3D打印截骨導(dǎo)板在膝關(guān)節(jié)周?chē)鷲盒怨悄[瘤中的應(yīng)用效果

葛立業(yè),呂秉樂(lè),楊玉鵬

[1.河南省洛陽(yáng)正骨醫(yī)院(河南省骨科醫(yī)院)鄭州院區(qū) 骨病矯形科,河南 鄭州 450000;2.河南省洛陽(yáng)正骨醫(yī)院(河南省骨科醫(yī)院)洛陽(yáng)院區(qū) 骨腫瘤科,河南 洛陽(yáng) 471000]

膝關(guān)節(jié)周?chē)鷲盒怨悄[瘤是一種常見(jiàn)的骨科惡性腫瘤,其治療通常需要通過(guò)截肢或截骨手術(shù)來(lái)控制[1-2]。然而,這些手術(shù)會(huì)導(dǎo)致患者的生活質(zhì)量下降。近年來(lái),3D打印技術(shù)的應(yīng)用為該領(lǐng)域帶來(lái)了新的希望[3-5]。首先,3D打印截骨導(dǎo)板為手術(shù)提供了更為精準(zhǔn)的定位和操作,能夠縮短手術(shù)時(shí)間,減少失血量,同時(shí)保護(hù)神經(jīng)血管結(jié)構(gòu)[6]。其次,導(dǎo)板可以幫助醫(yī)生更好地控制截骨位置和角度,減少手術(shù)后出現(xiàn)的失衡和畸形情況[7]。此外,導(dǎo)板還可以根據(jù)患者的骨結(jié)構(gòu)和腫瘤位置進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì),提高手術(shù)效果和患者的生活質(zhì)量[8]。本研究旨在探討3D打印截骨導(dǎo)板在膝關(guān)節(jié)周?chē)鷲盒怨悄[瘤中的應(yīng)用效果。

1 對(duì)象和方法

1.1 研究對(duì)象

前瞻性選取2020年1月至2022年12月河南省洛陽(yáng)正骨醫(yī)院收治的60例膝關(guān)節(jié)周?chē)鷲盒怨悄[瘤患者為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn):經(jīng)術(shù)前活檢確診,且擬接受腫瘤關(guān)節(jié)假體置換術(shù)治療;年齡≥14歲;術(shù)前經(jīng)病理學(xué)檢查為惡性腫瘤;患者及家屬簽署知情同意書(shū)。排除標(biāo)準(zhǔn):重要器官功能不全;原發(fā)性高血壓、糖尿病;存在手術(shù)禁忌證;認(rèn)知障礙不能配合本研究。按隨機(jī)數(shù)表法將患者分為研究組與對(duì)照組,各30例。對(duì)照組:男18例,女12例;年齡(45.80±2.13)歲;Ennecking分期ⅠB期17例,ⅡA期7例,ⅡB期6例。研究組:男16例,女14例;年齡(45.66±2.19)歲;Ennecking分期ⅠB期15例,ⅡA期9例,ⅡB期6例。兩組一般資料均衡可比(P>0.05)。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審批。

1.2 干預(yù)方法

對(duì)照組接受術(shù)中常規(guī)截骨腫瘤膝關(guān)節(jié)假體置換術(shù)?；颊哐雠P位,取膝前正中切口,梭形切除穿刺通道,逐層切開(kāi)皮膚、皮下深筋膜,游離腫瘤組織,按照術(shù)前CT、MR測(cè)量好的截骨長(zhǎng)度,測(cè)量尺測(cè)量后截除股骨或脛骨瘤段。股骨或脛骨擴(kuò)髓、安裝膝關(guān)節(jié)腫瘤假體試模,安裝后活動(dòng)膝關(guān)節(jié)良好,大量生理鹽水沖洗,止血,去除試模,正式安裝骨水泥腫瘤膝關(guān)節(jié)假體。研究組接受術(shù)中3D打印截骨導(dǎo)板輔助下截骨腫瘤膝關(guān)節(jié)假體置換術(shù)治療,術(shù)前2周接受膝關(guān)節(jié)CT平掃、雙下肢負(fù)重位全長(zhǎng)及膝關(guān)節(jié)正側(cè)位X線(xiàn)檢查,依據(jù)影像學(xué)檢查結(jié)果,應(yīng)用Mimics Software軟件建模,應(yīng)用EOSP110打印機(jī)打印腫瘤膝關(guān)節(jié)實(shí)物模型及截骨導(dǎo)板。在截骨時(shí),在3D打印截骨導(dǎo)板輔助下按照預(yù)定截骨平面截骨,余步驟同對(duì)照組。

1.3 觀(guān)察指標(biāo)

(1)手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量、術(shù)后引流量;術(shù)前及術(shù)后下肢髖-膝-踝角(hip-knee-ankle angle,HKA)、冠狀面股骨假體角度(frontal femoral component angle,FFC)和冠狀面脛骨假體角度(frontal tibia component angle,FTC)。(2)療效:采用Enneking骨骼肌肉腫瘤術(shù)后評(píng)分量表[9]評(píng)估。該表共有疼痛、肢體功能、接受程度輔助支持、行走和步態(tài)等6個(gè)條目,每個(gè)條目均為0～5分,總分為30分。分?jǐn)?shù)越高肢體功能越正常。得分≥24分為顯效,18～23分為有效,≤17分為無(wú)效。(3)膝關(guān)節(jié)功能和膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度。分別于術(shù)前、出院時(shí)、術(shù)后3個(gè)月評(píng)定兩組美國(guó)膝關(guān)節(jié)協(xié)會(huì)評(píng)分(knee society score,KSS)[10]和膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度(range of motion,ROM)[11]。(4)兩組術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生情況。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 手術(shù)相關(guān)指標(biāo)、手術(shù)精度

兩組FTC角差值比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),研究組術(shù)中失血量、術(shù)后引流量少于對(duì)照組,手術(shù)時(shí)長(zhǎng)短于對(duì)照組,FFC角差值、HKA角差值大于對(duì)照組(P<0.05),見(jiàn)表1。

表1 兩組手術(shù)相關(guān)指標(biāo)、手術(shù)精度比較

2.2 療效

對(duì)照組顯效9例,有效12例,無(wú)效9例;研究組顯效13例,有效15例,無(wú)效2例。研究組總有效率(93.33%)高于對(duì)照組(70.00%)(χ2=5.455,P=0.020)。

2.3 兩組膝關(guān)節(jié)功能與關(guān)節(jié)活動(dòng)度

兩組出院時(shí)、術(shù)后3個(gè)月KSS評(píng)分均高于術(shù)前,且術(shù)后3個(gè)月高于出院時(shí)(P<0.05);兩組膝關(guān)節(jié)ROM的時(shí)間、組間、交互效應(yīng)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。兩組出院時(shí)、術(shù)后3個(gè)月KSS評(píng)分比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),但研究組出院時(shí)、術(shù)后3個(gè)月膝關(guān)節(jié)ROM均高于對(duì)照組(P<0.05),見(jiàn)表2。

表2 兩組膝關(guān)節(jié)功能與關(guān)節(jié)活動(dòng)度比較

2.4 術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生情況

研究組術(shù)后出現(xiàn)1例假體松動(dòng),1例感染,對(duì)照組術(shù)后出現(xiàn)1例假體松動(dòng),1例關(guān)節(jié)痙攣,兩組術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率(6.67%)比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2<0.001,P>0.999)。

3 討論

膝關(guān)節(jié)周?chē)鷲盒怨悄[瘤是原發(fā)惡性骨腫瘤的好發(fā)部位,繼發(fā)性惡性腫瘤也常轉(zhuǎn)移至此,最常見(jiàn)的癥狀為疼痛、腫脹和活動(dòng)障礙等,甚至可能導(dǎo)致肢體殘缺[12]。而腫瘤膝關(guān)節(jié)假體置換術(shù)是治療膝關(guān)節(jié)周?chē)鷲盒怨悄[瘤常見(jiàn)的保肢手段。術(shù)中瘤體的分離及截骨的精確性往往影響著手術(shù)時(shí)間及出血量。3D打印截骨導(dǎo)板是一種基于患者的醫(yī)療設(shè)備,可將患者特定骨骼部位的數(shù)字化影像進(jìn)行三維建模,然后使用3D打印技術(shù)制造出來(lái)[13],可以幫助醫(yī)生更精準(zhǔn)地進(jìn)行手術(shù)切除,同時(shí)保留更多的健康骨組織,降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和復(fù)雜性。

本研究結(jié)果顯示兩組FTC角差值比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但研究組術(shù)中失血量、術(shù)后引流量少于對(duì)照組,手術(shù)時(shí)長(zhǎng)短于對(duì)照組,FFC角差值、HKA角差值大于對(duì)照組。研究組總有效率高于對(duì)照組。提示3D打印截骨導(dǎo)板輔助下腫瘤膝關(guān)節(jié)假體置換術(shù)對(duì)于患者的效果佳。分析原因,可能是由于3D打印截骨導(dǎo)板可以根據(jù)患者個(gè)體化數(shù)據(jù)制作,與患者的解剖結(jié)構(gòu)高度契合,因此可以較好地保護(hù)周?chē)＝M織,減少術(shù)中出血。3D打印截骨導(dǎo)板可以精確地預(yù)測(cè)截骨范圍和相關(guān)手術(shù)步驟,幫助醫(yī)生更好地掌控手術(shù)進(jìn)度,從而縮短手術(shù)時(shí)間[14]。3D打印截骨導(dǎo)板的使用可以借助緊密契合的模板,使切口更加規(guī)整平整,利于正常組織的修復(fù)和愈合,降低術(shù)后引流量[14]。3D打印截骨導(dǎo)板可以根據(jù)患者個(gè)體化數(shù)據(jù)制作,與患者的解剖結(jié)構(gòu)高度契合[14]。因此,它可以更精確地確定截骨位置,減少對(duì)正常骨質(zhì)的損傷,并保留較多的健康骨質(zhì)以支撐整個(gè)膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性。膝關(guān)節(jié)惡性腫瘤組織的切除需要充分的安全邊界及截骨長(zhǎng)度,這會(huì)導(dǎo)致更多的正常組織損失和膝關(guān)節(jié)置換重建時(shí)更大的角度變化。因此,相較于常規(guī)截骨的腫瘤膝關(guān)節(jié)假體置換術(shù),使用3D打印截骨導(dǎo)板可以更好地保護(hù)患者的骨質(zhì)和關(guān)節(jié)組織,從而使得手術(shù)后的FFC角和HKA角值更高,更接近健康狀態(tài)[14-16]。3D打印技術(shù)可以提供更加準(zhǔn)確和詳細(xì)的預(yù)操作計(jì)劃,手術(shù)中醫(yī)生可以更加精確地操作,減少不必要的切割和破壞,提高手術(shù)成功率和治療效果[16]。本研究結(jié)果顯示,兩組出院時(shí)、術(shù)后3個(gè)月KSS評(píng)分均高于術(shù)前,且術(shù)后3個(gè)月高于出院時(shí);兩組膝關(guān)節(jié)ROM的時(shí)間、組間、交互效應(yīng)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。說(shuō)明3D打印截骨導(dǎo)板輔助下腫瘤膝關(guān)節(jié)假體置換術(shù)可幫助恢復(fù)關(guān)節(jié)功能。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的腫瘤膝關(guān)節(jié)假體置換手術(shù)截骨時(shí)多采用肉眼衡量截骨方向,易發(fā)生截骨面傾斜,造成截骨斷段部位假體與截骨面不匹配[15]。而反復(fù)調(diào)整截骨面則導(dǎo)致肢體長(zhǎng)度的改變及假體安放水平,同時(shí)也增加了出血量。3D打印的截骨導(dǎo)板可以根據(jù)患者的病情和解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行定制,術(shù)中指導(dǎo)截骨,使截骨平面準(zhǔn)確,減少誤差。3D打印截骨導(dǎo)板可準(zhǔn)確指導(dǎo)截骨平面,并穩(wěn)定截骨方向,避免截骨平面發(fā)生人為傾斜[13-14]。3D打印截骨導(dǎo)板的個(gè)性化設(shè)計(jì)和精確的植入位置,可以減少手術(shù)創(chuàng)傷,縮短恢復(fù)期,患者術(shù)后康復(fù)更快,從而進(jìn)一步提高關(guān)節(jié)活動(dòng)度。因此,在膝關(guān)節(jié)周?chē)鷲盒怨悄[瘤患者中使用3D打印截骨導(dǎo)板進(jìn)行治療可以改善患者的關(guān)節(jié)活動(dòng)度。與腫瘤膝關(guān)節(jié)假體置換術(shù)中的常規(guī)截骨相比,3D打印截骨導(dǎo)板的優(yōu)勢(shì)在于更好地保留患者體內(nèi)較多的正常結(jié)構(gòu)和功能,從而實(shí)現(xiàn)更好的關(guān)節(jié)穩(wěn)定性和更快的康復(fù)速度,進(jìn)一步提高了患者的生活質(zhì)量。

4 結(jié)論

3D打印截骨導(dǎo)板輔助全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)治療膝關(guān)節(jié)周?chē)鷲盒怨悄[瘤的效果較好,可有效優(yōu)化手術(shù)相關(guān)指標(biāo),減少出血量,縮短手術(shù)時(shí)間,且安全性好。