赖震，刘志祥，张兆飞，朱振宗，常毅良

临床研究

三维重建技术在桡骨远端不稳定性骨折治疗中的应用

赖震，刘志祥，张兆飞，朱振宗，常毅良

目的探讨三维重建技术在桡骨远端不稳定性骨折术前评估与规划中的应用价值。方法将行掌侧钢板内固定术的35例桡骨远端不稳定性骨折患者随机分为研究组（n=19）和对照组（n=16）。研究组将CT扫描图像数据导入MIMICS 13.0软件，重建骨折三维数字化模型，三维数据测量及模拟手术后再行手术治疗；对照组行常规手术治疗。评估并比较两组手术时间、术中出血量、术中X线暴露次数、住院时间、骨折愈合时间，术后6个月按照Gartland和Werley腕关节评分系统评定两组患者腕关节功能。结果研究组手术时间、术中出血量、术中X线暴露次数、住院时间均明显少于对照组，两组比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。所有患者获得6～12个月随访（平均9个月），术后6个月研究组、对照组功能优良率和骨折愈合时间分别为18/19、15/16和（15.6±1.5）周、（16.9±1.8）周，两组比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。两组术后均未见明显腕关节功能障碍，无感染或需再次手术调整内固定的病例。结论三维重建技术可清晰显示骨折部位的解剖结构，模拟手术过程，预制手术方案；基于三维重建技术的钢板内固定术具有手术时间短、术中出血量少、X线暴露次数少、住院时间短、功能恢复良好等特点，适用于桡骨远端不稳定性骨折。

桡骨骨折；骨折固定术，内；骨板；体层摄影术，X线计算机；图像处理，计算机辅助；计算机模拟；三维重建

桡骨远端骨折是指距桡骨远端关节面3 cm以内的骨折，临床较为常见［1］。该部位的不稳定性骨折常需手术治疗，对于骨科医师而言始终是一个挑战［2］。随着数字医学的不断发展，三维重建技术越来越多地应用于骨外科领域［3-4］。本研究对我科收治的桡骨远端不稳定性骨折患者开展基于三维重建技术的手术治疗，并与常规手术进行前瞻性对比研究，以期探讨数字骨科技术在此类手术中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

纳入标准：①经X线片、CT等影像学检查确诊为桡骨远端不稳定性骨折患者；②拟行掌侧内固定手术；③签署知情同意书；④愿意接受半年以上随访。排除标准：伴骨形成不良、先天畸形，或有陈旧性桡骨远端骨折病史。

将2011年1月至2013年10月我科收治、符合上述病例选择标准的35例桡骨远端不稳定性骨折按随机密封抽签、单盲原则分为研究组（19例）和对照组（16例）。两组患者年龄、性别、骨折AO分型［5］、侧别、受伤原因等一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性，见表1。

1.2 手术方法

两组患者均由同一医师主刀完成。

1.2.1 对照组根据影像学结果进行术前规划，行常规手术治疗。术中取掌侧入路，沿桡侧腕屈肌表面向近端切开，将桡神经牵向桡侧，正中神经牵向尺侧，在旋前方肌桡侧切断该肌，显露桡骨骨折端，纵向牵引下撬拨复位骨折块，克氏针临时固定，安放钢板，C型臂X线机透视确认满意后放置引流，缝合切口。术后常规患肢制动，早期行腕部功能训练。

1.2.2 研究组将患者的CT图像数据导入MIMICS 13.0软件，建立桡骨远端不稳定性骨折三维数字模型。利用MIMICS软件功能对骨折进行多角度旋转和测量，包括骨折块大小、数量、移位方向和距离、关节面塌陷部位和深度等；同时模拟手术复位，观察骨折块复位移动的距离和角度，明确置入内固定物长度、位置等参数，制定个体化的手术计划。手术方法和术后处理同对照组，但操作过程中需结合术前基于三维数字模型的模拟手术方案。

1.3 观察内容

记录两组患者手术时间、术中出血量、术中X线暴露次数和住院时间。术后6个月按Gartland 和Werley腕关节评分系统［6］进行功能评定：优0～2分、良3～8分、可9～20分、差≥21分；根据临床骨折愈合标准［7］判断骨折愈合时间。

1.4 统计学处理

应用SPSS 13.0统计软件进行分析，计量资料采用均数±标准差（±s）表示，两组比较采用两独立样本t检验；计数资料以例数表示，两组比较采用Fisher确切概率法。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

研究组手术时间、术中出血量、术中X线暴露次数、住院时间均少于对照组（P＜0.05）。所有患者获得6～12个月随访（平均9个月），骨折均达到解剖复位。术后6个月，研究组和对照组功能评分优良率分别为18/19和15/16，骨折愈合时间分别为（15.6±1.5）周和（16.9±1.8）周，两组比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表2。基于三维重建技术的典型病例见图1。

并发症发生情况：两组术后均未见明显腕关节功能障碍，无感染或需再次手术调整内固定的病例，两组各有1例患者出现正中神经牵拉轻度麻痹症状，经对症治疗后好转。

3 讨论

3.1 桡骨远端不稳定性骨折的术前规划

桡骨远端不稳定性骨折多为关节内骨折，常伴有关节面移位，骨折块游离、成角，桡骨短缩等。常规的石膏外固定治疗效果差，往往需要采取内固定或外固定手术治疗［8］。由于此类损伤涉及到关节面，故需充分考虑术后关节功能的恢复，对术者要求高［9］。既往桡骨远端不稳定性骨折常规的术前规划一般依赖于X线片和CT影像［10］，但实际手术操作中发现，术前影像学所见与术中所见并不完全一致，而桡骨远端骨折以老年骨质疏松患者多见，骨折远端松质骨经过撬拨后更加粉碎，骨质缺损进一步扩大，增加了复位及固定难度，因此术中可能需临时改变内固定物位置和长度，甚至可能要改变手术入路及内固定方式。这不仅提高了手术的困难程度、延长了手术时间，也增加了术者和患者的X线暴露风险以及术后并发症的发生几率。

表1 两组术前一般资料比较结果（例）

表2 两组术中及术后观察指标比较结果（±s）

注：*计数资料的比较采用Fisher确切概率法，无具体统计检验量

组别研究组对照组统计检验量P值例数19 16 --手术时间/min 64±16 91±14 t=—5.281 0.000术中出血/mL 72±22 97±33 t=—2.756 0.009术中X线暴露次数2.7±1.2 4.1±1.3 t=—3.204 0.003住院时间/d 7.1±2.3 10.2±2.1 t=—2.404 0.047功能评定/例优15 10 * 1.000 良35 差11骨折愈合时间/周15.6±1.5 16.9±1.8 t=—1.404 0.170

图1 左侧桡骨远端粉碎性骨折手术前后影像学图片（女，45岁，摔伤致左腕肿痛、畸形、活动受限入院，AO分型为B3型）1A，1B术前正侧位左腕X线片示左桡骨远端粉碎性骨折1C左腕术前三维重建示骨折主要累及桡骨远端掌侧，主要游离骨块有2个，移位较明显，关节面受损，遂选择掌侧锁定加压钢板（LCP）内固定1D虚拟手术复位骨块，并以掌侧LCP固定，确定理想的钢板放置位置及螺钉进钉点1E，1F掌侧LCP内固定术后3 d左腕正侧位X线片，示骨折复位，内固定位置良好

3.2 三维重建技术在术前规划中的应用价值

随着多排螺旋CT的发展，三维重建技术逐渐应用于骨科临床。通过MIMICS软件建立桡骨远端骨折三维重建数字模型，能够全面观察骨折的形态变化，清晰显示骨折部位，骨折块大小、数量、位置及毗邻关系，准确掌握关节内骨折特征、关节面损伤程度以及尺桡骨长度，对治疗方案的选择有重要的指导意义［11-13］；基于三维重建模型展开的模拟手术还有助于预先了解手术步骤，确立内固定置钉参数，设计最佳手术预案。陈刚等［14］报道，在桡骨远端骨折掌侧钢板放置手术中，计算机规划组与常规手术组相比，手术时间和术中放射次数显著减少（P＜0.05）；而章莹［15］等的研究结果显示，三维重建技术用于胫骨平台骨折不仅可以缩短手术时间，而且还可减少术中出血量。国外Dobbe等［16］根据三维虚拟重建手术所制定的术前方案，对严重粉碎性远端桡骨骨折进行个性化钢板精确空间定位和内固定手术，效果满意。

本研究结果证实，利用基于三维重建术前模拟手术制定的手术方案，可以在取得良好功能效果的同时，明显缩短手术时间和术中X线暴露次数，减少术中出血量。推测可能的原因是：①有助于正确理解患者骨折部位的解剖学和生物力学信息，保证手术过程的顺利进行；②通过建立术前三维重建模型和实施模拟手术，术者可明确手术入路和内固定方式，确定内固定位置、方向、长度等参数，实现个性化、精确化术前方案的制定；③模拟手术与实际操作吻合度较高，术者对手术操作过程了然于胸，因此节省了手术时间，减轻了手术损伤，术中出血量明显减少，同时也降低术中X线的照射次数，减轻患者术后愈合不良或延迟愈合的风险，住院时间也因此缩短。下一步将增大样本量，延长随访时间，并排除内固定物不同置入位置以及不同骨折分型等对试验结果可能造成的影响，以进一步明确三维重建技术在桡骨远端不稳定性骨折中的应用价值。

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The application of three-dimensional reconstruction in the treatment of unstable distal radius fracture

LAI Zhen，LIU Zhixiang，ZHANG Zhaofei，ZHU Zhenzong，CHANG Yiliang.Department of Orthopaedics，Huadu People's Hospital of Guangzhou City，Guangzhou，Guangdong 510800，China

Objective To explore the application value of three-dimensional（3D）reconstruction in the treatment of unstable distal radius fracture.Methods Thirty-five patients with unstable distal radius fracture who performed plate internal fixation via a volar approach were randomly divided into observation group（n=19）and control group（n=16）.Data of CT scanning in research group were imported into MIMICS 13.0 software，then 3D digital model of fracture were reconstructed，and the operation was performed after 3D parametersmeasurement and simulation surgery；Patients in control group performed conventional surgery.Operative time，intraoperative estimate blood loss andray exposure times，hospital stay，fracture healing time and wrist function 6 months after the operation（according to Gartland and Werley wrist scoring system）were evaluated and compared between two groups.Results The operative time，intraoperative estimate blood loss，ray exposure times and hospital stay in observation group were less than those in control group，the differences between two groups had statistical significance（P＜0.05）.All patients were followed up for 9 months（6-12 months）.Six months after the operation，the excellent and good rate of wrist function，as well as frature healing time in observation group and control group was 18/19 and 15/16，（15.6±1.5）weeks and（16.9±1.8）weeks respectively，there were no statistical differences between two groups（P＞0.05）.No obvious wrist dysfunction were found，also，there were no infection or reoperation due to internal fixator complications in two groups. Conclusions With 3D reconstruction technique，anatomic structure of fracture site of distal radius can be displayed clearly，and the surgical procedure simulation and preoperative planning can be carried out.For unstable distal radius fracture，plate internal fixation based on 3D reconstruction is suitable due to its less operative time，intraoperative estimate blood loss，ray exposure times and hospital stay，as well as good function rehabilitation.

Radius fractures；Fracture fixation，internal；Bone plates；Tomography，ray computed；Image processing，computer-assisted；Computer simulation；Three-dimensional reconstruction

R683.415，R319.1

A

1674-666X（2015）02-069-05

2015-01-05；

2015-02-10）

（本文编辑：白朝晖）

10.3969/j.issn.1674-666X.2015.02.001

广州市花都区医疗卫生科研项目（14-HDWS-006）

510800广州市花都区人民医院骨科

E-mail：laizhen911@163.com