孫曉亮，官建中，吳敏，周建生

距骨骨折屬于較少見的足部跗骨骨折，大部分距骨體及移位的HawkinsⅡ～Ⅳ型距骨頸骨折[1]均需要手術治療，手術治療的原則是保護血運前提下解剖復位骨折，穩(wěn)定及合理的固定，早期康復。但距骨的位置特殊位于踝穴內，且外形不規(guī)則解剖結構復雜，手術視野受限，而手術入路及內固定方式選擇是手術的難點，不合理的手術方案及操作會增加距骨缺血性壞死及創(chuàng)傷性關節(jié)炎風險。3D打印技術近幾年在創(chuàng)傷骨科、關節(jié)外科及脊柱外科領域有廣泛應用，體現(xiàn)出其獨特的優(yōu)勢，可以實體重現(xiàn)手術部位解剖特點[2]，幫助術者對手術部位病變進行更為全面的觀察，制定合理的手術方案?；?D打印技術的特點，本研究對2016年1月至2017年10月蚌埠醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院骨科收治的8例成人新鮮距骨骨折病人(受傷時間3周內)，利用3D打印1∶1實體模型進行骨折的分型，術前制定合理的手術方案，提供了更為精準的術前設計，取得滿意效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料收集2016年1月至2017年10月蚌埠醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院骨科收治的8例距骨骨折病人的資料，其中男性6例，女性2例；年齡范圍32～79歲；均為單側骨折，左側5例，右側3例。受傷原因：高處墜落傷7例，車禍傷1例，受傷至手術的時間為48～72 h，平均為60 h。8例病人均為閉合性損傷。按骨折線部位分為距骨頸5例及距骨體骨折3例；將距骨頸骨折按Hawkins分型標準[3]：Ⅱ型(距骨頸骨折并距下關節(jié)脫位)3例(37.5%)；Ⅲ型(距骨頸移位骨折，伴有距下關節(jié)及脛距關節(jié)半脫位或全脫位)1例(12.5%)；Ⅳ型(距骨頸移位骨折，合并脛距、距下及距舟關節(jié)的半脫位或全脫位)1例(12.5%)。將距骨體骨折按Sneppen分型標準[4]：Ⅱ型(距骨體冠狀面、矢狀面或水平面的骨折)2例(25.0%)；Ⅲ型(距骨后突骨折)1例(12.5%)。入院后所有病人均行踝關節(jié)正側位X線片及踝關節(jié)薄層CT掃描。所有病人手術均由同一組醫(yī)師完成，采用切開復位及Herbert螺釘或單頭中空螺釘內固定。

1.2 納入與排除標準納入標準：距骨骨折病人，包括合并周圍踝關節(jié)骨折病人，對于骨折移位的 HawkinsⅡ～Ⅳ型距骨頸骨折，SneppenⅠ～Ⅳ型距骨體骨折，受傷時間<3周，隨訪時間>6個月者。排除標準：開放性骨折需一期復位內固定病人，有嚴重心肺腦疾病無法耐受手術者。本研究符合《世界醫(yī)學協(xié)會赫爾辛基宣言》相關要求,征得病人或其近親屬同意并簽署知情同意書。

1.3 數(shù)字化三維重建與3D打印模型的制作設備采用蚌埠醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院醫(yī)學影像中心64排螺旋CT(GE公司)進行踝關節(jié)掃描。掃描容積層厚為5.00 mm，矩陣為512×512，掃描后進行骨窗重建，重建厚度為1 mm，掃描后數(shù)據結果以DICOM格式輸入到Mimics17.0,選擇無損壓縮模式，確定圖像的空間方位，完成數(shù)據導入，采用閾值分割和區(qū)域增長技術重建骨骼模型，再利用模擬(Simulation)模塊中鏡像(Mirror)和布爾運算(Boolean)等功能生成三維模型，以STL文件輸出。將存儲的STL文件通過M400熔融沉積制造3D打印機(上海昕建醫(yī)療科技公司)，利用聚乳酸材料，逐層加工最終去除支撐及平臺得到需要的1∶1模型。根據術前3D打印模型明確距骨骨折的結構特點，制定合理的手術方案，選擇合適的內固定物。同時術前可利用3D打印模型向病人家屬講解手術過程，進行術前談話，這有利于醫(yī)患的溝通。

1.4 手術方法的制定與模擬基于打印的1∶1實體踝關節(jié)模型，明確距骨骨折的類型，骨折線走向及游離骨塊移位程度及方向，初步制定手術入路及內固定裝置，包括經內踝截骨入路4例，外踝截骨1例，踝關節(jié)前內側及前外側各1例，踝關節(jié)內外側聯(lián)合入路1例[5]，內固定裝置包括Herbert螺釘及單頭空心加壓螺釘，在快速原型上模擬截骨，充分顯露脛距，距下及距舟關節(jié)，在直視下將骨折塊復位，選擇合理內固定物固定。手術過程：麻醉成功后，患肢大腿上1/3處捆綁電動止血帶，取仰臥位，消毒鋪巾。具體病人的體位和手術入路由3D打印模型所顯示骨折的程度及具體類型決定。(1)如游離骨塊位于后內側，采用內踝偏后側縱弧行切口，自內踝上方5 cm越過內踝尖彎曲向前下，前后拉開皮膚及皮下組織，暴露內踝及三角韌帶。預先用鉆頭在內踝尖向近端鉆2個孔，以備手術完畢后固定內踝截骨塊，于內踝平脛骨內側穹頂處橫行截骨并標記，將內踝以三角韌帶為蒂向下翻轉。分別將踝關節(jié)內翻或外翻，顯露距骨體及距骨頸，直視下利用充分的對抗牽引，將前足背伸，增大踝關節(jié)空間，復位距骨體關節(jié)面，并在距骨頸進針，向距骨體打入數(shù)枚導針，透視下復位及導針方向滿意后，打入無頭加壓空心螺釘，復位內踝截骨塊，2枚空心釘固定內踝骨塊，常規(guī)閉合切口。(2)如游離骨塊位于外側，取外踝后下緣弧形切口，長約10 cm，顯露外踝，于下脛腓聯(lián)合下方約1 cm處行外踝橫行截骨，以跟腓韌帶為蒂向下翻轉外踝，充分顯露距骨頭、頸、體及后跟距關節(jié)面，復位距骨骨折，用Herbert螺釘固定，外踝截骨處用克氏針鋼絲張力帶固定，常規(guī)關閉切口，留置負壓引流管。

1.5 術后處理術后24～48 h內拔除引流管，術后短腿石膏踝關節(jié)功能位固定6～8周，術后謹防下肢深靜脈血栓，血腫及感染。術后當天即可開始足趾活動，根據隨訪踝關節(jié)X線片骨折愈合情況決定下地負重時間。術后常規(guī)復查踝關節(jié)正側位X線片。

1.6 療效評定術后功能根據美國矯形外科足踝協(xié)會(AOFAS)標準[6]進行療效評定，按照踝關節(jié)疼痛(40分)，功能和自主活動，支撐情況(10分)，最大步行距離(街區(qū)數(shù))(5分)，地面步行(5分)，反常步態(tài)(8分)，前后活動(屈曲加伸展)(8分)，后足活動(內翻加外翻)(6分)，踝-后足穩(wěn)定性(前后，內翻-外翻)(8分)，足部對線(10分)，總分：優(yōu)為90～100分；良為75～89分；可為50～74分；差為50分以下；術前后疼痛評價采用疼痛視覺模擬(VAS)評分。

1.7 統(tǒng)計學方法本研究對8例病人手術前后AOFAS和VAS評分的比較，屬于配對設計資料，因此首先要對手術前后評分的差值進行正態(tài)性檢驗，運用SPSS 22.0軟件處理，采用K-S方法檢驗，得出AOFAS評分差值(P=0.2>0.05),VAS評分差值(P=0.2>0.05)，均服從正態(tài)性分布，故采用配對樣本的t檢驗進行比較，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

所有病人均按照術前3D打印模型所制定的計劃手術，進行術中、術后均未損傷重要血管、神經及肌腱，內側入路切口長度5～8 cm，平均6 cm，無明顯失血。1例術后切口出現(xiàn)延遲愈合，經二次清創(chuàng)縫合后愈合。術后均未出現(xiàn)深靜脈血栓形成，8例病人術后獲6～18個月(平均10.3個月)隨訪，骨折愈合時間為9～12周(平均10.2周)。均獲得骨性愈合。隨訪過程中所有病人均未出現(xiàn)復位丟失、內固定松動及距骨壞死等并發(fā)癥。AOFAS評分由術前平均(5.6±3.8)分提高到末次隨訪的(89.3±8.0)分，采用配對樣本t檢驗，手術前后差異有統(tǒng)計學意義(t=16.502，P<0.001)。按AOFAS評分標準術后優(yōu)5例，良2例，中1例，優(yōu)良率87.5%；VAS評分也由術前平均(9.4±0.8)分降為術后末次隨訪的(1.1±0.8)分，采用配對樣本t檢驗，差異有統(tǒng)計學意義(t=23.134，P<0.001)，疼痛改善明顯。

典型病例：男性，55歲，系高處墜落傷病人，診斷為：左側距骨體骨折。術前踝關節(jié)三維CT檢查，經MIMICS軟件處理后，導入3D打印機，打印1∶1實體模型，進行詳細術前規(guī)劃后，設計手術入路及內固定選擇，予以經內踝截骨+復位+空心螺釘內固定術。術后隨訪X線片見恢復良好，見圖1。

圖1 典型病例影像圖：a，b圖為術前踝關節(jié)正側位X線片；c圖為3D打印距骨骨折1∶1模型；d，e圖為術中C臂X光機透視影像；f圖為術后3個月復查踝關節(jié)正側位片

3 討論

隨著近些年3D打印技術在骨科領域的快速發(fā)展，在創(chuàng)傷骨科方面，尤其針對復雜的足踝部骨折，3D打印技術體現(xiàn)出其獨特的優(yōu)勢，石維祥等[7]利用3D打印內外踝尖部撕脫骨折模型，術前參照模型進行鋼板塑形，術中鋼板與骨面貼敷良好，術后骨折愈合率及AOFAS評分優(yōu)良率均高于石膏外固定組。李玉泉等[8]將6例陳舊性距骨骨折病兒足踝部CT數(shù)據,進行三維重建和1∶1的3D打印,在模型上進行預手術,提供詳細的術前計劃，手術過程順利，效果良好。但目前3D打印技術在成人距骨骨折應用的報道較少。

對于距骨骨折的手術治療，良好的復位及固定需要以合理的手術方案為前提，既要清楚顯露骨折部位又能減少對距骨血運的破壞，有學者[9]對距骨骨折手術后距骨壞死率做了臨床研究，結果顯示距骨頸骨折缺血性壞死的總發(fā)生率為31.2%，其中HawkinsⅠ～Ⅳ型骨折距骨壞死的發(fā)生率分別為 9.8%，27.4%，53.4%及48.0%；而文獻[10]結果顯示，相比距骨體骨折，距骨頸骨折更易發(fā)生壞死，且分型越高壞死率越高；較高的壞死率使距骨骨折的治療更為棘手，怎樣降低壞死率是目前研究的熱點，張璽等[11]利用三維數(shù)字化技術獲得距骨頸和跗骨管的高度值，獲得螺釘自距骨頸穿出進入跗骨管的模型；獲得以距骨內側壁遠端中1/3和下1/3為入點、自不同方向置人時螺釘?shù)拈L度值和角度值，計算出螺釘不同固定方向的長度、角度的安全范圍，認為距骨內側壁中1/3是螺釘固定的良好入釘點。但是在手術中怎么確定具體解剖位置及入釘點，往往并不容易，此時3D打印技術便體現(xiàn)出其優(yōu)勢。

我們將3D打印技術同骨折切開復位內固定術結合起來，解決手術中的核心難點：(1)手術顯露的問題，距骨位置特殊，不容易顯露影響術中對骨折的觀察；(2)內固定物的植入位置及其分布，距骨形態(tài)不規(guī)則，內固定位置暫時未形成共識，如何最大限度保護距骨殘留的血供，減少醫(yī)源性損傷。既往的骨折復位往往只能依靠術前對影像的閱讀及術中的反復透視，憑術者的經驗進行術中的骨折復位及內固定物植入，而3D打印模型則提供了真實的參照模型，本研究選取距骨頸骨折病人5例及距骨體骨折3例，均屬于復雜的距骨骨折，根據術前計劃實施手術，術中未臨時更改手術方案，手術均順利進行，根據術前對模型的觀察，確定Herbert螺釘在距骨的入釘點，最大限度保護距骨血供，減少了術者及病人X光透視次數(shù)，術后AOFAS評分優(yōu)良率達到87.5%。8例病人中男女比例達3∶1，這與男性多從事高空作業(yè)有關，高處墜落傷病人占87.5%，均為高能量損傷。有2例合并踝關節(jié)骨折，經3D打印模型觀察后，術中直接將內踝骨折塊掀起顯露距骨，并未行內踝截骨，實體模型精確指導手術。其中1例年齡78歲的男性病人發(fā)生術后切口延遲愈合，可能與病人長期吸煙史及下肢靜脈曲張有關，后經二期清創(chuàng)縫合后愈合。在隨訪期內8例病人均未發(fā)生距骨壞死，一定程度上得益于術前的合理手術方案，將復雜骨折簡單化處理，縮短手術時間，加速功能康復。通過將3D打印技術初步應用于距骨骨折臨床，筆者認為應注意以下兩個方面：(1)在實體模型打印完成后，在觀察模型時需與周圍的血管，韌帶神經的走行和病人局部皮膚軟組織條件相結合，避免將手術方案設計的過于理想化，脫離實際解剖；(2)在進行3D打印時，一定要包括周圍的跟骨，骰骨及足舟骨和下脛腓，保證重現(xiàn)完整的骨關節(jié)結構，才能使手術方案更為全面。

綜上所述，對于復雜的距骨骨折病例，3D打印技術可以提供準確的術前規(guī)劃，能夠提高切開復位內固定術的成功率，減少術后并發(fā)癥，達到精準化及個體化治療的目的。但本研究仍存在一定的局限性，研究的病例數(shù)相對較少且未設置對照組，后期將進一步擴大樣本量進行研究。另外隨訪時間尚短，對遠期距骨壞死及創(chuàng)傷性關節(jié)炎的發(fā)生缺乏進一步的觀察，其次CT掃描層厚較厚，導致3D打印精度欠佳，影響術中精準操作，采用的3D打印技術僅能顯示骨的結構，暫不能顯示軟組織(包括踝關節(jié)周圍的神經血管及韌帶)，尚不能提供可預手術的完整實體模型。