★ 徐濤 余兆仲 龔劍斌 宋穎軍*

（1.江西中醫(yī)藥大學 南昌 330004；2.江西中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院 南昌 330006）

脛骨平臺骨折是涉及膝關節(jié)的關節(jié)內骨折，為創(chuàng)傷骨科的常見好發(fā)部位之一［1］。隨交通建筑業(yè)的發(fā)展，骨折的損傷能量逐漸加大，復雜性脛骨平臺骨折在脛骨平臺骨折的比率不斷提高。脛骨平臺骨折作為關節(jié)內骨折，須解剖復位，堅強內固定，早期無痛的功能鍛煉，以最大程度恢復膝關節(jié)的功能［2］。其中復雜性脛骨平臺骨折（Schatzker 分型V、VI 型）又常常伴有半月板、內外側副韌帶、前后交叉韌帶等關節(jié)內組織損傷，如治療不當可致關節(jié)僵硬、創(chuàng)傷性關節(jié)炎等并發(fā)癥［3］。以往治療主要依靠X 線及CT 判斷骨折的損傷類型、骨折的移位情況，對術者的空間構建能力及治療經驗是極大的挑戰(zhàn)。隨著3D 打印技術在臨床上的推廣應用，極大地提高了手術的精準率，從而降低了不良并發(fā)癥的發(fā)生。我院自2015 年引進3D 打印技術，取得了較為滿意的效果，現將有關情況報告如下。

1 臨床資料

1.1 一般資料 2015 年2 月—2018 年5 月，江西中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院骨傷科收治復雜性脛骨平臺骨折患者56 例，按隨機數字法分為觀察組和對照組各28 例。觀察組：年齡21～58 歲，平均年齡（36.9±3.7）歲，其中V 型16 例、VI 型12 例，受傷原因：車禍傷12 例、高處墜落傷8 例、重物砸傷3 例、其他5 例。對照組：年齡24～63 歲，平均年齡（38.5±4.3）歲，其中V型17例、VI型11例，受傷原因：車禍傷12例、高處墜落傷10 例、重物砸傷3 例、其他3 例。兩組患者年齡、骨折分型、受傷原因等一般資料比較無明顯差異（P＞0.05），具有可比性。

1.2 納入標準 符合脛骨平臺骨折診斷標準，由2 名副主任及以上醫(yī)師依據X 線進行骨折分型，按Schatzker 骨折分型，符合Schatzker 分型V、VI 型。

1.3 排除標準 ①陳舊性脛骨平臺骨折；②有手術禁忌，不能耐受手術者或拒絕手術者；③先天性或后天性膝關節(jié)發(fā)育異常者；④受傷前，其它原因導致患肢功能異常者。

2 方法

2.1 治療方法 對照組：術前完善相關檢查，行X、CT、MRI 等影像學檢查，評估骨折損傷程度，制定手術方案。手術過程：麻醉成功后常規(guī)消毒鋪巾，選擇合適的手術入路（外側髁骨折采用前外側入路或腓骨截骨入路，內側髁骨折塊采用前內側入路或者后內側入路，后側骨折塊采用后側正中入路或倒“L”入路），逐層剝離暴露骨折線，依次固定損傷柱（按先穩(wěn)定側再不穩(wěn)定側順序固定）。如有關節(jié)面塌陷，可直接打開劈裂骨折塊直視下復位植骨，或運用開窗技術復位并植骨。如有半月板損傷及側副韌帶損傷予以一期修復，伴有交叉韌帶損傷視損傷程度予以一期修復或二期處理。大量生理鹽水沖洗后逐層關閉傷口，常規(guī)放置負壓引流。

觀察組：將膝關節(jié)CT 平掃+三維重建數據傳輸第三方科技打印公司，工程師將CT 數據結果以Dicom 格式導出，輸入Mimics 13.0 軟件進行數據處理， 應用3D 技術打印出1∶1 的骨折模型。根據骨折模型再次了解骨折線的走向、骨折塊的移位程度、關節(jié)面的塌陷范圍，重新確定Schatzker 骨折分型及“三柱”分型，并在骨折模型上進行模擬手術，選取所需的鋼板（如有需要可預彎）及螺釘，并測量螺釘的長度，將其做好標記消毒后手術備用。手術方法及步驟同對照組。典型病例及治療大致過程見圖1。

圖1 典型病例及治療過程

2.2 觀察指標 （1）記錄兩組手術時間、術中出血量、術中透視次數，比較術后骨折骨性愈合時間、術后6 個月膝關節(jié)HSS 評分及術后并發(fā)癥發(fā)生率。（2）采用特種外科醫(yī)院膝關節(jié)評分（HSS）對膝關節(jié)功能進行評價。分別從疼痛（30 分）、功能（22分）、活動度（18 分）、肌力（10 分）、屈曲畸形（10分）、穩(wěn)定性（10 分）等方面進行評價，其中扶拐、伸直滯缺、內外翻為減分項目，滿分為100 分。優(yōu)：≥85 分，良：70～84 分， 可：60～69 分，差：＜59 分。優(yōu)良率=［（優(yōu)例數+良例數）/總例數］×100%。

2.3 統(tǒng)計學方法 應用SPSS 17.0 統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計學分析。手術時間、術中出血量、透視次數、骨性愈合時間等資料采用t 檢驗，計數資料用率描述，組間比較采用χ2檢驗。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

3 結果

3.1 兩組手術相關指標比較 見表1。兩組手術時間、術中出血量、透視次數等指標比較，觀察組有明顯優(yōu)勢，組間差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。兩組患者骨折骨性愈合時間均為3～4 個月，組間比較無明顯差異（P＞0.05）。

表1 兩組手術情況與骨折愈合時間比較（，n=28）

表1 兩組手術情況與骨折愈合時間比較（，n=28）

組 別 手術時間/min術中出血量/mL術中透視次數/次骨折愈合時間/月觀察組 124.6±26.5 280.6±86.4 17.2±6.4 3.2±0.5對照組 162.3±34.2 450.6±90.8 26.6±5.4 3.4±0.7 t 4.617 7.177 5.940 1.230 P 0.000 0.000 0.000 0.224

3.2 兩組術后膝關節(jié)HSS 評分比較 見表2。術后6 個月膝關節(jié)HSS 評分優(yōu)良率觀察組為89.28%，對照組為 78.57%，組間差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。

表2 兩組術后6個月HSS評分比較（n=28） 例

3.3 術后并發(fā)癥情況 術后對照組出現切口感染1例、關節(jié)僵硬2 例、創(chuàng)傷性關節(jié)炎3 例、關節(jié)不穩(wěn)1例，觀察組出現關節(jié)僵硬1 例、創(chuàng)傷性關節(jié)炎1 例。并發(fā)癥發(fā)生率對照組為25%，觀察組為7.1%，兩組比較差異無統(tǒng)計學意義（χ2=0.804，P=0.849＞0.05）。其中切口感染經清創(chuàng)換藥后治愈，3 例關節(jié)僵硬中的2 例經關節(jié)松解術、1 例經中藥熏洗配合功能鍛煉后癥狀好轉，創(chuàng)傷性關節(jié)炎患者癥狀無明顯改善。

4 討論

復雜性脛骨平臺骨折多為高能量損傷，骨折常合并重要神經血管（脛前脛后動靜脈、腓總神經等）損傷、骨筋膜室綜合征、深靜脈血栓等并發(fā)癥。治療目標是復位并穩(wěn)定骨折塊，恢復關節(jié)面的平整、下肢的正常力線，以及膝關節(jié)的穩(wěn)定性［4-5］。目前切開復位鋼板內固定術仍然是該骨折治療的金標準，但因骨折的嚴重粉碎及膝關節(jié)結構的復雜性，治療十分棘手，即使經驗豐富的高年資醫(yī)生也會出現復位不良、螺釘穿出關節(jié)腔、術后關節(jié)面繼發(fā)塌陷、膝關節(jié)僵硬、創(chuàng)傷性關節(jié)炎等并發(fā)癥［6］。為更加精準的對骨折進行復位，我們必須進行大量的術前準備工作，包括骨折的分型、手術時機、手術入路的選擇、鋼板的數量及預置位置等。最為重要的是根據影像學資料對骨折進行詳實的判斷，結合X 線及CT 準確判斷Schatzker 骨折分型，在“三柱理論”指導下，基于CT 結果判斷骨折的受傷機制及暴力方向，通過MRI 了解關節(jié)內韌帶及半月板的損傷情況。但對于復雜性脛骨平臺骨折，X 線不能完全顯示骨折的形態(tài)，尤其是后內側及后外側骨折塊存在一定程度的漏診率，對手術入路的選擇具有很大的誤導性，最終導致骨折復位不佳甚至手術的失敗。CT 及三維重建雖然彌補了X 線的不足之處，但其圖像平面化的缺點仍然不夠直觀，對于復雜性脛骨平臺骨折，3D 打印的骨折模型成為了臨床醫(yī)生的一大利器。

3D 打印是一種以數字模型為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過分層掃描，逐層累加的打印方式來重建物體的技術，是一種不需要傳統(tǒng)模具、夾具或機床可以打造出任意形狀，根據零件或物體的三維模型數據，通過成型設備以材料累加的方式制成實物模型的技術［7］。病人常規(guī)接受膝關節(jié)CT 平掃+三維重建，將三維數據發(fā)送給3D 打印科技公司，由工程師將數據導入3D 打印機，即可打印一個1∶1 的骨折模型，還可以打印一個計算機預復位的骨折模型。骨折模型很好地還原體內的骨折移位情況，對術前規(guī)劃及術中操作有著十分重要的指導意義，也順應了當今醫(yī)學發(fā)展的新趨勢——精準醫(yī)學、個性化治療。

3D 打印的骨折模型優(yōu)勢主要有以下幾點：（1）骨折分型的確定。3D 打印骨折模型可以直接直觀、多角度的觀察骨折的部位及骨折的移位程度、關節(jié)面的塌陷情況，可以準確的確定骨折的Schatzker骨折分型。董樂樂等［8］在研究3D 骨折模型在脛骨平臺Schatzker 骨折分型的應用中，對比分別基于X 線與3D 打印模型的Schatzker 骨折分型，結果得出基于3D 打印模型的骨折分型對基于X 線的骨折分型有較大改動，發(fā)現X 線對于脛骨平臺后側的損傷情況反映不精確，根據3D 打印模型確定的骨折損傷程度較X 線更加嚴重。如圖1 中的A 所示，X 線顯示關節(jié)面似乎較為平整，損傷程度較輕，但從3D 打印模型來看（圖1 中的C、D、E），該骨折關節(jié)面破壞十分嚴重，尤以后側柱明顯，并發(fā)現內外側柱都伴有橫行骨折線，以及前交叉韌帶止點撕脫性骨折，以上都是X 線未能發(fā)現的，為詳細精準的治療方案提供了十分重要的參考。（2）合理的手術入路的選擇。術前根據3D 骨折模型，了解每一個骨折塊的移位情況，了解“三柱理論”［9］中的每一柱損傷情況，制定最為合理有效的手術入路，確保每一個損傷柱都能得到堅強固定，避免因認識不清而選擇錯誤的手術入路導致手術的困難甚至失敗。如若以后側柱損傷為主的骨折采用內外側切口，因后側柱未能得到堅強固定將大大增加繼發(fā)的關節(jié)面塌陷（圖1 中的F）。（3）術前模擬操作。術前可在計算機上模擬手術復位，尤其是對于粉碎嚴重、復位骨性標志不明顯的，可根據計算機參數進行有效復位，避免術中因骨折塊辨識困難而難以解剖復位，并將計算機模擬復位的模型一同打印，便于術中觀察分析（圖1 中的C、D）。除此還可以在3D 骨折模型上進行模擬手術，模擬骨折復位的順序、骨折塊的固定方式、鋼板的放置、螺釘的植入方向等，預測術中可能遇到的問題及挑戰(zhàn)，做好充分的術前準備，從而使手術有條不紊地按計劃進行（圖1 中的G、H、I）。（4）充分的術前準備。根據模擬手術提前選擇合適的鋼板、測量所需螺釘的長度，如有需要可根據骨折模型的骨折情況對鋼板進行預彎再消毒處理。這樣可大大減少手術中的多余操作，并極大減少手術時間。（5）良好的醫(yī)患溝通。醫(yī)生可根據3D 模型更為直觀的講解骨折的嚴重程度及手術的大致流程，不僅使患者能夠更容易了解病情及手術方式，還可以消除患者的緊張和焦慮情緒，更為積極主動地配合。（6）新穎的教學方式。脛骨平臺骨折結構復雜，其損傷機制也十分復雜多樣，對于年輕醫(yī)師尤其是實習醫(yī)師，理解并掌握骨折的受傷機制，判斷骨折的不同分型，以及骨折的治療原則，存在一定的學習曲線。3D 打印骨折模型不同于傳統(tǒng)書本文字及圖畫，它更加直觀的顯示骨折的移位情況，使學習者更為容易的理解并掌握知識，不僅增加了教學的趣味性，也激發(fā)了初學者的積極性。

總之，3D 打印模型可顯著提高醫(yī)生對復雜性脛骨平臺骨折的認識，縮短年輕醫(yī)生對該骨折類型的學習曲線，減少醫(yī)源性損傷，從而縮短手術時間、麻醉時間、術中出血量，對醫(yī)生及患者來說都是十分有意義的工作，也順應了近來備受推崇的“精準醫(yī)學”“個性化治療”的理念。當然，在日常的工作開展中，筆者發(fā)現仍有一些問題需要進一步解決和完善，如3D 打印的材料問題，3D 打印較傳統(tǒng)手術所產生的額外費用問題，以及醫(yī)工（醫(yī)師與工程師）溝通問題。隨著醫(yī)學影像學、計算機數學、材料工程學等多學科的進步與合作，這些問題也將會迎刃而解，3D 打印技術也將迎來更加廣闊的應用前景。