外側(cè)動脈降支在大腿中段前外側(cè)的穿支血管，設(shè)計好樣布后切取皮瓣，切取方法參見文獻(xiàn)[7]。股前外側(cè)皮瓣用于修復(fù)較深較大、伴有肌肉毀損和缺損的創(chuàng)面，皮瓣切取時可攜帶具有血供的肌肉用于填充虎口區(qū)。（2）腓淺動脈穿支皮瓣。以彩超定位的腓淺動脈穿支為中心設(shè)計皮瓣，切開皮瓣前緣，直至深筋膜層，在深筋膜層探查腓淺動脈穿支穿出點，確認(rèn)穿支血管進(jìn)入皮瓣，切開皮瓣周緣，剝離趾長伸肌與腓骨長肌之間的肌間隔，并向兩側(cè)拉開，分離暴露出腓淺動脈主干及伴行的腓淺神經(jīng)，在距腓淺動脈主干0.5～1.0 cm 處結(jié)扎并切斷腓淺動脈穿支血管。（3）第1 掌背動脈島狀皮瓣。根據(jù)皮瓣設(shè)計原則擺放好樣布并設(shè)計、切取[8]，皮瓣從遠(yuǎn)端向近端逐漸游離，通過皮下隧道轉(zhuǎn)移修復(fù)創(chuàng)面，隧道要寬敞，謹(jǐn)防蒂部受壓影響血供。

1.2.3 術(shù)后處理 常規(guī)預(yù)防感染、抗血管痙攣、抗凝血等治療。臥床制動1 周，密切觀察皮瓣的血運(yùn)。術(shù)后定期隨訪。

2 結(jié)果

本組10例，皮瓣面積2.0 cm×3.0 cm～ 10.5 cm×13.0 cm，術(shù)后所有皮瓣成活，受區(qū)及供區(qū)創(chuàng)口Ⅰ期愈合。隨訪6～12 個月（平均7.5 個月)，末次隨訪時皮瓣外形滿意，感覺部分恢復(fù)，拇指恢復(fù)外展及對掌功能，虎口角度增加50～60 °（平均53.4 °），虎口寬度增加18～35 mm（平均31.3 mm），按侯書健等[9]的虎口修復(fù)評定標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)7例，良2例，中1例（表1）。所有患者恢復(fù)日常工作，供區(qū)外形、感覺及功能恢復(fù)良好。

表1 虎口攣縮皮瓣修復(fù)術(shù)效果Tab.1 The general information of 3 kinds of flaps and the situation of opening up after operation

典型病例見圖1。

3 討論

3.1 虎口攣縮治療現(xiàn)狀與皮瓣選擇

虎口是人類肢體解剖的重要特征，也是區(qū)別動物的重要標(biāo)志，輔助拇指發(fā)揮外展、內(nèi)收及對掌等功能。虎口區(qū)先天性攣縮，或受傷引起局部皮膚瘢痕增生導(dǎo)致虎口攣縮，均嚴(yán)重影響拇指的活動，需要手術(shù)干預(yù)，由于其傷情復(fù)雜，存在多因素?fù)p害拇指功能的表現(xiàn)，故一直是臨床手外科的難題。對于輕度虎口攣縮，局部皮膚條件良好的常行“Z”字成形等手術(shù)開大虎口，增加虎口深度，改善拇指活動[10]。中～重度虎口攣縮常見于外傷或燒傷等，其手內(nèi)肌肉也存在一定損害或攣縮[11]，單純的皮膚成形無法達(dá)到修復(fù)效果，需要在處理內(nèi)在肌攣縮的同時聯(lián)合皮瓣修復(fù)創(chuàng)面。目前臨床常用游離皮瓣或虎口周圍的帶蒂皮瓣修復(fù)虎口攣縮的創(chuàng)面，臨床效果不一[12]。結(jié)合我院手術(shù)病例及相關(guān)研究報道[13～15]，第1 掌背動脈島狀皮瓣、腓淺動脈穿支皮瓣、股前外側(cè)皮瓣這3 種皮瓣可修復(fù)所有類型的虎口攣縮，并能發(fā)揮各自優(yōu)勢。對于年齡較大或存在基礎(chǔ)疾病的虎口攣縮創(chuàng)面較小患者，選用第1 掌背動脈島狀皮瓣既能有效覆蓋虎口區(qū)創(chuàng)面，又無需臥床制動，由于是帶蒂皮瓣成活風(fēng)險較小，第2 指背的皮膚瘢痕可能是其缺點。對于虎口攣縮創(chuàng)面稍大者，可選用腓淺動脈穿支皮瓣，該皮瓣不犧牲主干動脈且在腿部較隱蔽，作為介于微型皮瓣及大型皮瓣之間的皮瓣得到廣泛應(yīng)用[16]，另外該皮瓣修復(fù)虎口區(qū)時蒂部動脈可吻合橈動脈分支，血供充足，成活風(fēng)險較低。對于虎口攣縮創(chuàng)面較大者，宜選用經(jīng)典術(shù)式股前外側(cè)皮瓣，該皮瓣具有面積足夠大且蒂部動脈管徑夠粗，術(shù)后皮瓣血供優(yōu)良等優(yōu)點[17]，并可帶肌肉一并修復(fù)內(nèi)在肌和填塞死腔獲得更加優(yōu)良的手術(shù)效果。

3.2 3D 打印技術(shù)個性化選擇皮瓣的優(yōu)勢

3D 打印技術(shù)飛速發(fā)展，已廣泛應(yīng)用于骨科手術(shù)，如3D 打印的骨折術(shù)前模擬及輔助參考骨折復(fù)位、內(nèi)固定導(dǎo)板設(shè)計等[18～20]。隨著3D 模型材料不斷發(fā)展，柔性樹脂材料可打印出軟性模型，為3D 打印技術(shù)用于顯微外科提供了條件。我院結(jié)合3D 打印技術(shù)的特點及虎口攣縮顯微外科修復(fù)難點，制定了術(shù)前3D 打印患手模型，模擬設(shè)計創(chuàng)面?zhèn)€性化選擇皮瓣的方案。中～重度虎口攣縮在開大虎口形成的創(chuàng)面常需要皮瓣修復(fù)，而選擇何種皮瓣是手外科醫(yī)生的難題，如果術(shù)前評估創(chuàng)面較小，則術(shù)中小型皮瓣無法覆蓋，需更換大面積的皮瓣，或術(shù)前評估創(chuàng)面較大了，大型皮瓣覆蓋太臃腫并修復(fù)外形較差，術(shù)中需更換中小型皮瓣，故在以往的手術(shù)過程中常出現(xiàn)術(shù)中方案的臨時改變，存在隱患。本研究術(shù)前通過3D 打印技術(shù)，“1：1”打印出患手模型，模擬虎口開大的范圍和角度，設(shè)計出創(chuàng)面的外形及面積大小，選擇合適的皮瓣。參考相關(guān)文獻(xiàn)及結(jié)合筆者手術(shù)經(jīng)驗，總結(jié)出修復(fù)虎口攣縮創(chuàng)面時第1 掌背動脈島狀皮瓣、腓淺動脈穿支皮瓣、股前外側(cè)皮瓣修復(fù)創(chuàng)面的合適面積分別為：1.8 cm×2.0 cm～2.5 cm×3.0 cm、2.0 cm×3.5cm～ 4.0 cm×10.0 cm、6.0 cm×7.5 cm～10.5 cm×l3.5 cm[20～22]。這3 種皮瓣分別對創(chuàng)面面積小、中、大有著各自的優(yōu)勢，根據(jù)術(shù)前通過3D 打印設(shè)計出的皮瓣面積，選擇合適皮瓣，可避免術(shù)中方案的臨時改變，同時也做到了精準(zhǔn)修復(fù)。

3.3 本方案的注意事項及局限性

（1）3D 模型精準(zhǔn)的基礎(chǔ)是患手的圖像數(shù)據(jù)采集，采用3D 掃描儀對患手進(jìn)行三維掃描，操作的技巧和患者配合度是掃描成功的關(guān)鍵。建議患手最大程度展開，這樣可使患者維持2～3 min 且充分暴露各處，便于掃描成像，其他姿勢或展開程度均難以讓患者保持姿勢不變。（2）3D 模型打印成品后，對模型行術(shù)前模擬時需考慮內(nèi)在肌的情況，對患者之前手術(shù)的具體情況了解，有助于更加精準(zhǔn)的手術(shù)模擬，因為內(nèi)在肌攣縮術(shù)中切除會增加虎口開大的深度，增加創(chuàng)面的面積。（3）設(shè)計出創(chuàng)面形狀后在選擇皮瓣時，不僅要參考皮瓣面積這一標(biāo)準(zhǔn)，患者的全身情況及意愿、內(nèi)在肌損傷引起的死腔等都是考慮因素，出現(xiàn)面積范圍交叉時，需結(jié)合患者具體情況選擇合適皮瓣，總結(jié)認(rèn)為皮瓣面積范圍交叉在第1 掌背動脈島狀皮瓣、腓淺動脈穿支皮瓣時，在患者基礎(chǔ)情況良好情況下，優(yōu)先選擇腓淺動脈穿支皮瓣，該處皮瓣面積可擴(kuò)展且游離皮瓣延展性更好；皮瓣面積范圍交叉在腓淺動脈穿支皮瓣、股前外側(cè)皮瓣時，如內(nèi)在肌損傷或攣縮者，建議選用股前外側(cè)皮瓣，該皮瓣較肥厚且可帶肌肉，有助于滿足虎口區(qū)飽滿感及肌肉填塞死腔，如內(nèi)在肌無明顯損傷者，優(yōu)先選用腓淺動脈穿支皮瓣，該皮瓣較菲薄，單純修復(fù)皮膚缺損引起的創(chuàng)面效果較好。（4）術(shù)前精準(zhǔn)地設(shè)計出虎口開大程度是精準(zhǔn)設(shè)計皮瓣的基礎(chǔ)，最好的辦法是將健側(cè)虎口開至最大，鏡像打印出患手健康狀態(tài)時虎口開至最大程度時的模型，但對健側(cè)手的3D 掃描是個難點，保證其他手指能與對側(cè)手指保持鏡像動作較難，是以后研究的方向。

綜上所述，術(shù)前采用3D 打印技術(shù)指導(dǎo)選擇個性化的皮瓣，可有效縮短手術(shù)時間，避免術(shù)中方案改變，使虎口攣縮創(chuàng)面達(dá)到精準(zhǔn)修復(fù)，且術(shù)后虎口外形及功能恢復(fù)良好。