踝关节骨折手术中3 D打印技术的应用

张锐

踝关节骨折手术中3 D打印技术的应用

张锐

目的 探讨踝关节骨折手术中采用3 D打印技术的应用价值。方法 选取我院接收的踝关节骨折患者20例，进行CT扫描，将数据用14.0软件进行三维重建，再将数据利用3 D打印技术进行实体模型制作，模拟内固定植人手术，参照模拟数据再行实际手术。结果 3 D实物模型打印立体感强，可多方位、多角度呈现踝关节骨折形态，明确钢板、螺钉植入位置、长度和角度。手术均顺利完成，钢板及螺钉植入情况与3 D模拟数据相吻合，效果满意。结论 踝关节骨折手术中应用3 D打印技术，模拟设计可为实际手术操作提供可靠依据。

踝关节；骨折手术；3 D打印技术

1　资料与方法

1.1一般资料

选取我院2014年1月～12月接收的踝关节骨折患者20例作为研究对象，男12例，女8例，年龄26～57岁，平均年龄（41.57±11.35）岁。所有患者均经薄层CT扫描等相关检查后确诊，根据踝骨骨折AO分型，属于A型骨折4例，B型骨折12例，C型骨折4例；左侧踝关节骨折8例，右侧踝关节骨折12例。

1.2方法

（1）采用美国GE公司生产的16深蓝版CT扫描仪进行扫描检查，检查数据利用比利时Materialise公司生产的三维重建14.0软件进行三维模型重建，导入设置格式为DICOM，操作结束后将三维重建图形利用美国MakweBot公司生产的Replicator 2型3 D打印机进行1∶1实物模型打印，将DICOM格式变化成STL格式进行3 D打印操作[2]。（2）3 D打印模型完成后，进行虚拟骨折内固定植入手术操作，根据骨折模型取钢板预弯，再根据模型骨折损伤类型选择进刀切口，在模型骨折部位画线，在其指引下将预计弯钢板植入骨折位进行固定，进行模拟进针，取克氏针进针代替螺钉植入，同时做好长度及角度的记录，根据3 D打印模型模拟固定植入操作方法设置具体手术治疗的方案，待患者损伤处消肿后进行实际手术治疗。（3）实际手术操作时患者取仰卧位式，给予麻醉和正常消毒后根据踝关节骨折AO类型取适宜进刀位置，一般对内踝关节骨折者取关节内侧或外侧进刀，对伴有后踝骨骨折者则在踝关节后内侧或后外侧进刀，适宜切口切开后，逐层将骨折部位找到并显露，植入预弯钢板固定，在C型臂X线机显示下观察钢板固定位置是否合理，确认后根据3 D模拟内固定植入螺钉设置的长度，按照模拟角度进行钢板固定。对骨折部位折块损伤较大，适当进行螺钉拉力固定；对出现骨质缺损的，则取北京鑫康辰医学科技发展有效公司生产的异体骨进行植骨操作；对出现关节面骨折的情况，复位手术操作时尽量保证原关节面能够达到解剖复位状态。内固定植入操作完成后，利用X线进行观察，满意后置入引流管引流，之后将切口缝合。

2　结果

2.1踝关节骨折3 D实物模型打印

3 D实物模型打印立体感较强，能够多方位、多角度清晰呈现踝关节骨折部位和形态，在虚拟内固定植入中可准确模拟钢板固定位置和尺寸、螺钉长度和角度，为实际手术操作提供可靠的数据参照依据。

2.2手术效果

20例患者手术均顺利完成，术后X线拍片复查钢板及螺钉固定较好，效果满意。其中钢板共植入36块，螺钉植入232枚，其长度与植入角度与3 D实物模型模拟植入的参照数据相符合。手术时间为（47.51±10.23）min，采用X线照射次数为（6.53±1.78）次。

3　讨论

踝关节骨折是骨科常见的一种损伤性疾病，主要临床表现为踝部疼痛、肿胀、发青伴有瘀血和活动障碍等。近年来踝关节骨折的发生率逐年呈上升趋势[3]，对患者的正常生活造成一定影响。由于踝关节骨折损伤程度不同，剖面结构复杂，增加了术中复位治疗的困难，并影响其术后恢复。临床对踝关节骨折传统的治疗方法是以二维技术图像为依据，利用铝板模型进行治疗，随着医疗科技的不断发展，数字化技术的不断应用，近年来3 D打印技术逐渐被临床应用。3 D打印技术是利用材料累加机理进行模型制作，运用模型进行模拟手术操作的一种先进科技。具有较强的立体感，能够清晰显现踝关节骨折的具体部位、损伤结构和程度，医生可利用3 D模型进行模拟手术操作，进行钢板预弯和螺钉植入操作，在此过程中明确钢板预弯位置、螺钉植入角度和长度，为实际手术操作提供可靠依据，可以有效减短手术时间，提高术中操作的精准度。本次研究结果显示，3 D打印技术用于踝关节骨折手术治疗，所有患者均手术成功，手术时间为（47.51±10.23）min，而术中钢板及螺钉应用长度等情况与3 D实物模型模拟植入时的数据相符合。

综上所述，踝关节骨折手术中应用3 D打印技术，具有操作精准、安全性高等特点，有效提高治疗效率。

[1]李新春，康麟，庞渊. 3 D打印技术在Pilon骨折手术治疗中的应用[J]. 新疆医科大学学报，2015，38（4）：471-473.

[2]姜雨晨，陈雁西. 3 D打印技术在足踝外科的应用价值[J]. 国际骨科学杂志，2015，36（1）：15-17.

[3]张志昌，郑稼，张新胜，等. 3 D打印技术在创伤骨科中的应用[J].河南医学研究，2014，23（3）：159-161.

The Application of 3 D Printing Technology in Ankle Fracture Surgery

ZHANG Rui, Emergency Department, Gongzhuling City Central Hospital, Gongzhuling 136100, China

Objective To explore the application value of 3 D printing technology in Ankle fracture surgery. Methods Selected 20 cases of patients with ankle fractures in our hospital, CT scan, the data with 14.0 software for 3 D reconstruction, then the data used 3 D printing technology entity model, simulated internal fixation of surgery, reference to simulate actual operation data. Results 3 D mock-up printing stereo sense is strong, ankle fracture pattern in all-round, multi-angle, clear plate and screw implant position, length and angle, operation successfully completed, steel plate and screw implant in conformity with the 3 D simulation data, the effect was satisfied. Conclusion Application of 3 D printing ankle fracture surgery, simulation design can provide reliable basis for the actual operation.

Ankle, Fracture surgery, 3 D printing

R683

A

1674-9308（2015）31-0145-02

10.3969/j.issn.1674-9308.2015.31.102

136100吉林省公主岭市中心医院急诊科

踝关节骨折是临床比较常见的一种疾病，踝关节属于负重关节，若不能有效进行复位手术治疗，可造成日后行走困难，关节畸形或残疾等[1]。因此临床对踝关节骨折的复位固定治疗要提高精准率，随医疗科技的不断发展，在三维成像技术应用基础上又扩展了数字化技术，3 D打印技术逐步被临床广泛应用，可利用实物模拟来明确钢板与螺钉的植入位置、角度和长度，为实际手术操作提供可靠依据，效果显著。选取20例踝关节骨折患者进行3 D打印技术应用，具体报告如下。