3D打印截骨導(dǎo)板在膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中的應(yīng)用與臨床探索

王仁和　于靜偉　李偉　范立軍　劉海波　馮鎖立　張雷鳴　楊東昭　范顯超

【摘要】 目的 探討3D打印截骨導(dǎo)板在膝關(guān)節(jié)置換術(shù)（TKA）治療中的價(jià)值。方法 30例膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎膝關(guān)節(jié)患者， 其中14例應(yīng)用3D打印截骨導(dǎo)板輔助TKA（3D打印組）。16例常規(guī)進(jìn)行TKA（常規(guī)TKA組）。結(jié)果 3D打印組患者手術(shù)時(shí)間為（85.0±17.6）min， 術(shù)中及術(shù)后出血量為（365±185）ml， 圍手術(shù)期輸血量（2.3±1.7）U， 術(shù)后2周視覺模擬評(píng)分（VAS）為（3.0±2.1）分， 均優(yōu)于常規(guī)TKA組， 比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01或0.05）。結(jié)論 3D打印截骨導(dǎo)板用于TKA， 手術(shù)時(shí)間及術(shù)中出血較常規(guī)TKA少， 術(shù)后疼痛也較常規(guī)TKA改善明顯， 兩者術(shù)后膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度無明顯差異。

【關(guān)鍵詞】 3D打印截骨導(dǎo)板；膝關(guān)節(jié)置換， 手術(shù)時(shí)間

DOI：10.14163/j.cnki.11-5547/r.2016.24.056

本研究采用回顧性病例分析， 比較應(yīng)用3D打印截骨導(dǎo)板輔助TKA與常規(guī)TKA手術(shù)在手術(shù)時(shí)間、術(shù)中及術(shù)后出血、患者疼痛情況的改善、術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能活動(dòng)度等進(jìn)行比較， 探討3D打印截骨導(dǎo)板輔助TKA技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及可行性， 現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1. 1 般資料 選取2014年1月～2016年2月本院行TKA患者30例， 其中3D打印截骨導(dǎo)板輔助TKA 14例（3D打印TKA組）；傳統(tǒng)方法行TKA 16例（常規(guī)TKA組）。3D打印組中， 女12例， 男2例， 年齡61～78歲， 平均年齡（67.4±7.4）歲；常規(guī)TKA組中， 女13例， 男3例， 平均年齡（68.1±6.9）歲。兩組年齡、性別等一般資料比較， 差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）， 具有可比性。

1. 2 手術(shù)方法

1. 2. 1 常規(guī)TKA組 常規(guī)TKA組患者給予常規(guī)TKA。采用全身麻醉9例， 硬膜外麻醉7例， 電動(dòng)止血帶壓力40 kPa。患者仰臥位， 膝關(guān)節(jié)前正中切口， 髕骨內(nèi)側(cè)緣進(jìn)入， 外翻髕骨顯露膝關(guān)節(jié)。屈膝， 膝關(guān)節(jié)牽開器牽開。切除增生的滑膜， 前十字韌帶及內(nèi)外側(cè)半月板， 松解內(nèi)外側(cè)軟組織。采用股骨髓內(nèi)定位， 脛骨髓外定位， 股骨髓內(nèi)固定股骨外翻角5～7°， 股骨外旋角3°， 脛骨后傾3°， 根據(jù)術(shù)中測(cè)量結(jié)果決定股骨側(cè)假體的型號(hào)及脛骨側(cè)假體的型號(hào)。

1. 2. 2 3D打印TKA組 3D打印TKA組患者給予3D打印截骨導(dǎo)板輔助TKA。采用全身麻醉8例， 硬膜外麻醉6例， 手術(shù)中均用電動(dòng)止血帶， 壓力40 kPa。體位顯露與常規(guī)TKA相同。顯露股骨髁關(guān)節(jié)內(nèi)外側(cè)， 用膝關(guān)節(jié)牽開器盡力顯露股骨髁， 清除股骨周圍的骨贅， 用特制的圓形軟骨切剝器將股骨髁部的軟骨盡力全部切除達(dá)骨質(zhì)， 將3D打印的股骨遠(yuǎn)端截骨導(dǎo)板緊密地貼合股骨遠(yuǎn)端， 如導(dǎo)板三個(gè)接觸點(diǎn)不能平穩(wěn)接觸， 導(dǎo)板有張力則要重新進(jìn)一步處理股骨髁部的軟骨及周圍的軟組織， 使之全部去除。最后導(dǎo)板與股骨遠(yuǎn)端完好貼合， 在導(dǎo)板指引下對(duì)股骨遠(yuǎn)端進(jìn)行截骨。然后再用術(shù)前計(jì)算好的相應(yīng)型號(hào)的四合一金屬截骨模具截骨， 此步驟以后與常規(guī)TKA手術(shù)同。股骨側(cè)截骨完成后， 再行脛骨側(cè)截骨， 用咬骨嵌清除脛骨側(cè)骨贅， 再用特制軟骨切剝器將脛骨平臺(tái)殘存的軟骨刮除， 達(dá)平滑骨質(zhì)， 將3D打印的脛骨近端導(dǎo)板緊密貼合在脛骨近端骨皮質(zhì)上， 3點(diǎn)定位截骨導(dǎo)板與脛骨平臺(tái)及脛骨的前上部均勻接觸后再按導(dǎo)板截骨孔向截骨， 脛骨平臺(tái)截骨后， 用術(shù)前計(jì)算好的相應(yīng)的金屬脛骨測(cè)量導(dǎo)向板再進(jìn)一步處理脛骨近端， 與常規(guī)置換組手術(shù)相同。

1. 3 觀察指標(biāo) 比較兩組手術(shù)時(shí)間， 術(shù)中及術(shù)后出血， 術(shù)前及術(shù)后2周膝關(guān)節(jié)的活動(dòng)情況及VAS評(píng)分。

1. 4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（ x-±s）表示， 采用t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以率（%）表示， 采用χ2檢驗(yàn)。P<0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

3D打印組手術(shù)時(shí)間（85±17.6）min；術(shù)中及術(shù)后出血量（365±185）ml；圍手術(shù)期輸血量（2.3±1.7）U， 術(shù)前膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度（83.7±18.7）°， 術(shù)后2周膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度（99.2±16.9）°術(shù)前VAS評(píng)分（5.5±1.6）分， 術(shù)后VAS評(píng)分（3.0±2.1）分。常規(guī)TKA組手術(shù)時(shí)間 （95±15.3）min；術(shù)中及術(shù)后出血量（456±197）ml；圍手術(shù)期輸血（3.4±1.5）U， 術(shù)前膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度（84.3±17.9）°， 術(shù)后2周膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度（100.1±16.7）°， 術(shù)前VAS評(píng)分（5.3±1.5）分， 術(shù)后VAS評(píng)分（3.9±2.0）分。兩組手術(shù)時(shí)間、術(shù)中及術(shù)后出血量、圍手術(shù)期輸血量、術(shù)后VAS評(píng)分比較， 差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01或0.05）；兩組術(shù)前VAS評(píng)分、膝關(guān)節(jié)術(shù)前術(shù)后活度比較， 差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。

3 討論

3D打印技術(shù)能夠?yàn)榛颊咛峁┓献陨斫馄侍攸c(diǎn)的個(gè)體化關(guān)節(jié)截骨組件及合適的假體[1]。運(yùn)用于膝關(guān)節(jié)置換， 就是將醫(yī)生術(shù)前看不到的人體骨骼結(jié)構(gòu)， 通過3D掃描并打印做成1比1的模型， 同時(shí)打印計(jì)算出對(duì)應(yīng)的截骨導(dǎo)板。使手術(shù)更加直觀。經(jīng)計(jì)算機(jī)測(cè)定提前測(cè)得股骨假體的型號(hào)及脛骨平臺(tái)的型號(hào)， 同時(shí)于術(shù)前就算出了股骨外翻及外旋角， 脛骨平臺(tái)后傾角， 并測(cè)出股骨遠(yuǎn)端， 股骨后髁截骨量， 及脛骨近端截骨量和截骨角度， 使手術(shù)更加方便準(zhǔn)確， 不用進(jìn)入髓腔， 出血少[2]。3D打印技術(shù)打印的個(gè)體化模型及手術(shù)導(dǎo)板不但可以實(shí)現(xiàn)精確置入， 而且節(jié)省了手術(shù)時(shí)間， 減少了患者及手術(shù)操作人員的射線暴露風(fēng)險(xiǎn)[3]。

定制3D打印導(dǎo)板輔助關(guān)節(jié)置換術(shù)具有個(gè)體化， 精準(zhǔn)化， 數(shù)字化， 手術(shù)時(shí)間短， 創(chuàng)傷小等優(yōu)點(diǎn)， 可以對(duì)膝關(guān)節(jié)置換起到良好的輔助作用[4]. 本組3D打印導(dǎo)板技術(shù)輔助TKA初步臨床回顧性分析， 3D打印組患者手術(shù)時(shí)間為（85.0±17.6）min， 術(shù)中及術(shù)后出血量為（365±185）ml， 圍手術(shù)期輸血量（2.3±1.7）U， 術(shù)后2周視覺模擬評(píng)分（VAS）為（3.0±2.1）分， 均優(yōu)于常規(guī)TKA組， 比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01或0.05）。短期隨訪3D打印導(dǎo)板組在改善膝關(guān)節(jié)術(shù)后疼痛好于常規(guī)組， 說明3D打印截骨導(dǎo)板用于TKA， 手術(shù)時(shí)間及術(shù)中出血較常規(guī)TKA少， 術(shù)后疼痛也較常規(guī)TKA改善明顯， 但本研究顯示， 兩者術(shù)后膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度無明顯差異。本研究因病例數(shù)較少， 且VAS評(píng)分本身受患者的主觀影響較大[5]， 所以還不能完全確定， 有待進(jìn)一步論證。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳東迎， 袁峰， 吳繼彬， 等. 3D打印截骨導(dǎo)板在人工全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中的應(yīng)用. 中華骨科雜志， 2015， 35（9）：921-926.

[2] 賀宇， 周東生， 崔昊昊， 等. 計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在骨盆骨折畸形愈合治療中的應(yīng)用. 中華骨科雜志， 2015， 35（4）：307-314.

[3] 穆衛(wèi)廬， 常軍英， 賈東昭， 等. 3D打印手術(shù)導(dǎo)板引導(dǎo)骶髂螺釘置入的手術(shù)技術(shù)介介紹. 中華骨科雜志， 2015， 35（7）：767-773.

[4] 范立軍， 王仁和， 馮鎖利， 等. 3D打印技術(shù)在膝關(guān)節(jié)置換中應(yīng)用報(bào)導(dǎo). 中國(guó)傷殘雜志， 2015， 23（10）：69-71.

[5] 吳東迎， 袁峰， 吳繼彬， 等. 3D打印截骨導(dǎo)板在人工全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中的應(yīng)用. 中華骨科雜志， 2015， 35（9）：921-926.

[收稿日期：2016-04-05]