3D打印個(gè)體化導(dǎo)向器輔助膝關(guān)節(jié)置換術(shù)出現(xiàn)股骨前皮質(zhì)切割的原因分析

王曉華，姬曉佩，張繼曉，袁 亮，孫 彬，劉新光，張 克，楊 濱 006 北京，北京大學(xué)國際醫(yī)院骨科；53899 河北 衡水，衡水市第八人民醫(yī)院骨二科

人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù)是終末期膝關(guān)節(jié)疾病的有效治療手段，可以改善患者的疼痛和提高生活質(zhì)量，其10年以上的假體生存率可達(dá)95%。初次膝關(guān)節(jié)置換翻修的主要原因?yàn)楦腥?、無菌性松動(dòng)和假體周圍骨折。股骨前皮質(zhì)切割是膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后常見的并發(fā)癥之一，其是指膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中，股骨前髁截骨不良使前方皮質(zhì)骨質(zhì)缺損，導(dǎo)致股骨前髁局部的應(yīng)力增加和骨質(zhì)強(qiáng)度下降，是股骨假體周圍骨折的危險(xiǎn)因素。對于采用傳統(tǒng)工具行膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)出現(xiàn)股骨前皮質(zhì)切割的原因已有很多文獻(xiàn)報(bào)道，但對于3D打印個(gè)體化導(dǎo)向器輔助膝關(guān)節(jié)置換中出現(xiàn)股骨前皮質(zhì)切割的發(fā)生情況、原因分析和解決方法尚缺乏系統(tǒng)研究。本研究收集北京大學(xué)國際醫(yī)院2019年1月至2021年9月使用3D打印個(gè)體化導(dǎo)向器輔助膝關(guān)節(jié)置換中發(fā)生股骨前皮質(zhì)切割的患者資料，并分析其發(fā)生原因，以期為臨床提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究對象

回顧性分析北京大學(xué)國際醫(yī)院骨科2019年1月至2021年9月接受3D打印個(gè)體化導(dǎo)向器輔助初次膝關(guān)節(jié)置換的患者資料，對發(fā)生股骨前皮質(zhì)切割病例進(jìn)行分析。納入標(biāo)準(zhǔn)：①3D打印個(gè)體化導(dǎo)向器輔助膝關(guān)節(jié)置換患者；②術(shù)前、術(shù)中、術(shù)后記錄完整；③初次膝關(guān)節(jié)置換；④發(fā)生股骨前皮質(zhì)切割。排除標(biāo)準(zhǔn)：無術(shù)中CT掃描數(shù)據(jù)。本研究共入選86例(94膝)，其中出現(xiàn)股骨前皮質(zhì)切割17例(18膝)。該院常規(guī)對在其中一間手術(shù)室的患者采用術(shù)中CT，對截骨后、安裝假體前的膝關(guān)節(jié)進(jìn)行三維掃描，并在術(shù)后對術(shù)中截取的骨片進(jìn)行掃描。排除術(shù)中未進(jìn)行三維影像采集6例，最終獲得分析患者12例(12膝)。其中女性11例(91.7%)，男性1例(8.3%)；年齡63～76(68.4±3.6)歲，體質(zhì)量指數(shù)(BMI)20.0～30.1(26.1±3.2)kg/m；左側(cè)2例(16.7%)，右側(cè)10例(83.3%)，均為內(nèi)翻膝；診斷為骨關(guān)節(jié)炎10例，類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎2例。本研究已通過北京大學(xué)國際醫(yī)院生物醫(yī)學(xué)倫理委員會審查[2020-036(BMR)]。

1.2 個(gè)體導(dǎo)向器制備

本組病例均使用愛康宜誠公司A3假體，術(shù)前規(guī)劃設(shè)計(jì)由本組醫(yī)師和愛康宜誠公司專門負(fù)責(zé)此工作的工程師聯(lián)合設(shè)計(jì)。患者術(shù)前于平臥位行下肢全長(股骨頭中心至踝關(guān)節(jié)中心)三維CT薄層掃描(Siemens，德國，SOMATOM Definition AS)，保存影像為DICOM格式。工程師利用患者下肢全長CT影像數(shù)據(jù)重建下肢的三維模型，確定股骨頭中心、膝關(guān)節(jié)中心、踝關(guān)節(jié)中心，然后確定股骨和脛骨力線，規(guī)劃膝關(guān)節(jié)的截骨量、假體大小、假體位置，做出初始設(shè)計(jì)方案(圖1)。醫(yī)師參考工程師的初始設(shè)計(jì)方案，結(jié)合患者的個(gè)體特點(diǎn)，在等量截骨、避免股骨前皮質(zhì)切割等原則下提出個(gè)體化調(diào)整方案，必要時(shí)調(diào)整矢狀位股骨假體的過屈或過伸角度(當(dāng)股骨遠(yuǎn)端截骨量與股骨后髁截骨量相差過大時(shí)，調(diào)整股骨假體矢狀位角度，適當(dāng)前移或后移股骨假體，進(jìn)而使股骨遠(yuǎn)端截骨量和股骨后髁截骨量差值≤0.5 mm)，確定設(shè)計(jì)方案并發(fā)送給工程師。最后采用激光快速成型打印機(jī)進(jìn)行個(gè)體化導(dǎo)向器的3D打印制作，其材料為聚酰胺。

A：股骨冠狀位圖；B：股骨矢狀位圖圖1 術(shù)前規(guī)劃設(shè)計(jì)股骨側(cè)圖像

1.3 手術(shù)方法

采用椎管內(nèi)麻醉或全身麻醉?；颊咂脚P位，常規(guī)消毒鋪巾，上止血帶，壓力260～300 mmHg，膝前正中切口，髕旁內(nèi)側(cè)入路，切除部分髕下脂肪墊，充分切除增生滑膜。使用手術(shù)規(guī)劃型號的股骨髁試模與3D打印的截骨后股骨模型比對，驗(yàn)證術(shù)前設(shè)計(jì)方案的可行性(圖2)。將3D打印個(gè)體化導(dǎo)向器在膝關(guān)節(jié)股骨附著區(qū)域的軟組織徹底剝離，使用專用軟骨刮除器去除軟骨直至顯露軟骨下骨表面。將3D打印個(gè)體化導(dǎo)向器依據(jù)術(shù)前規(guī)劃穩(wěn)固貼附于股骨，分別用4枚螺釘固定(圖3)。沿導(dǎo)向器前方截骨槽行股骨遠(yuǎn)端截骨，取下遠(yuǎn)端截骨片與規(guī)劃的3D打印截骨片比對。于上述步驟的2枚股骨遠(yuǎn)端定位孔中置入股骨前髁金屬截骨工具，行股骨前髁截骨。放置股骨髁金屬截骨工具行股骨后髁、前后斜面、髁間截骨。將截骨片與規(guī)劃的3D打印截骨片比對(圖4)。暴露脛骨近端，去除脛骨導(dǎo)向器附著區(qū)域的軟組織和軟骨，穩(wěn)定貼附導(dǎo)向器后行脛骨截骨。修整增生骨贅，切除殘存半月板，進(jìn)行必要的軟組織松解，安裝試模，復(fù)位，測量下肢力線和旋轉(zhuǎn)對線等情況，良好后取出試模，應(yīng)用術(shù)中CT掃描留存數(shù)據(jù)。沖洗創(chuàng)面，涂抹骨水泥，安裝假體和襯墊，修整髕骨，不置換髕骨。放置引流后逐層關(guān)閉切口，無菌敷料覆蓋加壓包扎。

圖2 術(shù)前規(guī)劃型號的股骨髁試模(A)與3D打印的截骨后股骨模型(B)比對

圖3 固定3D打印個(gè)體化導(dǎo)向器于股骨遠(yuǎn)端

圖4 術(shù)中截骨骨片與術(shù)前設(shè)計(jì)截骨骨片對比

1.4 術(shù)后處理

術(shù)后常規(guī)消腫、鎮(zhèn)痛、預(yù)防感染、抗凝等治療，術(shù)后24 h拔除引流管，在康復(fù)師指導(dǎo)下進(jìn)行術(shù)后功能鍛煉。術(shù)后即刻進(jìn)行術(shù)中情況記錄，包括術(shù)中假體型號、術(shù)中觀察是否存在股骨前皮質(zhì)切割等。對于術(shù)中出現(xiàn)嚴(yán)重股骨前皮質(zhì)切割的患者術(shù)后避免過度伸直位壓力。

1.5 數(shù)據(jù)采集和處理

術(shù)前記錄患者的性別、年齡、身高、體質(zhì)量、BMI、手術(shù)側(cè)別、診斷、力線。術(shù)中觀察股骨前皮質(zhì)是否切割并記錄。采集術(shù)中三維CT掃描的患者膝關(guān)節(jié)截骨完成后的影像和所截取骨片的影像。收集股骨假體設(shè)計(jì)型號、股骨假體術(shù)中使用型號、術(shù)前設(shè)計(jì)股骨假體矢狀位安放角度。采用Mimics? 19.0 (Materialise NV, Belgium)軟件對CT數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，測量股骨前皮質(zhì)切割深度(圖5)、截骨片的厚度(圖6)。采用Rapidform 2006 software(Inus Technology, Seoul, Korea)將術(shù)中CT掃描所重建的膝關(guān)節(jié)模型與術(shù)前設(shè)計(jì)的截骨模型進(jìn)行配準(zhǔn)比對。

A：當(dāng)股骨前皮質(zhì)最遠(yuǎn)端切線和股骨前髁截骨面平行時(shí)即兩線之間的距離；B：當(dāng)股骨前皮質(zhì)最遠(yuǎn)端切線和股骨前髁截骨面不平行時(shí)，即前髁截骨面與假體相鄰的點(diǎn)和前皮質(zhì)延長線之間的距離圖5 股骨前皮質(zhì)切割深度測量

A：股骨前髁截骨片厚度測量；B：股骨遠(yuǎn)端外髁截骨片厚度測量；C：股骨遠(yuǎn)端內(nèi)髁截骨片厚度測量；D：股骨后內(nèi)髁截骨片厚度測量；E：股骨后外髁截骨片厚度測量圖6 術(shù)中所截骨片厚度的測量

1.6 股骨前皮質(zhì)切割發(fā)生原因分析

采用描述性分析方法，分析3D打印個(gè)體化導(dǎo)向器輔助膝關(guān)節(jié)置換中出現(xiàn)股骨前皮質(zhì)切割的原因并計(jì)算百分比。本組患者均由1名副主任醫(yī)師及2名高年資主治醫(yī)師采用共同商討的方式進(jìn)行分析。

測量股骨前皮質(zhì)切割深度并采用GUJARATHI等報(bào)道的方法分級。Ⅰ級：侵犯股骨前皮質(zhì)外表；Ⅱ級：侵犯股骨前皮質(zhì)全層；Ⅲ級：侵犯股骨髓腔≤25%(從股骨前皮質(zhì)內(nèi)表到髓腔中心)；Ⅳ級：侵犯股骨髓腔>25%～50%。

分析方法和步驟：第一步，判斷股骨術(shù)中實(shí)際截骨方位與術(shù)前設(shè)計(jì)的差異，依據(jù)術(shù)中三維CT掃描所重建的膝關(guān)節(jié)模型與術(shù)前設(shè)計(jì)的截骨模型進(jìn)行配準(zhǔn)比對，并參照術(shù)中截骨片的厚度與術(shù)前設(shè)計(jì)截骨厚度的差值分析，如股骨前髁截骨過多，后內(nèi)髁與后外髁截骨均一減少，考慮股骨個(gè)體化導(dǎo)向器偏后放置原因；如股骨前髁截骨過多，后內(nèi)髁實(shí)際截骨量與設(shè)計(jì)截骨量的差值顯著大于后外髁實(shí)際截骨量與設(shè)計(jì)截骨量的差值，則考慮存在股骨個(gè)體化導(dǎo)向器旋轉(zhuǎn)放置異常。

第二步，根據(jù)手術(shù)記錄分析假體型號差異，將術(shù)中三維CT掃描所重建的膝關(guān)節(jié)模型與術(shù)前設(shè)計(jì)的截骨模型進(jìn)行配準(zhǔn)比對，并參照術(shù)中截骨片的厚度與術(shù)前設(shè)計(jì)截骨厚度的差值，如發(fā)現(xiàn)股骨前髁和后髁截骨量均增加，但出現(xiàn)股骨前皮質(zhì)切割，考慮術(shù)中減小假體型號所致。

第三步，分析是否與術(shù)前股骨假體設(shè)計(jì)方位有關(guān)，綜合考量術(shù)中三維CT掃描所重建的膝關(guān)節(jié)模型與術(shù)前設(shè)計(jì)的截骨模型進(jìn)行配準(zhǔn)比對結(jié)果，并參照術(shù)中截骨片的厚度與術(shù)前設(shè)計(jì)截骨厚度的差值，如發(fā)現(xiàn)股骨截骨與設(shè)計(jì)基本一致，假體型號與術(shù)前設(shè)計(jì)一致，但出現(xiàn)股骨前皮質(zhì)切割，結(jié)合術(shù)中記錄情況，考慮為術(shù)前過伸位設(shè)計(jì)、擺鋸走行距離過長、超出設(shè)計(jì)前髁截骨范圍所致。以上均可解釋本組患者出現(xiàn)股骨前皮質(zhì)切割原因，目前暫未發(fā)現(xiàn)其他確切原因。

2 結(jié)果

2.1 股骨前皮質(zhì)切割發(fā)生情況

本組患者膝關(guān)節(jié)連續(xù)性出現(xiàn)股骨前皮質(zhì)切割發(fā)生率為19.1%(18/94)。5例(6膝)因術(shù)中未掃描CT排除，最終納入12例(12膝)患者資料進(jìn)行原因分析。其中診斷骨關(guān)節(jié)炎10例(83.3%)，類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎2例(16.7%)；左側(cè)2例(16.7%)，右側(cè)10例(83.3%)，均為內(nèi)翻膝。

2.2 股骨前皮質(zhì)切割的分級

股骨前皮質(zhì)切割深度分為4級：Ⅰ級5例，Ⅱ級3例，Ⅲ級2例，Ⅳ級2例。12例患者常規(guī)門診復(fù)查過程中均未出現(xiàn)假體周圍骨折。

2.3 股骨前皮質(zhì)切割發(fā)生原因分類

發(fā)生股骨前皮質(zhì)切割的原因分為3類(表1)：第Ⅰ類原因?yàn)楣晒莻€(gè)體化導(dǎo)向器位置異常10例，占83.3%；第Ⅱ類原因?yàn)楣晒羌袤w型號減小2例，術(shù)中三維CT掃描所重建的膝關(guān)節(jié)模型與術(shù)前設(shè)計(jì)的截骨模型進(jìn)行配準(zhǔn)比對發(fā)現(xiàn)股骨前髁和后髁截骨量均增加，但出現(xiàn)股骨前皮質(zhì)切割，考慮假體型號減小所致(圖7)，占16.7%；第Ⅲ類原因?yàn)楣晒羌袤w過伸位設(shè)計(jì)1例，術(shù)中三維CT掃描所重建的膝關(guān)節(jié)模型與術(shù)前設(shè)計(jì)的截骨模型進(jìn)行配準(zhǔn)比對發(fā)現(xiàn)股骨截骨與設(shè)計(jì)基本一致，假體型號與術(shù)前設(shè)計(jì)一致，但出現(xiàn)股骨前皮質(zhì)切割，考慮為術(shù)前過伸位設(shè)計(jì)，擺鋸走行距離過長，超出設(shè)計(jì)前髁截骨范圍所致(圖8)，占8.3%。其中股骨個(gè)體化導(dǎo)向器位置可再細(xì)分為：①股骨個(gè)體化導(dǎo)向器偏后放置(Ⅰa)，術(shù)中三維CT掃描所重建的膝關(guān)節(jié)模型與術(shù)前設(shè)計(jì)的截骨模型進(jìn)行配準(zhǔn)比對發(fā)現(xiàn)股骨前髁截骨過多，后內(nèi)髁與后外髁截骨均一減少(圖9)；②股骨個(gè)體化導(dǎo)向器旋轉(zhuǎn)放置異常(Ⅰb)，術(shù)中三維CT掃描所重建的膝關(guān)節(jié)模型與術(shù)前設(shè)計(jì)的截骨模型進(jìn)行配準(zhǔn)比對發(fā)現(xiàn)股骨前髁出現(xiàn)截骨過多，后內(nèi)髁實(shí)際截骨量與設(shè)計(jì)截骨量的差值顯著大于后外髁實(shí)際截骨量與設(shè)計(jì)截骨量的差值(圖10)。

表1 3D打印個(gè)體化導(dǎo)向器輔助膝關(guān)節(jié)置換中出現(xiàn)股骨前皮質(zhì)切割的原因分析

股骨型號截骨量差值(術(shù)后重建測量厚度-設(shè)計(jì)厚度)/mm病例股骨屈曲角度(設(shè)計(jì))notch厚度(CT測量)/mm髓腔中心線距離/mm分級考慮股骨前皮質(zhì)切割原因設(shè)計(jì)實(shí)際股骨遠(yuǎn)端內(nèi)側(cè)股骨遠(yuǎn)端外側(cè)股骨后內(nèi)髁股骨后外髁股骨前髁101.916.11Ⅱ3.53.50.260.14-0.39-1.040.9Ⅰa+Ⅰb250.9614.31Ⅰ3.53-1.51-1.190.60.422.07Ⅱ3-1.52.1815.42Ⅱ3.53.5-0.330.290.390.531.79Ⅲ401.913.89Ⅱ2.530.330.41-3.74-3.51-2.1Ⅰa504.5812.55Ⅳ1.51.5-1.68-2.1NANA8.46Ⅰa+Ⅰb601.6719.68Ⅰ44NANANANANAⅠa+Ⅰb7-1.52.1516.73Ⅲ441.770.79-1.95-0.883.34Ⅰa+Ⅰb801.915.85Ⅲ330.540.150.98-0.661.64Ⅰb941.1214.18Ⅰ33.50.390.070.56-1.032.61Ⅰb1003.9713.21Ⅳ32.5-0.54-1.40.83-0.640.31Ⅰb+Ⅱ11-31.8516.56Ⅰ330.290.572.110.230.17Ⅰb1201.3115.14Ⅰ330.371.71.971.172.55Ⅰb

A：術(shù)中三維CT重建模型；B：術(shù)中三維CT重建模型與術(shù)前規(guī)劃三維規(guī)劃截骨模型配準(zhǔn)；C：術(shù)中三維CT重建模型與術(shù)前規(guī)劃三維規(guī)劃截骨模型配準(zhǔn)后透視模式；圖中紅色為術(shù)中三維CT重建模型，綠色為術(shù)前規(guī)劃三維模型圖7 減小假體型號典型病例

A：術(shù)中三維CT重建模型；B：術(shù)中三維CT重建模型與術(shù)前規(guī)劃三維規(guī)劃截骨模型配準(zhǔn)；圖中綠色為術(shù)中三維CT重建模型，紅色為術(shù)前規(guī)劃三維模型圖8 術(shù)前過伸設(shè)計(jì)典型病例

A：術(shù)中三維CT重建模型；B：術(shù)中三維CT重建模型與術(shù)前規(guī)劃三維規(guī)劃截骨模型配準(zhǔn)；C：術(shù)中三維CT重建模型與術(shù)前規(guī)劃三維規(guī)劃截骨模型配準(zhǔn)后透視模式；圖中紅色為術(shù)中三維CT重建模型，綠色為術(shù)前規(guī)劃三維模型圖9 個(gè)體化導(dǎo)向器偏后典型病例

A：術(shù)中三維CT重建模型；B：術(shù)中三維CT重建模型與術(shù)前規(guī)劃三維規(guī)劃截骨模型配準(zhǔn)；C：術(shù)中三維CT重建模型與術(shù)前規(guī)劃三維規(guī)劃截骨模型配準(zhǔn)后透視模式；圖中綠色為術(shù)中三維CT重建模型，紅色為術(shù)前規(guī)劃三維模型圖10 個(gè)體化導(dǎo)向器外旋典型病例

3 討論

膝關(guān)節(jié)置換術(shù)是骨科最常見的手術(shù)，可以有效改善膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎和類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等疾病導(dǎo)致的疼痛和功能障礙，提高生活質(zhì)量，并且擁有較好的長期隨訪結(jié)果。然而，部分患者會出現(xiàn)膝關(guān)節(jié)置換失敗，導(dǎo)致負(fù)擔(dān)加重并影響功能。研究報(bào)道，假體周圍骨折是失敗的重要原因之一，股骨前皮質(zhì)切割是股骨假體周圍骨折的危險(xiǎn)因素。股骨前皮質(zhì)切割導(dǎo)致局部應(yīng)力集中增加，降低彎曲和扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，這些因素可能會增加假體周圍骨折的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)股骨前皮質(zhì)切割深度≥3 mm時(shí)，股骨遠(yuǎn)端的力學(xué)特性將明顯改變，導(dǎo)致局部應(yīng)力增加，使患者發(fā)生膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后髁上骨折的風(fēng)險(xiǎn)更高。

在全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)截骨過程中，當(dāng)股骨前皮質(zhì)受到侵犯時(shí)就會發(fā)生股骨切割。造成這種情況的原因有多種，包括股骨假體的旋轉(zhuǎn)不良(過度內(nèi)旋導(dǎo)致前內(nèi)側(cè)皮質(zhì)切割、過度外旋導(dǎo)致前外側(cè)皮質(zhì)切割)、不正確的股骨假體型號、股骨髓內(nèi)定位桿位置偏后、截骨錯(cuò)誤、使用后參考系統(tǒng)等。與傳統(tǒng)膝關(guān)節(jié)置換相比，計(jì)算機(jī)導(dǎo)航膝關(guān)節(jié)置換將增加股骨前皮質(zhì)切割的發(fā)生率。因?qū)Ш揭罁?jù)股骨矢狀位力線確定股骨假體方位，所以股骨前弓是導(dǎo)致股骨前皮質(zhì)切跡的危險(xiǎn)因素。類似的，當(dāng)矢狀位股骨遠(yuǎn)端前偏角度(distal femoral sagittal anterior angle，DFSAA)>30°時(shí)，使用3D打印個(gè)體化導(dǎo)向器輔助膝關(guān)節(jié)置換中股骨前皮質(zhì)切割發(fā)生率顯著增加。因此，在導(dǎo)航膝關(guān)節(jié)置換和3D打印個(gè)體化導(dǎo)向器輔助膝關(guān)節(jié)置換中，適度調(diào)整股骨假體屈曲安放角度有助于減少股骨前皮質(zhì)切割的發(fā)生，且可以獲得更加平衡的屈伸間隙?；诖?，本課題組對3D打印個(gè)體化導(dǎo)向器輔助膝關(guān)節(jié)置換的流程和設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)：①在與工程師溝通設(shè)計(jì)制造3D打印個(gè)體化導(dǎo)向器的過程中，由醫(yī)師主導(dǎo)，工程師提供初始設(shè)計(jì)方案，醫(yī)師最終確定設(shè)計(jì)；②術(shù)前擁有設(shè)計(jì)圖像和相關(guān)參數(shù)，能夠明確看到股骨假體位置，避免設(shè)計(jì)問題導(dǎo)致股骨前皮質(zhì)切割，同時(shí)遵照等量截骨原則，必要時(shí)在避免股骨前皮質(zhì)切割的情況下予以調(diào)整假體矢狀位屈曲角度。

本組病例中，出現(xiàn)股骨前皮質(zhì)切割的原因可以歸納為3類：①股骨個(gè)體化導(dǎo)向器位置異常：導(dǎo)向器位置偏后、旋轉(zhuǎn)異常(外旋、內(nèi)旋)；②股骨實(shí)際使用型號較術(shù)前設(shè)計(jì)假體型號減小；③術(shù)前股骨假體過伸位設(shè)計(jì)。

3D打印個(gè)體化導(dǎo)向器輔助膝關(guān)節(jié)置換具有較高的設(shè)計(jì)截骨精度和臨床療效，術(shù)中導(dǎo)向器準(zhǔn)確的位置安放是實(shí)現(xiàn)手術(shù)設(shè)計(jì)的重要因素。異常的導(dǎo)向器放置將直接導(dǎo)致截骨錯(cuò)誤。當(dāng)導(dǎo)向器放置位置偏后時(shí)，股骨前髁的截骨量會增加，后髁截骨量會減少，因此有可能出現(xiàn)股骨前皮質(zhì)切跡。當(dāng)導(dǎo)向器放置旋轉(zhuǎn)異常時(shí)，將導(dǎo)致后內(nèi)髁與后外髁的截骨量與規(guī)劃截骨量出現(xiàn)差異且不均等變化，股骨前髁內(nèi)側(cè)和外側(cè)截骨量出現(xiàn)變化，導(dǎo)致股骨前髁外側(cè)或內(nèi)側(cè)出現(xiàn)皮質(zhì)切割現(xiàn)象。因此，股骨個(gè)體化導(dǎo)向器的正確安放是避免股骨前皮質(zhì)切割的重要操作。針對此類問題，本研究建議：①術(shù)中截骨前仔細(xì)與打印的截骨模型比對，驗(yàn)證個(gè)體化導(dǎo)向器的位置是否準(zhǔn)確，并在進(jìn)行股骨前髁截骨前使用鐮刀測量尺測量，必要時(shí)調(diào)整股骨前髁截骨槽避免截骨錯(cuò)誤；②術(shù)中參考通髁線等解剖標(biāo)志，并及時(shí)比對所截骨片和打印的術(shù)前設(shè)計(jì)截骨骨片，避免旋轉(zhuǎn)錯(cuò)誤。

假體型號的調(diào)整會導(dǎo)致股骨前髁和/或后髁的截骨增加或減少，當(dāng)術(shù)中實(shí)際使用的假體型號比設(shè)計(jì)型號減小時(shí)，將會增加股骨前髁和/或后髁的截骨量，此時(shí)即可能出現(xiàn)股骨前方皮質(zhì)切割的問題。因此，選擇合適型號的股骨假體有助于降低股骨前皮質(zhì)切跡的發(fā)生。對于采用3D打印個(gè)體化導(dǎo)向器輔助膝關(guān)節(jié)置換的病例，如術(shù)中需要減小股骨假體型號，可采用后參考和前參考相結(jié)合的方式使用傳統(tǒng)工具手術(shù)或在屈伸間隙平衡的前提下適當(dāng)調(diào)整股骨前髁截骨工具減小股骨前髁截骨厚度，避免股骨前皮質(zhì)切割。

將股骨假體矢狀位上置于過伸位可導(dǎo)致股骨前皮質(zhì)切跡。本組病例中有3例患者因遵循等量截骨原則，術(shù)前規(guī)劃設(shè)計(jì)為股骨假體過伸位放置且無股骨前皮質(zhì)切割，其中1例患者較準(zhǔn)確地復(fù)制了術(shù)前截骨設(shè)計(jì)卻仍出現(xiàn)股骨前皮質(zhì)切割，分析原因可能為此例患者在股骨前髁截骨過程中，術(shù)者擺鋸過度切除，造成遠(yuǎn)超所需截骨范圍，導(dǎo)致股骨前皮質(zhì)切割發(fā)生。因此，結(jié)合既往文獻(xiàn)報(bào)道和此病例情況，盡量避免股骨假體過伸位設(shè)計(jì)、術(shù)者術(shù)前詳細(xì)了解每一病例的個(gè)體化導(dǎo)向器設(shè)計(jì)特點(diǎn)和術(shù)中仔細(xì)操作是避免股骨前皮質(zhì)切割的有效方法。

本研究中使用的導(dǎo)向器的優(yōu)勢為充分依據(jù)患者的解剖形態(tài)個(gè)體化設(shè)計(jì)，整個(gè)醫(yī)工交互過程是醫(yī)師主導(dǎo)，最終設(shè)計(jì)方案也為醫(yī)師確定，并增加了術(shù)中校準(zhǔn)輔助工具，術(shù)前、術(shù)中對患者的解剖情況了然于胸，具有良好的前景。

綜上所述，本研究得出3D打印個(gè)體化導(dǎo)向器輔助膝關(guān)節(jié)置換出現(xiàn)股骨前皮質(zhì)切割的原因?yàn)楣晒莻€(gè)體化導(dǎo)向器位置異常、股骨假體型號減小、術(shù)前過伸位設(shè)計(jì)。精確操作、術(shù)中驗(yàn)證是避免股骨個(gè)體化導(dǎo)向器位置異常的有效方法，選擇合適的假體型號、慎重股骨假體過伸位設(shè)計(jì)可預(yù)防股骨前皮質(zhì)切割的發(fā)生。但本研究為回顧性病例系列研究，尚需大樣本前瞻性研究進(jìn)行驗(yàn)證。

利益沖突聲明