3D打印技术在四肢近关节骨折治疗中的应用研究(3)
2.3 两组骨折愈合情况比较 两组患者均Ⅰ期愈合，术后无感染并发症状；研究组愈合时间为6.5～13.5个月，愈合后无疼痛患者；对照组愈合时间为8～16.5个月，愈合后出现轻度间歇性疼痛2例，保养护理3个月后消失。研究组骨折愈合时间少于对照组(P<0.05)，但两组愈合后的不良情况比较，差异无统计学意义(P>0.05)，见表2。
2.4 两组术后关节功能恢复评分比较 术后6、12、18个月，研究组关节功能评分均高于对照组，比较差异均有统计学意义(P<0.05)，见表3。
3 讨论
3.1 常规手术的局限性 四肢近关节骨折常有手术治疗及保守治疗，一般无特殊情况的患者应采取手术治疗，如常见的锁定钢板与微创经皮接骨板技术[8-9]。但由于近关节骨折往往为粉碎性骨折，而且牵扯到松质骨，常伴有骨质缺损与骨质坍塌[10-11]，因此手术方法较为复杂，往往需要术后复位才能有效地避免创伤性关节炎和保存关节的功能，产生良好的长期预后效果。不管是传统的锁定钢板固定术还是微创经皮接骨板技术，其入路方法、术中的手术方案以及内置物的选用都不够清晰明朗[12]。因为这类常规手术治疗的成功率绝大多数凭借CT影像，再结合术者的临床经验，制定手术方案，而且术中使用的内置物也仅仅是凭借术者个人的判断，选择认为合理的钢板与螺钉进行固定。本研究认为这种手术的精准度多数受限于术者的水平。另外，近关节端的骨折类型过于复杂，对于涉及到的平台骨折也无法直接观察，对临床诊断、治疗以及术中操作造成一定的困扰，在治疗过程中复位与固定难以达到精准的地步，因此临床上使用X线机次数也较多，手术时间也较长，出血量较多。周云飞等[13]指出锁定钢板对于骨质疏松患者骨折具有较好的效果，但是也会出现固定失败导致骨折不愈合等情况。史保庆[14]报道，对于骨缺损的患者，采取常规手术方法时由于术中需要反复测量螺钉规格或多次预弯钢板，导致手术时间加长，出血量加大。而且在某些不易观察与了解的关节部位，不合适的内置物反而会引起周边组织损伤，影响患者手术效果[15-16]。由此可见，常规手术的局限性主要还是术前诊断与方案制定不够精准，术中仪器使用次数多及内置物固定时间久，从而影响手术效果。
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3.2 3D打印技术在近关节骨折手术中的应用 3D打印技术是一种可以打印任意复杂形状的加工技术，结合近年来医学建模软件及三维CT影像的发展，在医学方面很快就得到了发展。与常规手术最大的区别在于3D模型重建结合3D打印技术可以制作出与患者骨折部位1∶1的3D模型与实物模型。根据3D模型以及打印出来的实物模型，术者可以在术前清晰准确的观察骨折部位，做出精准的诊断，制定合理的手术方案。王小平等[17]通过软件进行Pilon骨折手术虚拟3D重建手术模拟，建立Pilon骨折术的术前规划系统，并使用此系统指导手术，可明显降低手术時间，减少出血量。柳鑫等[18]则使用3D虚拟辅助技术建立髋臼骨折手术方案，从而减少了术中透视次数，缩短了手术时间，提高手术效果。Sciberras等[19]对骨缺损患者进行术前3D虚拟重建模型并观察，模拟手术可能出现的各种情况，修正手术方案，取得了良好的手术效果。他们指出根据3D虚拟手术可制定适宜的手术方案，精准的指导术中操作，有效避免术者的错误，尤其可提高临床经验与技术不足的术者的手术质量。
手术方案的另一个难点则是不同患者的骨折部位以及关节的差别决定了个性化的需求。由于近关节骨折通常由高能量损伤导致，易出现粉碎性骨折，需要借助内置物进行填充，修复其骨结构的完整性及稳定性，往往需要多次匹配才能选择合适的内置物，不仅延长了手术时间，而且也难达到完全匹配的效果。而且对于某些伴有骨质疏松症状的骨折，对钢板与螺钉的选择与布置增加了难度。3D打印技术则借助CT扫描、3D重建、虚拟手术与模型打印，可以制作出匹配每例患者的个性化内置物，完美匹配患者缺损部位。而且不同患者的骨折情况不同，钢板规格、形状以及螺钉的大小、长度等也需进行个性化制定，达到最佳的固定效果。钟华等[20]打印出个性化的接骨板治疗跟骨关节内骨折，术中复位固定时间减少，获得了良好的复位效果。黄敏强等[21]使用3D打印出个性化外固定器治疗胫腓骨骨折，仅花10 min完成支架的安装，避免了术中透视的使用，一次性复位成功。
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另外，3D重建与打印技术在骨折中的应用，引入了一个常规手术中没有的手术步骤与手术品-导航模块。在骨折手术治疗中，螺钉的精准定位对手术效果具有重要的意义。常规手术中除了依赖术者根据的临床经验外，还需要反复借助X线机进行透视，不断地调整螺钉的位置于方位，增加了螺钉固定时间，还会造成患者骨质损伤。而3D重建模型与虚拟手术能够通过模型找准螺钉固定的位置，而且可以在软件内不断地调整螺钉的方位与长度，找到最佳的螺钉固定方案。在实际手术操作中，可大大提高螺钉固定效率与固定质量，将患者骨质损伤降至最低。吴毅等[22]应用3D打印技术制作个性化导航模块用于髋臼骨折手术，精准的指导了术中螺钉入针位置与方位，与3D虚拟手术模拟的偏差1°～5°的仅7颗(共107颗)，无偏差>5°的螺钉置入，而且合理的螺钉长度也保证了螺钉不会拧入关节腔内。
3D打印技术还可以提供的一个非常便利的步骤便是可以通过手术打印与患者实物相同的模型进行术前手术模拟。手术模拟不同于3D重建的虚拟手术操作，可以把手术相关的实物模型呈现在术者面前，更加真实的反映手术过程的疑难点。而且方便术者反复术前练习，精准的熟悉整个手术过程的细节，以便术者制定手术对策。而且手术模拟后的骨折块还可以通过CT扫描进行3D重建，从而将手术模拟的结果与之前虚拟手术制定的方案进行对比，进而修正手术方案及钢板、螺钉的规格与位置，使手术更精准。贺锦阳等[23]应用3D打印出模型进行手术模拟，从而精准的修正并制定出肱骨近端骨折手术方案，接骨板长度100%符合，螺钉长度96.36%符合。林艳萍等[24]通过对颌面部骨折修复患者术前行手术模拟，大大提高了手术的精准度，术后患者骨折复位与3D重建误差不足1.5 mm。由此可见，通过术前模拟可以修正调整手术方案与内置物规格，提高术者手术精度，减少因术者手术经验、技术等引起的错误。, http://www.100md.com(陈科明 白龙 陈林清)
2.4 两组术后关节功能恢复评分比较 术后6、12、18个月，研究组关节功能评分均高于对照组，比较差异均有统计学意义(P<0.05)，见表3。
3 讨论
3.1 常规手术的局限性 四肢近关节骨折常有手术治疗及保守治疗，一般无特殊情况的患者应采取手术治疗，如常见的锁定钢板与微创经皮接骨板技术[8-9]。但由于近关节骨折往往为粉碎性骨折，而且牵扯到松质骨，常伴有骨质缺损与骨质坍塌[10-11]，因此手术方法较为复杂，往往需要术后复位才能有效地避免创伤性关节炎和保存关节的功能，产生良好的长期预后效果。不管是传统的锁定钢板固定术还是微创经皮接骨板技术，其入路方法、术中的手术方案以及内置物的选用都不够清晰明朗[12]。因为这类常规手术治疗的成功率绝大多数凭借CT影像，再结合术者的临床经验，制定手术方案，而且术中使用的内置物也仅仅是凭借术者个人的判断，选择认为合理的钢板与螺钉进行固定。本研究认为这种手术的精准度多数受限于术者的水平。另外，近关节端的骨折类型过于复杂，对于涉及到的平台骨折也无法直接观察，对临床诊断、治疗以及术中操作造成一定的困扰，在治疗过程中复位与固定难以达到精准的地步，因此临床上使用X线机次数也较多，手术时间也较长，出血量较多。周云飞等[13]指出锁定钢板对于骨质疏松患者骨折具有较好的效果，但是也会出现固定失败导致骨折不愈合等情况。史保庆[14]报道，对于骨缺损的患者，采取常规手术方法时由于术中需要反复测量螺钉规格或多次预弯钢板，导致手术时间加长，出血量加大。而且在某些不易观察与了解的关节部位，不合适的内置物反而会引起周边组织损伤，影响患者手术效果[15-16]。由此可见，常规手术的局限性主要还是术前诊断与方案制定不够精准，术中仪器使用次数多及内置物固定时间久，从而影响手术效果。
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3.2 3D打印技术在近关节骨折手术中的应用 3D打印技术是一种可以打印任意复杂形状的加工技术，结合近年来医学建模软件及三维CT影像的发展，在医学方面很快就得到了发展。与常规手术最大的区别在于3D模型重建结合3D打印技术可以制作出与患者骨折部位1∶1的3D模型与实物模型。根据3D模型以及打印出来的实物模型，术者可以在术前清晰准确的观察骨折部位，做出精准的诊断，制定合理的手术方案。王小平等[17]通过软件进行Pilon骨折手术虚拟3D重建手术模拟，建立Pilon骨折术的术前规划系统，并使用此系统指导手术，可明显降低手术時间，减少出血量。柳鑫等[18]则使用3D虚拟辅助技术建立髋臼骨折手术方案，从而减少了术中透视次数，缩短了手术时间，提高手术效果。Sciberras等[19]对骨缺损患者进行术前3D虚拟重建模型并观察，模拟手术可能出现的各种情况，修正手术方案，取得了良好的手术效果。他们指出根据3D虚拟手术可制定适宜的手术方案，精准的指导术中操作，有效避免术者的错误，尤其可提高临床经验与技术不足的术者的手术质量。
手术方案的另一个难点则是不同患者的骨折部位以及关节的差别决定了个性化的需求。由于近关节骨折通常由高能量损伤导致，易出现粉碎性骨折，需要借助内置物进行填充，修复其骨结构的完整性及稳定性，往往需要多次匹配才能选择合适的内置物，不仅延长了手术时间，而且也难达到完全匹配的效果。而且对于某些伴有骨质疏松症状的骨折，对钢板与螺钉的选择与布置增加了难度。3D打印技术则借助CT扫描、3D重建、虚拟手术与模型打印，可以制作出匹配每例患者的个性化内置物，完美匹配患者缺损部位。而且不同患者的骨折情况不同，钢板规格、形状以及螺钉的大小、长度等也需进行个性化制定，达到最佳的固定效果。钟华等[20]打印出个性化的接骨板治疗跟骨关节内骨折，术中复位固定时间减少，获得了良好的复位效果。黄敏强等[21]使用3D打印出个性化外固定器治疗胫腓骨骨折，仅花10 min完成支架的安装，避免了术中透视的使用，一次性复位成功。
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另外，3D重建与打印技术在骨折中的应用，引入了一个常规手术中没有的手术步骤与手术品-导航模块。在骨折手术治疗中，螺钉的精准定位对手术效果具有重要的意义。常规手术中除了依赖术者根据的临床经验外，还需要反复借助X线机进行透视，不断地调整螺钉的位置于方位，增加了螺钉固定时间，还会造成患者骨质损伤。而3D重建模型与虚拟手术能够通过模型找准螺钉固定的位置，而且可以在软件内不断地调整螺钉的方位与长度，找到最佳的螺钉固定方案。在实际手术操作中，可大大提高螺钉固定效率与固定质量，将患者骨质损伤降至最低。吴毅等[22]应用3D打印技术制作个性化导航模块用于髋臼骨折手术，精准的指导了术中螺钉入针位置与方位，与3D虚拟手术模拟的偏差1°～5°的仅7颗(共107颗)，无偏差>5°的螺钉置入，而且合理的螺钉长度也保证了螺钉不会拧入关节腔内。
3D打印技术还可以提供的一个非常便利的步骤便是可以通过手术打印与患者实物相同的模型进行术前手术模拟。手术模拟不同于3D重建的虚拟手术操作，可以把手术相关的实物模型呈现在术者面前，更加真实的反映手术过程的疑难点。而且方便术者反复术前练习，精准的熟悉整个手术过程的细节，以便术者制定手术对策。而且手术模拟后的骨折块还可以通过CT扫描进行3D重建，从而将手术模拟的结果与之前虚拟手术制定的方案进行对比，进而修正手术方案及钢板、螺钉的规格与位置，使手术更精准。贺锦阳等[23]应用3D打印出模型进行手术模拟，从而精准的修正并制定出肱骨近端骨折手术方案，接骨板长度100%符合，螺钉长度96.36%符合。林艳萍等[24]通过对颌面部骨折修复患者术前行手术模拟，大大提高了手术的精准度，术后患者骨折复位与3D重建误差不足1.5 mm。由此可见，通过术前模拟可以修正调整手术方案与内置物规格，提高术者手术精度，减少因术者手术经验、技术等引起的错误。, http://www.100md.com(陈科明 白龙 陈林清)