谢卯 刘松相 熊磊 叶哲伟 刘国辉 刘小云 黄玮*

Dupuytren 骨折是特殊类型的踝关节骨折，属于旋前-外旋-外展复合损伤中的特殊类型，临床以内踝骨折或三角韧带断裂、腓骨中1/3 以下骨折、下胫腓韧带联合损伤、合并或不合并有后踝骨折为主要表现[1]。早期有效的手术治疗能有效恢复踝关节功能，获得良好的预后。对于Dupuytren 骨折目前主要的治疗方式有胫腓骨接骨板固定、下胫腓螺钉固定、Tight-rope 弹性固定等，不恰当的固定则具有较高的复位丢失率[2]。为避免复位和固定的丢失和失败，精准复位固定，合适的接骨板、下胫腓螺钉等内固定的选择和固定位置、方式至关重要[3]。Dupuytren 骨折受伤机制较为复杂，踝关节的空间解剖结构复杂，同时在不同个体间存在差异[4]，对于外科医师的技术提出了更高的挑战。随着3D 打印数字骨科技术的发展[5]，3D 打印模型用于踝关节骨折，已经取得了一定的应用[6]，但是通过3D 打印技术术前计算机规划设计内固定的选择，内固定的方式和位置，同时进行术前模拟手术操作和复位的报道不多。因此，为了更好对Dupuytren骨折进行有效的内固定选择和精准复位固定，减少失败率，降低手术难度，笔者采用3D 打印技术结合术前设计辅助治疗Dupuytren 骨折。本文旨在探讨3D 打印个体化术前信息规划及模型在Dupuytren 骨折治疗中的应用效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析比较分析2015 年1 月至2017 年12 月30 例Dupuytren 骨折患者的临床资料。纳入标准:年龄＞18 岁的患者;X 线、CT 诊断为Dupuytren 骨折患者。排除标准: 合并其他严重疾病不能耐受手术患者。根据治疗方式进行分组，其中15 例对照组，男8 例，女7 例，平均年龄37岁（18 ～65 岁）; 依据Dupuytren 骨折分型: Ⅰ型2 例，Ⅱ型9 例，Ⅲ型4 例。15 例患者使用3D 打印模型及术前规划辅助治疗，男9 例，女6 例，平均年龄40 岁（20 ～68 岁）;依据Dupuytren 骨折分型:Ⅰ型1 例，Ⅱ型11 例，Ⅲ型3 例。

1.2 术前规划和3D 模型打印

术前CT 扫描胫腓骨，数据以DICOM 格式保存，导入Mimics 19.0 三维重建软件处理，在计算机上进行三维重建，了解骨折三维空间分布情况，同时进行术前模拟复位。在骨折模拟复位后，电脑上在胫腓骨寻找设计最佳位置模拟置入相应钢板螺钉，并测量螺钉长度（见图1）。

将患者胫腓骨薄层CT 扫描数据经Mimics 19.0 软件（Materialise 公司，比利时）处理后，再以.STL 格式输入到3D 打印机打印胫腓骨模型（见图1H），打印材料为骨科专用PLA 耗材。

图1 A.急诊X 线示Dupuytren 骨折患者;B-F.急诊行清创后外固定架固定;G.在计算机上进行三维重建，了解骨折三维空间分布情况，同时进行术前模拟复位，在骨折模拟复位后，电脑上在胫腓骨寻找设计最佳位置模拟置入相应钢板螺钉，并测量螺钉长度;H.胫腓骨3D 打印模型

1.3 手术过程

对于开放性骨折患者，一期急诊行清创，外固定架术进行治疗。二期行内固定+外固定4 周治疗（见图1、图2），患者取仰卧位，位于可透视手术床，满意全麻后，常规手术野消毒铺巾。选择外踝后外侧切口，首先治疗腓骨骨折，术中分离腓浅神经，充分暴露腓骨（见图2），在3D 打印模型的参照下，按照术前电脑模拟复位方式对腓骨进行满意复位后，再使用术前电脑模拟测量的接骨板螺钉固定。之后取踝内侧弧形切口，仔细探查清理踝穴内侧结构、嵌入的碎骨片及软组织。内踝骨折采用4.0 mm 部分螺纹的松质骨螺钉固定。然后在胫距关节上方大约依据术前电脑规划处使用1 枚3.5 mm 的全螺纹皮质骨螺钉，在踝关节完全背伸位时进行下胫腓联合的固定，拧入的螺钉须从腓骨的后侧面向胫骨的前内侧面旋入，与冠状面成30°角固定下胫腓关节。一般穿透胫骨一侧皮质即可，亦可穿透对侧皮质。在透视确定钢板螺钉位置满意后，冲洗伤口，消毒缝合皮肤。

1.4 评价指标

术中记录患者手术时间、失血量，术中术后放射评估骨折复位，术后随访骨折愈合、并发症（血管神经损伤、伤口感染、骨折不愈合）。采用AOFAS 足踝功能评分评价术后踝关节功能: 优: 90 ～100 分; 良: 75 ～89 分; 可: 50 ～74分; 差: 50 分以下。

1.5 统计学方法

采用SPSS 19.0 统计学软件对数据进行分析。所有计量资料均用均数±标准差表示，比较采用 检验，＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

所有患者都获得了至少24 个月的随访，3D 打印组手术时间（73±3.155） min、失血量（105.3±6.681）mL 明显少于传统组（104±2.024）min、出血量（156.7±11.24）mL，＜0.05（见图3）。对照组下胫腓复位丢失率高于3D 打印组。两组复位质量、骨折愈合时间无明显差异。患者获得AOFAS 足踝功能评分无明显差异:3D 打印组优2 例，良13例，可0 例; 对照组优2 例，良12 例，可1 例。良好的踝关节运动功能见图4，详细结果见表1。

图3 A.3D 打印组手术时间明显少于对照组＜0.05;B.3D 打印组失血量明显少于对照组＜0.05

图4 A.术后半年患者获得了良好得踝关节运动功能;B.术后半年X 线示骨折完全愈合，钢板螺钉位置良好

表1 患者的一般资料比较

3 讨论

应用个性化3D 打印及计算机辅助术前设计技术治疗Dupuytren 骨折，具有以下优点:术前进行3D 模型打印，方便术前模拟操练，能更直观分辨骨折块的空间位置，模拟骨折复位，本典型病例中的后踝（walkman 骨块）进行3D打印后才得以良好的认知，采取无特殊固定的策略;术前应用计算机辅助设计进行模拟复位后再选择内固定材料，可以提供更加准确的信息，如接骨板的长短、下胫腓螺钉于腓骨接骨板的孔位设置及其合适方向、内踝螺钉长度选择，本例中腓骨多节段骨折，合适的接骨板长度及孔位的提前预知，可以大大节省术中操作时间;对于所有骨折块的内固定与否选择可以更加具有整体化观念，本例中术者就只选择固定内外踝和下胫腓联合，而不是所有骨块。本研究中传统手术组和3D 打印组的临床结果相似，但是3D 打印组在降低手术难度、缩短手术时间、减少出血量、改善临床预后等方面具有一定优势。

Dupuytren 骨折是法国外科医生Dupuytren 于1819 年首先描述[7]，踝关节特殊骨折中旋前-外旋-外展损伤，复合外力作用所致，受伤机制复杂[8]。同时踝关节的解剖结构较为复杂，如治疗不当易出现创伤性关节炎、活动功能障碍、关节僵硬等术后并发症，是骨科临床工作的难点。内踝或三角韧带、下胫腓联合和外踝（腓骨）在维持踝关节的稳定性上具有至关重要的作用，根据Neer 稳定环原则[5]，三者中固定其中两处即可以得到一个相对稳定的踝关节，是获得踝关节功能恢复的基础条件。其中，下胫腓联合损伤也会给治疗带来一定程度的困难，主要的标准固定方式为下胫腓螺钉，螺钉的松动、断裂、早期螺钉取出后的复位丢失问题也越来越受关注，但目前尚缺乏下胫腓联合固定的循证医学证据[3,9-11]，临床上可予以固定; 这样，外踝（腓骨）骨折块和内踝骨折块的内固定的复位的位置及精准方向就具有真正意义上的重要作用[12-16]。面对不同的个体，临床标准化的器械和方案治疗之下，如何进行内固定的选择，如何精准放置接骨板、下胫腓螺钉成了目前临床挑战。既往也有学者采用3D 打印或重建软件用于术前计划，但是既往的术前规划主要是用于角度的测量[17]。在本项研究中，3D 打印组的15 例患者采用计算机数字化软件设计对骨折进行重建复位，在精准模拟复位后，可以在三维图像空间中寻找内固定的个体化最佳位置，模拟置入虚拟外踝（腓骨）接骨板、下胫腓螺钉、内踝螺钉，并术前测量出螺钉的最佳位置、角度和长度，同时可以在3D 打印仿真模型上进行术前操作。本研究中3D 打印组与对照组比较，在骨折愈合时间、整体踝关节功能方面没有明显差异，分析原因可能是因为全部病例的内外踝均得到了有效固定，满足Neer 环原则，术后的踝关节基本是稳定的，故而踝关节功能差异不明显，但是3D 打印组术前的手术规划，提前的模拟、个性化的最佳方案以及提供了良好的三维空间认知使得3D打印组较对照组明显缩短了手术时间，减少了失血量，分析原因是在对照组病例中，多数病例手术时间超过下肢止血带使用时间（90 min），导致失血稍多于3D 打印组。在对照组有3 例患者出现了复位丢失，其中2 例由于螺钉松动，1 例出现下胫腓螺钉断裂，而在3D 打印组有更加优化的接骨板螺钉设计方案，术前提前电脑熟悉模拟手术过程，术中可以通过3D 打印模型作为参照、比对，辅助钢板螺钉植入的准确性，减少了内固定的失败率。因此，3D 打印数字化术前规划有助于辅助治疗Dupuytren 骨折。

总之，3D 打印个体化技术应用于Dupuytren 骨折提供了一个个性化精准复位固定方式，提高疗效，缩短手术时间，减少了内固定的失败率，将复杂的手术简单化。