3D打印腕手矯形器在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎腕關(guān)節(jié)病變康復(fù)治療中的臨床應(yīng)用

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis，RA)是一種自身免疫性疾病，其早期主要以關(guān)節(jié)腫脹、疼痛等為主要癥狀，發(fā)展到晚期，則出現(xiàn)關(guān)節(jié)畸形，甚至廢用等，給正常生活帶來困難。腕關(guān)節(jié)、掌指關(guān)節(jié)和近端指間關(guān)節(jié)均是RA早期易累及的關(guān)節(jié)，而腕關(guān)節(jié)受損會(huì)直接影響正常的手功能

。目前，由于RA的具體病理機(jī)制尚不清楚，故單純抗風(fēng)濕治療的效果存在一定的不足，而康復(fù)的介入，尤其是RA腕關(guān)節(jié)病變3D打印定制腕手矯形器(wrist hand orthosis，WHO)康復(fù)治療的干預(yù)，在一定程度上提高了RA的整體治療療效。3D打印技術(shù)，又稱增材制造技術(shù)，現(xiàn)在廣泛并成功應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，它通過利用現(xiàn)代技術(shù)，把影像數(shù)字轉(zhuǎn)變成為3D實(shí)體，可以給康復(fù)治療提供積極的幫助

。本文通過分析35例RA單側(cè)腕關(guān)節(jié)病變患者佩戴3D打印腕手WHO的初步臨床應(yīng)用情況，評(píng)估對(duì)比患者佩戴后與佩戴前，與佩戴傳統(tǒng)WHO的康復(fù)治療療效，探討3D打印技術(shù)在RA腕關(guān)節(jié)病變康復(fù)治療中的應(yīng)用前景。

目前水庫僅有大壩處設(shè)監(jiān)控兩處，還需在保護(hù)區(qū)沿省道太邢線布設(shè)視頻監(jiān)控8處。達(dá)到對(duì)龐莊水庫庫區(qū)24 h監(jiān)控的目標(biāo)，對(duì)污染水源行為及情況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

將云服務(wù)提供商履行SLA的程度，作為信任模型的評(píng)估證據(jù)，更準(zhǔn)確地表達(dá)CSP的可信性。本文評(píng)估云服務(wù)提供商信任過程中檢測(cè)這些指標(biāo)是否得到了切實(shí)的保證，并且利用馬爾科夫模型預(yù)測(cè)CSP不能保證這些指標(biāo)的可能性，提前對(duì)CSP進(jìn)行調(diào)整。如果CSP及時(shí)地進(jìn)行了調(diào)整，則認(rèn)為CSP履行了其承諾，則信任值高，反之就低。

1 資料與方法

1.1 一般資料 將2018年1月～2021年1月在甘肅省中醫(yī)院及其?？坡?lián)盟醫(yī)院門診收治的70例符合條件的RA單側(cè)腕關(guān)節(jié)病變患者納入研究。RA西醫(yī)診斷標(biāo)準(zhǔn)參考《2018中國類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎診療指南》

；RA中醫(yī)證候診斷標(biāo)準(zhǔn)參考《類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎中醫(yī)診療指南》

。在甘肅省中醫(yī)院緊密型風(fēng)濕骨病專科聯(lián)盟醫(yī)療協(xié)作單位甘肅普瑞特科技有限公司3D打印中心完成。 納入標(biāo)準(zhǔn):符合西醫(yī)診斷標(biāo)準(zhǔn)；符合RA腕關(guān)節(jié)的X線進(jìn)展分期

；年齡為18～70歲的中國男性或女性患者；精神狀態(tài)正常，意識(shí)清楚，可配合矯形器康復(fù)治療、評(píng)估的患者。本研究均告知患者及其家屬，且均知情，并書面簽字同意。排除標(biāo)準(zhǔn):特殊過敏體質(zhì)；精神障礙、有嚴(yán)重的心腦血管疾病患者和孕婦、哺乳期婦女等不能正常佩戴矯形器者；一切不愿意接受者等。采用隨機(jī)數(shù)字表法將其隨機(jī)分為觀察組和對(duì)照組，2組患者一般資料比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,具有可比性，見表1。

陌生人中那個(gè)帶頭的從上衣口袋中掏出警官證，說：“您的兒子王國強(qiáng)利用職權(quán)便利，非法收受他人財(cái)物幾百萬元人民幣，還得請(qǐng)他跟我們走一趟?！?/p>

1.2 3D打印WHO的設(shè)計(jì)與制備

桁架平臺(tái)提升實(shí)驗(yàn)合格后方可正式進(jìn)行提升，現(xiàn)場(chǎng)提升過程中要有現(xiàn)場(chǎng)指揮、安全主管、技術(shù)主管在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督，若出現(xiàn)異常情況應(yīng)馬上停止提升，確認(rèn)問題解決后，方可繼續(xù)提升。

1.2.1 RA腕關(guān)節(jié)病變3D打印WHO的制作方法 ①腕關(guān)節(jié)3D掃描取模：患者站立位，保持雙眼平視前方、頭稍后仰、患側(cè)上肢自然平伸置于軀干側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)姿勢(shì)，采用手持便攜式白光三維光學(xué)掃描，便攜式平板對(duì)其單側(cè)腕關(guān)節(jié)、手部范圍進(jìn)行掃描；減少衣物遮擋，掃描者站立位于患者正前方，保持正常距離，打開iPad上Structure Sensor掃描儀中的APP Scanner；掃描者雙手穩(wěn)定持iPad，及時(shí)調(diào)整手持掃描儀與患者前方距離及Scanner的正常掃描范圍及大小，使患側(cè)腕關(guān)節(jié)、手部絕對(duì)呈現(xiàn)在Scanner可掃區(qū)域內(nèi)，圍繞掃描范圍進(jìn)行360°調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)，掃描成功的部位將由白色覆蓋；整個(gè)程序結(jié)束后，則點(diǎn)擊“完成”即可。全程規(guī)范掃描約5～8min，掃描過程中，要求周圍環(huán)境避光，并避免其它干擾因素。②個(gè)性精準(zhǔn)化設(shè)計(jì)：確定腕關(guān)節(jié)功能角度：將腕關(guān)節(jié)掃描的三維模型與患者腕關(guān)節(jié)側(cè)位X射線片一同導(dǎo)入三維建模軟件SOLDWORKS(2018版)中，通過調(diào)整三維模型透明度，從而使透過腕關(guān)節(jié)X射線片可以看到腕關(guān)節(jié)掃描圖像后，進(jìn)行完全匹配校準(zhǔn)。然后根據(jù)患者單側(cè)腕關(guān)節(jié)功能角度異常情況、關(guān)節(jié)軟骨損傷程度、關(guān)節(jié)間隙分級(jí)、臨床癥狀和年齡等一步一步調(diào)整，使原有腕關(guān)節(jié)病理位角度調(diào)整至腕關(guān)節(jié)功能位角度。具體方法為：采用Harrision法設(shè)置預(yù)矯正的腕關(guān)節(jié)角度，即通過調(diào)整橈骨背側(cè)切線的平行線與第2掌骨背側(cè)切線的平行線使腕關(guān)節(jié)角度改變，依據(jù)矯正后的角度確定圓心 (橈骨近斷背側(cè)平行線的垂線與第2掌骨背側(cè)平行線的垂線的交點(diǎn)，即圓心)，結(jié)合圓心以及包含患者腕關(guān)節(jié)側(cè)位X射線片和腕關(guān)節(jié)光學(xué)三維掃描文件，調(diào)整半徑大小，從而確定腕關(guān)節(jié)個(gè)性化功能角度，見圖1a。確定第1、2掌骨間隙弧度：將手腕部的腕關(guān)節(jié)弧度沿患側(cè)手指端橈側(cè)以樣條曲線繼續(xù)延伸，形成1、2掌骨間隙凹陷，構(gòu)造虎口區(qū)曲線，直至手拇指大魚肌處，形成不限制拇指正?；顒?dòng)曲線。見圖1b。確定腕關(guān)節(jié)功能位尺側(cè)，橈側(cè)角度：根據(jù)腕關(guān)節(jié)的功能位角度，構(gòu)造出尺橈側(cè)直線線段，第1和第5掌骨中心位線段，尺橈側(cè)便構(gòu)成腕關(guān)節(jié)功能位尺側(cè)，橈側(cè)角度，其遠(yuǎn)端至第1、5掌指關(guān)節(jié)，近端至橈骨莖突近端8～10cm。即為3D打印定制WHO功能位佩戴范圍。見圖1c。③腕關(guān)節(jié)三維模型的建立及打?。簩⑼箨P(guān)節(jié)功能位腕背側(cè)角度、第1、2掌骨間隙弧度、腕關(guān)節(jié)功能位尺橈側(cè)角度，腕關(guān)節(jié)掌背側(cè)間隙曲線和直線，線段形成閉合曲線，經(jīng)過建模處理后：包括裁剪封閉曲線以外的多余線條及曲線，從而得到WHO三維模型，見圖2a；最后將腕手WHO三維模型導(dǎo)入3D打印設(shè)備，以選擇性激光燒結(jié)SLS方式打印成定制WHO治療實(shí)體。打印材料為熱塑性聚氨酯彈性體橡膠TPU，通過后期完整處理，制作成3D打印定制WHO，并佩戴，見圖2b。

1.3 方法 2組患者均常規(guī)抗風(fēng)濕治療。觀察組在治療過程中采用3D打印定制WHO行佩戴康復(fù)治療。對(duì)照組按常規(guī)大、中、小型號(hào)佩戴非3D打印傳統(tǒng)成品WHO(衡水千眾)康復(fù)治療。2組患者均自臨床確診RA腕關(guān)節(jié)病變開始佩戴，日間持續(xù)佩戴康復(fù)矯形器8～12h，夜間可佩戴4h，每天清潔1次，若出現(xiàn)關(guān)節(jié)不適等，可隨時(shí)調(diào)整，共24周。最終對(duì)2組患者佩戴WHO治療效果進(jìn)行對(duì)比分析。

1.2.2 材料 3D打印WHO材料為TPU-92A，其常規(guī)外觀為白色，制作密度是1.2g/cm，常規(guī)熔點(diǎn)是160℃，具有良好的機(jī)械性能，拉伸強(qiáng)度：20Mpa，拉伸模量：3.173Gpa，斷裂伸長(zhǎng)率：500%，彎曲強(qiáng)度：27MPa，彎曲模量：6000MPa，簡(jiǎn)支梁非缺口沖擊不斷裂。

2 結(jié)果

治療24周后，2組單側(cè)腕關(guān)節(jié)Mayo評(píng)分均高于治療前(

<0.05)，且觀察組升高較對(duì)照組更顯著(

<0.05)；治療后2組總有效率比較，觀察組明顯高于對(duì)照組(

<0.05)。見表2，3。

3 討論

RA早期易累及小關(guān)節(jié)，發(fā)生關(guān)節(jié)病變，關(guān)節(jié)滑膜組織出現(xiàn)一些列機(jī)制復(fù)雜的炎性反應(yīng)，侵蝕關(guān)節(jié)軟骨、軟骨下骨和軟組織，引起關(guān)節(jié)疼痛，最終會(huì)造成關(guān)節(jié)功能丟失等臨床表現(xiàn)

。然而，在RA的病程進(jìn)展中，腕關(guān)節(jié)是最易受累的關(guān)節(jié)之一，其病變會(huì)直接影響到腕手的功能和活動(dòng)度，造成生活能力下降。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為，RA核心病理機(jī)制是滑膜炎癥

，因此，RA腕關(guān)節(jié)病變治療的關(guān)鍵是盡早、盡快抑制或延緩關(guān)節(jié)滑膜炎癥，阻止其對(duì)關(guān)節(jié)的破壞，而康復(fù)WHO介入的關(guān)鍵則可以在一定程度上緩解或延緩關(guān)節(jié)炎癥，盡量減少關(guān)節(jié)功能的丟失，改善臨床癥狀，并在抗風(fēng)濕治療的基礎(chǔ)上能起到最大的輔助康復(fù)作用。然而，傳統(tǒng)WHO制造過程尚存在一些缺陷，如石膏、夾板，高溫?zé)崴馨宓炔荒苓_(dá)到高度精準(zhǔn)化和定制化設(shè)計(jì)，且佩戴者易出現(xiàn)皮膚潰爛、壓瘡、肢體僵硬等并發(fā)癥，并有工藝繁瑣、耗時(shí)費(fèi)力、制造效率低、外觀難看、棄用率高、周期長(zhǎng)等不足

。而WHO是一種與人體密切接觸的康復(fù)治療輔具，故在疾病的康復(fù)治療過程中，尤為需要個(gè)性化設(shè)計(jì)和制造。3D打印定制WHO的出現(xiàn)，解決了傳統(tǒng)工藝帶來的諸多不利和問題，并在RA腕關(guān)節(jié)病變的康復(fù)治療中更具優(yōu)勢(shì)

，其通過取模、結(jié)合腕關(guān)節(jié)數(shù)字影像學(xué)數(shù)據(jù)和患者的具體病情高度個(gè)性化設(shè)計(jì)完成，在冠狀位和矢狀位均可以達(dá)到限制腕關(guān)節(jié)活動(dòng)的目的，降低關(guān)節(jié)內(nèi)壓力，有利于消除周圍軟組織的張力，恢復(fù)關(guān)節(jié)的生物力學(xué)平衡。且不限制手指活動(dòng)，大大減少了并發(fā)癥的發(fā)生，達(dá)到協(xié)助改善RA腕關(guān)節(jié)病情的目的。且3D打印定制WHO臨床應(yīng)用效果已通過大量臨床實(shí)踐得到證實(shí)，如Hui等

在基于有限元分析快速化、智能化的基礎(chǔ)上，張派等在基于數(shù)字化建模和3D打印技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并制作出了前臂骨折3D打印定制WHO，成功用于臨床患者，且隨訪患者均未發(fā)生骨筋膜室綜合征、壓瘡等并發(fā)癥，并行力學(xué)性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)，其具有與身體表面完全貼合，且透氣性和力學(xué)性能良好，并可隨時(shí)調(diào)整，能實(shí)現(xiàn)早期功能鍛煉等優(yōu)點(diǎn)

。

近年來，隨著3D打印數(shù)字化醫(yī)療的全面發(fā)展和推進(jìn)，3D打印技術(shù)在康復(fù)醫(yī)學(xué)工程專業(yè)方面被充分的開發(fā)和應(yīng)用

，應(yīng)臨床康復(fù)治療的需要，3D打印醫(yī)用矯形器的設(shè)計(jì)種類也呈現(xiàn)出多樣化，并在康復(fù)領(lǐng)域呈現(xiàn)出快速發(fā)展的趨勢(shì)

。3D打印定制WHO是以功能解剖為基礎(chǔ)，從人體生物力學(xué)角度出發(fā)，根據(jù)患者具體情況量身定制，突破了個(gè)體解剖結(jié)構(gòu)上的限制，設(shè)計(jì)出與患者關(guān)節(jié)功能高度匹配的外固定定制矯形器

。相對(duì)于傳統(tǒng)WHO，其不僅具有構(gòu)建速度快、效率高、可按需求制作的特點(diǎn)，且可滿足個(gè)體定制腕關(guān)節(jié)康復(fù)WHO對(duì)時(shí)效性、美觀性、個(gè)性化、精準(zhǔn)化等的需求

。還能提高固定強(qiáng)度，集中制造的同時(shí)又節(jié)約了時(shí)間和整體成本，甚至在價(jià)格方面低于傳統(tǒng)。雖然目前尚無高級(jí)證據(jù)來支持它在RA腕關(guān)節(jié)病變康復(fù)治療優(yōu)勢(shì)，但通過本次研究顯示，它無論從適配性、緊密貼合度、固定強(qiáng)度、矯正作用、美觀度等方面都優(yōu)于傳統(tǒng)WHO，佩戴它可以更好地發(fā)揮緩解關(guān)節(jié)腫痛，改善關(guān)節(jié)功能、握力、維持腕關(guān)節(jié)功能位的作用，進(jìn)而提高腕手的協(xié)調(diào)能力。雖然目前RA腕關(guān)節(jié)病變3D打印定制WHO臨床應(yīng)用報(bào)道較少，但在康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，3D打印技術(shù)總能為制造WHO過程中遇到的諸多問題提供獨(dú)特的解決方案

，從而提高治療效果。此次研究在基于RA患者腕關(guān)節(jié)數(shù)字影像學(xué)數(shù)據(jù)、三維體表信息及個(gè)體化病情差異基礎(chǔ)上，個(gè)性化、精準(zhǔn)化設(shè)計(jì)制作出的3D打印WHO用于RA腕關(guān)節(jié)病變的康復(fù)治療中，臨床總有效率為94.27%，效果良好，不但豐富了此領(lǐng)域的研究，還為風(fēng)濕骨病的整體化治療，尤其是為其康復(fù)治療提供了新的思路和方法。

總之，3D打印憑其獨(dú)特的個(gè)性化設(shè)計(jì)、通過高度復(fù)雜性和精準(zhǔn)性的制備方法，已成為康復(fù)醫(yī)學(xué)中廣泛采用的制造技術(shù)之一

。目前雖然沒有足夠的高等級(jí)證據(jù)推薦RA腕關(guān)節(jié)病變3D打印定制腕手WHO，但通過本次研究證明其在康復(fù)治療中療效肯定。同時(shí)，未來也需要我們更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯?，收集有價(jià)值、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，評(píng)估3D打印定制WHO在RA腕關(guān)節(jié)病變康復(fù)治療中的療效。我們也將繼續(xù)追蹤并隨訪納入本次研究的所有患者，以期為RA腕關(guān)節(jié)病變3D打印定制WHO康復(fù)治療提供更為客觀的臨床證據(jù)。

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