左睿1 孙永建2（通讯作者） 李伟成2 孔圳2 周正震1 陈辉文1
（1广东医学院 广东 湛江 524023）
（2南方医科大学第五附属医院骨科 广东 广州 510900）
【摘要】 目的：利用数字化设计和3D打印技术设计手术方案、制作个体化导向模板，实现个体化肱骨髁间骨折的复位与固定。 方法：2012年6月至2015年6月收治肱骨髁间闭合性骨折20例，根据入院先后顺序对患者进行编号，编号为奇数患者纳入A组，编号为偶数患者纳入B组。A组CT数据使用Mimics进行三维重建、虚拟复位并设计导向模板、3D打印及个性化模型预手术，B组采用常规术前准备。比较两组复位固定时间、术中是否调整克氏针、B组克氏针使用数与虚拟设计最佳置入数等。结果：A组在复位固定时间（25.66±3.67min）小于B组（38.66±9.29min），差异有统计学意义（P＜0.05），术中A组未行克氏针调整，B组有4例进行了调整。B组打入克氏针实际数与设计数差值最小为1，最大为3，均值为1.7，差异有统计学意义（P＜0.05）。结论：数字化设计与3D打印技术可以有效提升肱骨髁间骨折的手术质量。
【关键词】 肱骨髁间骨折；3D打印；数字化设计
【中图分类号】R319 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2016）14-0224-03
肱骨髁间骨折骨折是一种较难处理的关节内骨折，早期切开复位内固定是首选的治疗方案。骨折的解剖复位与坚强固定是治疗的重点，而实现解剖复位需要术者对骨折有全面、深入的了解[1]。以往对于骨折的了解主要来自于X线片与CT扫描，对于制定详尽手术方案的指导意义有限。我院自2012年6月至2015年6月对20例肱骨髁间闭合性骨折患者采用Mimics虚拟手术与3D打印技术设计手术方案、制作个体化导向模板，旨在探讨该技术对于肱骨髁间骨折手术治疗的指导作用。
1.资料与方法
1.1 一般资料
我院自2012年6月至2015年6月年在我院进行治疗的肱骨髁间闭合性骨折患者20例，其中男12例，女8例，年龄22～67岁，平均39岁。致伤原因：车祸伤11例，高处坠落伤5例，跌伤4例。按照AO分型[2]，C1型3例，C2型5例，C3型12例。所有患者均在术后2周内手术。其中A组C1型1例，C2型3例，C3型6例；B组C1型2例，C2型2例，C3型6例。
1.2 分组方法
根据入院先后顺序对患者进行编号，编号为奇数患者纳入A组，编号为偶数患者纳入B组。为了消除由于术者经验上的差异，所有手术均为同一术者完成。
1.3 数字化设计与3D打印
A组患者肘关节64排CT平扫数据（层距0.5mm）导入Mimics中，建立蒙版并三维重建。运用Mimics与3-matic虚拟复位，设计克氏针、松质骨导向模板。最后用3D打印机打印出各骨折块及导向模板，在骨折块模型上进行预手术，用制作的导向模板对骨折模型进行克氏针固定。导向模板在术前经过低温消毒，带入手术室。
1.4 手术方法
患者取侧卧或仰卧位，臂丛神经阻滞麻醉，上气囊止血带。 肘后正中纵行切口，经尺骨鹰嘴截骨或经尺骨鹰嘴骨折端进入，常规游离、保护尺神经。骨折先进行复位，A组使用导向模板打入克氏针临时固定，并通过模板导向，在髁间打入一至两枚4.0mm松质骨螺钉。之后再进行钢板固定。B组则不使用导向模板，术者根据经验打入克氏针与松质骨螺钉。固定钢板采用Y钢板或解剖双钢板。
1.5 评测指标
记录两组手术自复位开始至固定完成所用时间，记录克氏针打入过程是否进行过调整。克氏针调整定义为任何需要调整克氏针的情况，包括克氏针在骨面上滑动而造成的重新定位。记录B组在固定骨折时所用克氏针数，并在所有手术完成后，通过虚拟设计导向模板，得到克氏针虚拟设计置入数。克氏针虚拟设计置入数是根据Mimics虚拟手术结果，设计的在保证肱骨髁间骨折稳定临时固定的前提下，置入克氏针最小数量。
1.6 统计学方法
所有病人原始资料录入电脑，数据采用SPSS19.0统计软件包。对于手术时间的比较采用独立样本t检验，对是否调整克氏针的比较采用Pearson卡方检验，对B组实际克氏针置入数与最佳置入数的比较采用配对样本t检验，P＜0.05认为差异具有统计学意义。
2.结果
两组病例均解剖复位。A组10例全部在一个止血带时间内完成，平均为25.66±3.67min；B组8例在一个止血带时间内完成，2例超出，平均为38.66±9.29min。采用独立样本t检验，t=3.189，P＜0.05，差异具有统计学意义。
A组克氏针均一次性置入，B组有4例进行一次或多次调整，采用Pearson卡方检验，χ2=5，P＜0.05。B组打入克氏针实际数与设计数差值最小为1，最大为3，均值为1.7，最佳数较实际数平均减少41.4%，采用配对样本t检验，t=7.965，P＜0.01，差异具有统计学意义。
3.典型病例
患者男性，62岁，跌伤，根据术前X线（图1），诊断为肱骨髁间骨折（C1型）。对患者行肘关节CT并Mimics三维重建，对各骨块进行颜色标记（图2），虚拟复位复位并设计导向模板（图3）。3D打印出骨折模型、各骨块及导向模板（图4），观察骨折块移位情况，制定手术方案，然后进行预手术。先对肱骨外髁进行复位、克氏针固定（图5），再对内髁进行复位与固定（图6），然后打入髁间松质骨螺钉（图7）。术中按照术前设计复位顺序进行复位、固定，术后行X线示骨折解剖复位（图8）。
4.讨论
4.1 肱骨髁间骨折的特点及治疗
肱骨髁间骨折占肱骨远端骨折的1／3以上，是肱骨远端骨折中最复杂、最严重的类型[3]。由于骨折涉及关节面，目前对于成人肱骨髁间骨折多主张手术治疗[1]。对于肱骨髁间骨折，准确判断肱骨髁间骨折移位情况是治疗的基础，在完善术前准备的前提下，一般主张1周以内实施手术[4]。常用的手术入路有三种：经尺骨鹰嘴截骨入路、肱三头肌舌形肌瓣入路与肱三头肌两侧入路[5]。一般认为，术中应常规行尺神经前置术[6]，这样可以较好地显露锁定钢板内固定术的入路，有利于肱骨髁间创伤性骨折关节面的重建[7]。对于肱骨远端骨折的固定，目前常用的是内外侧双钢板或Y型钢板[8]，不论哪种固定方式，手术的首要目的的依旧是解剖复位。
4.2 Mimics数字化设计与3D打印技术对手术的指导作用
由于肱骨髁间骨折骨折，需要全面了解骨折部位、粉碎程度及移位情况后才可确定手术方案。以往对于骨折的了解主要来自于X线及CT，获取信息有限。而通过Mimics三维重建与3D打印骨折1:1模型，可供术者在术前详细了解骨折的整体信息。同时通过Mimics虚拟复位，观察骨折复位过程，设计克氏针及松质骨螺钉导向模板；再通过3D打印各骨折块及导向模板，通过对模型的预手术，再次加强对骨折复位、固定过程的认识。详尽的术前计划与导向模板有助于缩短手术时间，减少术中造成的损伤。在本课题研究中，A组在复位、固定时间上明显小于B组；A组克氏针均一次性打入，而B组则有4例在术中进行了调整； B组在克氏针虚拟设计最佳置入数与实际置入数比较时，设计数较实际数平均减少41.4%。这显示良好的术前准备，可减少术中不必要的手术步骤，降低损伤。
本研究探讨了一种新的定制化、精确化手术方案，通过个体化数字化设计与3D打印导向模板，在临床上进行应用，验证了这种方法的可行性。目前我们的应用案例并不多，相关经验仍然欠缺，导向模板的设计还需在今后的应用中进一步优化，使之更佳的符合临床应用需要。
【参考文献】
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[5]哈斯鲁,张谢卓,刘利国等.经尺骨鹰嘴截骨入路与肱三头肌舌形肌瓣入路治疗肱骨髁间骨折的有效性及安全性评价[J].山东医药.2015,(31):66-68.
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通讯作者：孙永建（1971.5），男，广东省广州市人，主任医师，科主任，研究方向：创伤骨科，儿童骨科.
论文作者:左睿1,孙永建2（通讯作者）,李伟成2,孔圳2,周正
论文发表刊物:《医药前沿》2016年5月第14期
论文发表时间:2016/6/21
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