3D 打印技術對正骨手法治療肱骨髁上骨折的作用研究

譚偉欣 謝學文 符名赟 陳樹清

正骨十四法是本院骨科的一大特色,是廣東省非物質文化遺產(chǎn)的項目。但正骨十四法的精妙之處,難以掌握,難以標準化。目前傳統(tǒng)的正骨方法,通過閱讀X 線、CT 片等影像輔助,醫(yī)生很難在短時間內(nèi)完全透徹地掌握骨折的解剖形態(tài),骨折移位與周圍肌肉韌帶組織的關系,導致醫(yī)生不能給患兒進行有效的正骨手法復位［1］。如何將理論知識有效融入到臨床正骨手法操作中,提高正骨十四法的療效,已成為推廣本院正骨十四法的一個重要課題。肱骨髁上骨折是臨床常見骨折,運用正骨十四法手法復位,免除患兒手術痛苦,有很好的發(fā)展前景。隨著 3D 打印技術的發(fā)展和應用,3D打印肱骨髁上骨折模型成為解決骨科正骨手法推廣問題的有效手段［2］。本次研究嘗試將 3D 打印肱骨髁上骨折模型應用到正骨十四法臨床實踐中,顯著提高了治療效果,有利于正骨手法推廣,現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取本院2020 年1～3 月收治的肱骨髁上骨折患兒4 例進行3D 造模,其中伸直橈偏型、伸直尺偏型、屈曲型、粉碎型各1 例,患兒進行手法正骨前接受本院的飛利浦256 排CT 機檢查,完成肘部CT檢查后,依據(jù)CT 圖像通過Mimics10.01 軟件進行CT 圖像3D 重建,通過Geomagic studio 軟件編輯處理后,進行3D 打印,制作成3D 打印模具。選取2020 年1～8 月肱骨髁上骨折患兒40 例為研究對象,隨機分為對照組和觀察組,每組20 例。觀察組男15 例,女5 例；年齡3～10 歲,平均年齡(6.23±2.58)歲。對照組男14 例,女6 例；年齡2～9 歲,平均年齡(6.27±2.71)歲。兩組患兒一般資料比較差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05),具有可比性。見表1。造?；純杭{入標準：符合肱骨髁上骨折的診斷標準；患兒無CT 檢查禁忌；患兒及家屬同意進行3D 打印。造模患兒排除標準：開放性骨折；無法配合行CT 檢查及3D 打印者。本次研究經(jīng)本院醫(yī)學倫理會討論批準,獲得研究權限。

表1 兩組一般資料比較(n,)

表1 兩組一般資料比較(n,)

注：兩組比較,P＞0.05

1.2 方法 觀察組由本院骨科醫(yī)生先觀察對應骨折分型的3D 打印模型,再運用正骨十四法手法治療,再用小夾板固定。對照組由本院骨科醫(yī)生直接運用正骨十四法手法治療,再用小夾板固定。

1.3 觀察指標及判定標準 分別在術后即時、術后2 周、術后1 個月、術后3 個月復查X 光片,采用HSS肘關節(jié)評分評價患兒肘關節(jié)恢復情況,評分內(nèi)容包括疼痛(30 分)、功能(20 分)、矢狀面活動范圍(20 分)、肌肉力量(10 分)、屈曲攣縮(6 分)、伸直攣縮(6 分)、旋前(4 分)、旋后(4 分),評分標準：優(yōu)：90～100 分,良：80～89 分,可：70～79 分,差：60～69 分。

1.4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS22.0 統(tǒng)計學軟件處理數(shù)據(jù)。計量資料以均數(shù)±標準差()表示,采用t檢驗；計數(shù)資料以率(%)表示,采用χ2檢驗。P＜0.05 表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

觀察組HSS 肘關節(jié)評分高于對照組,差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。見表2。

表2 兩組HSS 肘關節(jié)評分比較(,分)

表2 兩組HSS 肘關節(jié)評分比較(,分)

注：與對照組比較,aP＜0.05

3 討論

中醫(yī)正骨手法在臨床運用中,常常遇到只能意會不能言傳的困難,加大了中醫(yī)正骨手法的推廣難度。3D 打印通過高度還原骨折的立體模型,讓操作者更容易建立立體的骨折移位走向思維,從而更深刻理解骨折復位的原理。

本次研究采用相關軟件,根據(jù)CT 四維重建圖像,使用3D 打印機將其轉化成為立體三維模型,使用可塑性強的ABS 材料造成實體模型。優(yōu)點如下：根據(jù)等比例的標準CT 四維重建圖像模型,可使模型與骨折類型具有高相似度；讓操作者更直觀學習肱骨髁上骨折的骨折移位方向,與周圍肌肉、軟組織的關系。但仍存在不足之處,3D 打印技術仍需要不斷提高清晰度、精細度,滿足臨床需要。在中醫(yī)正骨的臨床應用中,操作者通常遇到的困難是不了解骨折的移位走向。中醫(yī)正骨骨折復位的其中一個技巧是 “從哪里來,回哪里去”。如果操作者不清楚骨折是如何發(fā)生移位,在復位過程中便不知如何讓骨折返回原始位置,從而讓骨骼恢復原來的解剖狀態(tài)。

借助3D 打印模型可以充分了解骨折塊間的三維結構、明確骨折的分類、了解各骨折碎塊間的關系［3］。3D 打印技術是基于數(shù)字模型數(shù)據(jù),運用逐層疊加材料建成的實體三維模型。骨科的正骨手法的臨床應用中,需要醫(yī)生熟悉人體骨骼結構,要有一定的空間想象能力,所以中醫(yī)正骨手法目前面臨的其中一個問題是缺乏直觀性和實操性［4］。

骨科的相關影像學涉及骨骼、神經(jīng)、血管重建的問題［5,6］。因此骨科學需要融入影像學、解剖學等學科。骨科醫(yī)師必須熟悉掌握解剖知識。可臨床實踐中,骨傷科的操作者經(jīng)常遇到的困難如下：傳統(tǒng)骨傷正骨手法,通過操作者的觸摸辨認,結合X 光片、CT、磁共振成像(MRI)等影像學資料來辨別骨折的移位走向。遇到病例,傳統(tǒng)的骨傷科手法對于操作者來說,很難精準復位,需要個人慢慢摸索,心領神會的頓悟才能掌握。

使用 3D 打印技術制造的骨折模型可有效解決上述問題,能等比例清晰立體地顯示人體各類型骨折的結構［7］,讓操作者無失真地觀察骨折移位走向。彌補了骨折實體模型的缺失［8,9］。3D 打印技術可以立體地復制經(jīng)典病例以及罕見的臨床情況,更利于操作者提升臨床思維及手法的模擬實操。在模擬實操中更能多角度地體會骨折的解剖特點,也更容易理解影像學的特點,在以后的操作中更能通過讀懂影像學來輔助手法操作［10］。針對一些骨折移位復雜、難以使操作者充分理解與掌握的肱骨髁上骨折病例,根據(jù)影像學資料,應用3D 打印技術制作骨折模型,并將其應用于臨床中,可以讓操作者很直觀地了解骨骼結構的特點并理解肱骨髁上骨折發(fā)生的病因與原理。很快能熟識并加以應用相對應的手法整復骨折,顯著提高了治療效果。3D打印可以從多個角度進行觀察,大大增強了對于復雜形態(tài)骨骼的理解和認識,可以有效彌補傳統(tǒng)二維圖像觀察視野有限的不足,提高療效。

小兒骨傷科是一門實踐性很強的學科,教學的內(nèi)容包括大量診斷性操作和治療性操作,部分醫(yī)生自身技術經(jīng)驗欠缺,理論知識及動手能力有差異,遇到的問題不盡相同,基于 3D 打印技術的操作模擬可實現(xiàn)對操作者的個體化輔助［11-13］。

目前,3D 打印技術在小兒骨科正骨領域的應用時間尚短。3D 打印技術還存在實際的問題,如分辨率、造價、打印材料等。但隨著 3D 打印技術的應用日益廣泛,其制作工藝精細度及打印材料不斷改進,可以更利于使用［14］。

從目前的發(fā)展趨勢,3D 打印技術不僅在正骨手法中帶來積極意義,還將越來越廣地應用于骨傷科的固定、矯形方案設計等方面。將 3D 打印模型用于骨科的治療前規(guī)劃及正骨手法模擬,也有利于正骨手法順利進行［15］。3D 打印將會更大程度地保護稀缺的實體病例資源、提升正骨操作者的實踐水平、更仿真地模擬操作,極大地提升骨傷科手法治療的質量和效果,從而進一步提高療效和患兒的滿意度,保護患兒的權益,使中醫(yī)正骨手法得以推廣［16］。但目前3D 打印技術現(xiàn)階段尚不成熟,軟組織的清晰度需要不斷提高,課題研究中也遇到各種各樣的問題,需要不斷克服。

綜上所述,3D 打印模型對提高正骨手法治療肱骨髁上骨折療效顯著,利于正骨十四法的運用,值得推廣應用。