引用本文: 吳敏, 官建中, 肖玉周, 王照東, 陳笑天, 趙志, 張寬寬, 朱軍. 3-D 打印技術輔助經皮撬撥空心釘內固定治療移位的跟骨關節內骨折. 中國修復重建外科雜志, 2017, 31(11): 1316-1321. doi: 10.7507/1002-1892.201705040 復制
經皮閉合撬撥復位空心螺釘內固定是臨床常用的微創治療 Sanders Ⅱ型及部分 Sanders Ⅲ型跟骨骨折方法,創傷小、愈合快、并發癥少[1-3]。但術者需充分領悟骨折的損傷機制和移位后的三維空間位置,才能夠較好地實現復位[4]。計算機輔助 3-D 打印技術能夠將跟骨數字化影像資料轉變成三維實體模型,還原了跟骨骨折后真實的解剖結構[5]。2015 年 3 月—2016 年 4 月,我們采用 3-D 打印技術輔助閉合撬撥復位螺釘內固定治療 SandersⅡ型及部分 Sanders Ⅲ型跟骨骨折 19 例(19 足),獲得較理想療效。報告如下。
1 臨床資料
1.1 一般資料
納入標準:成人單側 SandersⅡ、Ⅲ型跟骨骨折患者。排除標準:① 骨折時間>2 周;② 跟骨既往有手術史;③ 跟骨畸形;④ 全身性病理狀態(如系統性紅斑狼瘡)導致的嚴重骨質疏松患者。本組男 13 例,女 6 例;年齡 24~73 歲,平均 38.2 歲。左側 10 例,右側 9 例。致傷原因:跌落傷 17 例,交通事故傷 2 例。根據跟骨骨折 Sanders 分型:Ⅱ型 12 例,Ⅲ型 7 例;根據跟骨骨折 Essex-Lopresti 分型:舌型 13 例,關節壓縮型 6 例。閉合性骨折 16 例,傷后 48 h 內冰袋局部冷敷消腫;開放性骨折 3 例急診徹底清創后一期閉合傷口。受傷至手術時間 1~10 d,平均 4.7 d。
1.2 術前準備
常規攝跟骨側位、軸位 X 線片;行雙足 CT 掃描,獲得跟骨薄層(0.625 mm)三維重建圖像的 DICOM 格式數據,導入 Mimics10.01 軟件(Materialise 公司,比利時)生成跟骨三維虛擬模型;然后采用溶融沉積成型(fused deposition modeling,FDM)按 1∶1 比例打印,制造出患側及健側鏡像跟骨模型。觀察患側實體模型了解骨折塊的移位情況,并以健側跟骨鏡像實體模型的 B?hler 角、Gissane 角及跟骨長、寬、高等幾何參數和跟骨整體外形為參照,模擬撬撥復位斯氏針插入的角度、深度,選擇骨質較完整的部位擬作螺釘內固定位置。將患側及健側鏡像跟骨模型環氧乙烷消毒備用。
1.3 手術方法
采用椎管內麻醉(17 例)或靜吸復合麻醉(2 例),取健側臥位或仰臥位,手術在充氣止血帶下進行。C 臂 X 線機透視下,踝關節背伸,參照術前模擬撬撥斯氏針插入的角度、深度,將 2 枚直徑 3.5 mm 的斯氏針以跟骨結節上方為進針點,鉆入至跟骨后關節面翻轉移位或塌陷入跟骨體內的骨折塊中,對于 Sanders Ⅲ型及 Essex-Lopresti 關節壓縮型骨折,可按術前在 3-D 打印模型上設計的方案,再經跟骨外側壁輔助橫向插入 1~2 枚克氏針到次級骨折線下方。側位透視下將斯氏針向足底方向扳牽撬撥,逐步上抬翻轉塌陷的骨折塊以恢復跟骨高度、B?hler 角和后關節面平整。跟骨復位器橫向擠壓跟骨體兩側,糾正跟骨體寬度。軸位透視若跟骨仍內外翻,將 1 枚直徑 3.5 mm 克氏針橫穿跟骨體后下方或用大巾鉗軸向牽引矯正。滿意復位后,用 2~3 枚直徑 2.5 mm 克氏針臨時固定骨折。拔除撬撥的斯氏針,參照術前 3-D 打印模型擬放置內固定螺釘的位置和角度,在 C 臂 X 線機引導下打入 3~4 枚導針,測深并鉆孔后擰入直徑 4.5 mm 中空螺釘固定。
1.4 術后處理及隨訪指標
術后抬高患足,無需輔助外固定。術后第 1 天即行踝關節主動屈伸功能鍛煉,但嚴格要求患者不負重。術后 8~10 周攝 X 線片證實骨折愈合后再開始負重功能鍛練。
在 X 線片上測量術后即刻及末次隨訪時的 B?hler 角和 Gissane 角,并與術前比較。采用美國矯形足踝協會(AOFAS)踝與后足評分系統,對患足術后功能進行評定。
1.5 統計學方法
采用 SPSS19.0 統計軟件進行分析。數據以均數±標準差表示,手術前后各時間點間比較采用方差分析,兩兩比較采用 SNK 檢驗;檢驗水準α=0.05。
2 結果
本組患者手術時間 25~70 min,平均 45 min;術中出血量 10~40 mL,平均 14.5 mL。1 例術中發生導針斷裂,征得患者家屬同意后將斷裂導針留于患者跟骨內。術后患者切口均Ⅰ期愈合,無皮膚壞死、釘道感染、骨髓炎等并發癥發生。19 例均獲隨訪,隨訪時間 12~25 個月,平均 14.6 個月。X 線片示骨折均獲骨性愈合,愈合時間 8~14 周,平均 10.3 周。隨訪期間無螺釘退出、斷裂發生;除 1 例 Sanders Ⅱ型骨折患者術后 6 周跟骨高度部分丟失外,其余患者無復位丟失及骨折再移位,無創傷性關節炎發生。術后即刻及末次隨訪時的 B?hler 角和 Gissane 角均較術前顯著改善,差異有統計學意義(P<0.05);術后即刻與末次隨訪間比較差異無統計學意義(P>0.05)。見表 1。末次隨訪時 AOFAS 踝與后足評分為 76~100 分,平均 88.2 分,其中優 10 足、良 7 足、可 2 足,優良率 89.5%。見圖 1、2。




a. 術前側位 X 線片;b. 術前冠狀位 CT;c. 術前健側鏡像及患側 3-D 打印模型;d. 術前手術模擬;e、f. 術中 C 臂 X 線機透視;g. 術后即刻手術切口;h、i. 術后即刻 X 線片;j、k. 術后 12 周 X 線片;l. 術后 24 周患側跟骨 3-D 打印模型
Figure1. A 73-year-old female patient with left calcaneal fracture (Sanders type Ⅱ, Essex-Lopresti joint-depression type)a. Preoperative lateral X-ray film; b. Preoperative coronal CT scan; c. Preoperative 3-D printing model of contralateral mirror image and affected side; d. Preoperative surgical simulation; e, f. Intraoperative C-arm fluoroscopy; g. Surgical incision at immediate after operation; h, i. X-ray film at immediate after operation; j, k. X-ray films at 12 weeks after operation; l. 3-D printing model of affected calcaneus at 24 weeks after operation

a. 術前側位 X 線片;b. 術前冠狀位 CT;c. 術前健側鏡像及患側 3-D 打印模型;d. 術前手術模擬;e~g. 術中撬撥復位及 C 臂 X 線機透視;h. 術后即刻手術切口;i、j. 術后 24 周 X 線片;k. 術后 24 周冠狀位 CT;l. 術后 24 周足部大體外觀
Figure2. A 43-year-old male patient with left calcaneal fracture (Sanders type Ⅱ, Essex-Lopresti tongue type)a. Preoperative lateral X-ray film; b. Preoperative coronal CT scan; c. 3-D printing model of preoperative contralateral mirror image and affected side; d. Preoperative surgical simulation; e-g. Poking reduction and C-arm fluoroscopy during operation; h. Surgical incision at immediate after operation; i, j. X-ray films at 24 weeks after operation; k. Coronal CT scan at 24 weeks after operation; l. General appearance of foot at 24 weeks after operation
3 討論
跟骨骨折約占跗骨骨折的 60%,常發生在 30~50 歲青壯年工作人群,大多因高處墜落,足跟著地后遭受垂直暴力作用,致使跟骨劈裂或壓縮骨折所致,其中 65%~70% 骨折涉及跟距或跟骰關節[6]。對有移位的骨折,尤其是波及跟距關節面的跟骨骨折,需要手術治療[7]。手術目的在于復位跟距關節面,恢復 B?hler 角和 Gissane 角,恢復跟骨長、寬、高度,矯正內、外翻畸形,使患者能正常穿鞋、下床活動無痛和恢復傷前工作[8]。采用跟骨外側擴大 L 形切口開放復位鋼板內固定已成為經典方法[9],優點是骨折顯露充分,直視下能夠解剖或近似解剖復位跟距關節面并固定,達到滿意的手術效果;但因要剝離骨膜外軟組織及對皮瓣的牽拉,使外側壁皮膚血運受破壞,術后 9.84%~25% 患者發生皮緣壞死、切口裂開,甚至切口感染等并發癥,影響了手術療效[2, 10]。另外,對于骨折合并有周圍血管疾病、糖尿病或有長期吸煙、吸毒史患者,或骨折為開放性者,此手術方式亦增加了術后傷口發生并發癥的風險[11]。
為避免切開復位鋼板內固定術后并發癥,各種微創復位固定方法被應用,經皮閉合撬撥復位空心螺釘內固定是臨床常用的治療 Sanders Ⅱ型及部分 Sanders Ⅲ型跟骨骨折的微創方法之一,療效與切開復位鋼板內固定、閉合撬撥復位螺釘內固定技術并無任何優勢,但因不破壞皮膚軟組織血運,大大降低了術后傷口并發癥發生率;又因對局部皮膚軟組織條件無特別要求,因此等待手術時間短,從而減少了住院時間,減輕了患者經濟負擔,手術方式易被患者接受[2, 12]。
我們既往曾報道[4, 13-14]經皮撬撥復位空心釘內固定微創治療 Sanders Ⅱ型及Ⅲ型跟骨骨折,證實經皮撬撥能夠實現復位,尤其適用于 SandersⅡ型和舌型骨折;同時亦發現要在透視下完成撬撥復位,需要充分領悟損傷機制和骨折移位后的三維空間位置,特別針對 Sanders Ⅲ型及 Essex-Lopresti 關節壓縮型骨折,在切開復位尚不能滿意顯露骨折斷端的情況下,將斯氏針經皮準確插入到壓縮或翻轉在跟骨體內的中間部分骨折塊中進行撬撥,無疑具有一定的盲目性。盡管 CT 三維重建能夠顯示骨折后跟骨的立體形態和解剖結構,但礙于顯像模式限制,術者最多只能通過二維的計算機屏幕去查看,因此也降低了術中撬撥復位的精確度,進而影響治療效果。
計算機輔助 3-D 打印技術能夠將跟骨的數字化影像資料轉變成三維、立體、可觸的個性化解剖模型,使跟骨骨折后真實的解剖結構呈現在術者面前[5]。尤其對于 Sanders Ⅲ型及 Essex-Lopresti 關節壓縮型骨折,不僅可直視初始及繼發骨折線走向,還能夠立體直觀地觀察骨折塊的形狀、大小、塌陷程度及移位方向,這將大大有助于術者作出最精確、最真實的術前評估,彌補了傳統二維觀看模式的不足[15]。本組 1 例術前根據冠狀位 CT 掃描診斷為 Sanders Ⅱ型,但 3-D 打印模型清晰顯示后關節面為三部分移位骨折并有塌陷。本組 19 例均為單側跟骨骨折,我們采用計算機輔助鏡面成像技術對每例健側跟骨影像數據進行鏡像處理,3-D 打印出健側鏡像跟骨模型,等同于還原了患側跟骨骨折前的三維解剖結構,為復位提供了精確化、個性化的立體參照標準。
目前閉合撬撥復位方法通常根據 Essex-Lopresti 法,將 1~2 枚斯氏針在 C 臂 X 線機透視引導下,由跟骨后上緣跟腱附著點插入后關節面下翻轉或塌陷骨塊中進行撬撥。斯氏針插入角度、深度盡管有 C 臂 X 線機監視輔助,但仍要依據醫生豐富的手術經驗,存在一定的主觀性,特別是 Sanders Ⅲ型及 Essex-Lopresti 關節壓縮型骨折,術中可能需要側位及軸位反復多次透視調整,增加了手術時間及在 X 射線下的暴露[13]。而我們基于 3-D 打印模型,可模擬逼真的手術環境,以健側鏡像模型作參照,在患側模型上多角度、多方位設計并選擇撬撥斯氏針的最佳入針點、記錄斯氏針插入跟骨體翻轉或塌陷骨折塊的角度及深度。模擬撬撥操作,評估術中可能存在的風險,使手術方案更安全、精確、個體化。術中在 C 臂 X 線機透視下,我們對 19 例患者根據術前模擬手術設計的入針點、角度及深度進針撬撥,均能夠較好地復位骨折塊,即使是 Sanders Ⅲ型及 Essex-Lopresti 關節壓縮型骨折,同樣能夠實現后關節面平整及 B?hler 角恢復,明顯減少了術中 X 線透視次數及照射時間,簡化了手術步驟。但該手術的局限性是撬撥復位過程中不能直視關節面,C 臂 X 線機透視下觀察的后關節平整性與實際可能存在一定誤差[13]。但通過早期不負重活動距下關節,磨造關節面,可以恢復距下關節的匹配,在一定程度上彌補了復位誤差,從而仍能夠獲得優良的功能[4]。
跟骨骨質主要由松質骨構成,盡管撬撥可使翻轉或塌陷的后關節面骨折塊復位,但復位后易形成“空殼跟骨”,加上空心釘自身支撐力量有限,因此在跟骨的內、外側壁固定的螺釘要有可靠把持點,才能有效維持骨折復位后位置[16]。我們基于 3-D 模型指導植入螺釘的部位、方向和角度,在跟骨結節、載距突、后關節面下方及跟骨前方靠近跟骰關節處,選擇骨質較致密完整的部位作為內固定螺釘可靠支撐點,提高固定強度,防止骨折復位丟失。本組術后 1 例 Sanders Ⅱ型骨折因術后 4 周自行負重行走,術后 6 周發生復位部分丟失,術后 18 個月 AOFAS 踝與后足評分僅 73 分;其余患者未繼發關節面塌陷及骨折再移位,提示參照 3-D 打印模型植釘能較好地維持骨折復位后位置,對足踝早期不負重鍛煉能提供足夠穩定。
綜上述,3-D 打印技術輔助閉合撬撥空心螺釘內固定治療跟骨關節內骨折,術前模擬撬撥復位,減少了手術創傷,提高了復位質量及固定強度,使手術方案更安全、精確、個體化。但本組病例數較少,缺少大樣本數據分析研究;隨訪時間較短,遠期療效需要進一步觀察;且本組未與常規手術方法對照,證實是否能顯著縮短手術時間及提高臨床療效,亦有待臨床進一步比較研究。
經皮閉合撬撥復位空心螺釘內固定是臨床常用的微創治療 Sanders Ⅱ型及部分 Sanders Ⅲ型跟骨骨折方法,創傷小、愈合快、并發癥少[1-3]。但術者需充分領悟骨折的損傷機制和移位后的三維空間位置,才能夠較好地實現復位[4]。計算機輔助 3-D 打印技術能夠將跟骨數字化影像資料轉變成三維實體模型,還原了跟骨骨折后真實的解剖結構[5]。2015 年 3 月—2016 年 4 月,我們采用 3-D 打印技術輔助閉合撬撥復位螺釘內固定治療 SandersⅡ型及部分 Sanders Ⅲ型跟骨骨折 19 例(19 足),獲得較理想療效。報告如下。
1 臨床資料
1.1 一般資料
納入標準:成人單側 SandersⅡ、Ⅲ型跟骨骨折患者。排除標準:① 骨折時間>2 周;② 跟骨既往有手術史;③ 跟骨畸形;④ 全身性病理狀態(如系統性紅斑狼瘡)導致的嚴重骨質疏松患者。本組男 13 例,女 6 例;年齡 24~73 歲,平均 38.2 歲。左側 10 例,右側 9 例。致傷原因:跌落傷 17 例,交通事故傷 2 例。根據跟骨骨折 Sanders 分型:Ⅱ型 12 例,Ⅲ型 7 例;根據跟骨骨折 Essex-Lopresti 分型:舌型 13 例,關節壓縮型 6 例。閉合性骨折 16 例,傷后 48 h 內冰袋局部冷敷消腫;開放性骨折 3 例急診徹底清創后一期閉合傷口。受傷至手術時間 1~10 d,平均 4.7 d。
1.2 術前準備
常規攝跟骨側位、軸位 X 線片;行雙足 CT 掃描,獲得跟骨薄層(0.625 mm)三維重建圖像的 DICOM 格式數據,導入 Mimics10.01 軟件(Materialise 公司,比利時)生成跟骨三維虛擬模型;然后采用溶融沉積成型(fused deposition modeling,FDM)按 1∶1 比例打印,制造出患側及健側鏡像跟骨模型。觀察患側實體模型了解骨折塊的移位情況,并以健側跟骨鏡像實體模型的 B?hler 角、Gissane 角及跟骨長、寬、高等幾何參數和跟骨整體外形為參照,模擬撬撥復位斯氏針插入的角度、深度,選擇骨質較完整的部位擬作螺釘內固定位置。將患側及健側鏡像跟骨模型環氧乙烷消毒備用。
1.3 手術方法
采用椎管內麻醉(17 例)或靜吸復合麻醉(2 例),取健側臥位或仰臥位,手術在充氣止血帶下進行。C 臂 X 線機透視下,踝關節背伸,參照術前模擬撬撥斯氏針插入的角度、深度,將 2 枚直徑 3.5 mm 的斯氏針以跟骨結節上方為進針點,鉆入至跟骨后關節面翻轉移位或塌陷入跟骨體內的骨折塊中,對于 Sanders Ⅲ型及 Essex-Lopresti 關節壓縮型骨折,可按術前在 3-D 打印模型上設計的方案,再經跟骨外側壁輔助橫向插入 1~2 枚克氏針到次級骨折線下方。側位透視下將斯氏針向足底方向扳牽撬撥,逐步上抬翻轉塌陷的骨折塊以恢復跟骨高度、B?hler 角和后關節面平整。跟骨復位器橫向擠壓跟骨體兩側,糾正跟骨體寬度。軸位透視若跟骨仍內外翻,將 1 枚直徑 3.5 mm 克氏針橫穿跟骨體后下方或用大巾鉗軸向牽引矯正。滿意復位后,用 2~3 枚直徑 2.5 mm 克氏針臨時固定骨折。拔除撬撥的斯氏針,參照術前 3-D 打印模型擬放置內固定螺釘的位置和角度,在 C 臂 X 線機引導下打入 3~4 枚導針,測深并鉆孔后擰入直徑 4.5 mm 中空螺釘固定。
1.4 術后處理及隨訪指標
術后抬高患足,無需輔助外固定。術后第 1 天即行踝關節主動屈伸功能鍛煉,但嚴格要求患者不負重。術后 8~10 周攝 X 線片證實骨折愈合后再開始負重功能鍛練。
在 X 線片上測量術后即刻及末次隨訪時的 B?hler 角和 Gissane 角,并與術前比較。采用美國矯形足踝協會(AOFAS)踝與后足評分系統,對患足術后功能進行評定。
1.5 統計學方法
采用 SPSS19.0 統計軟件進行分析。數據以均數±標準差表示,手術前后各時間點間比較采用方差分析,兩兩比較采用 SNK 檢驗;檢驗水準α=0.05。
2 結果
本組患者手術時間 25~70 min,平均 45 min;術中出血量 10~40 mL,平均 14.5 mL。1 例術中發生導針斷裂,征得患者家屬同意后將斷裂導針留于患者跟骨內。術后患者切口均Ⅰ期愈合,無皮膚壞死、釘道感染、骨髓炎等并發癥發生。19 例均獲隨訪,隨訪時間 12~25 個月,平均 14.6 個月。X 線片示骨折均獲骨性愈合,愈合時間 8~14 周,平均 10.3 周。隨訪期間無螺釘退出、斷裂發生;除 1 例 Sanders Ⅱ型骨折患者術后 6 周跟骨高度部分丟失外,其余患者無復位丟失及骨折再移位,無創傷性關節炎發生。術后即刻及末次隨訪時的 B?hler 角和 Gissane 角均較術前顯著改善,差異有統計學意義(P<0.05);術后即刻與末次隨訪間比較差異無統計學意義(P>0.05)。見表 1。末次隨訪時 AOFAS 踝與后足評分為 76~100 分,平均 88.2 分,其中優 10 足、良 7 足、可 2 足,優良率 89.5%。見圖 1、2。




a. 術前側位 X 線片;b. 術前冠狀位 CT;c. 術前健側鏡像及患側 3-D 打印模型;d. 術前手術模擬;e、f. 術中 C 臂 X 線機透視;g. 術后即刻手術切口;h、i. 術后即刻 X 線片;j、k. 術后 12 周 X 線片;l. 術后 24 周患側跟骨 3-D 打印模型
Figure1. A 73-year-old female patient with left calcaneal fracture (Sanders type Ⅱ, Essex-Lopresti joint-depression type)a. Preoperative lateral X-ray film; b. Preoperative coronal CT scan; c. Preoperative 3-D printing model of contralateral mirror image and affected side; d. Preoperative surgical simulation; e, f. Intraoperative C-arm fluoroscopy; g. Surgical incision at immediate after operation; h, i. X-ray film at immediate after operation; j, k. X-ray films at 12 weeks after operation; l. 3-D printing model of affected calcaneus at 24 weeks after operation

a. 術前側位 X 線片;b. 術前冠狀位 CT;c. 術前健側鏡像及患側 3-D 打印模型;d. 術前手術模擬;e~g. 術中撬撥復位及 C 臂 X 線機透視;h. 術后即刻手術切口;i、j. 術后 24 周 X 線片;k. 術后 24 周冠狀位 CT;l. 術后 24 周足部大體外觀
Figure2. A 43-year-old male patient with left calcaneal fracture (Sanders type Ⅱ, Essex-Lopresti tongue type)a. Preoperative lateral X-ray film; b. Preoperative coronal CT scan; c. 3-D printing model of preoperative contralateral mirror image and affected side; d. Preoperative surgical simulation; e-g. Poking reduction and C-arm fluoroscopy during operation; h. Surgical incision at immediate after operation; i, j. X-ray films at 24 weeks after operation; k. Coronal CT scan at 24 weeks after operation; l. General appearance of foot at 24 weeks after operation
3 討論
跟骨骨折約占跗骨骨折的 60%,常發生在 30~50 歲青壯年工作人群,大多因高處墜落,足跟著地后遭受垂直暴力作用,致使跟骨劈裂或壓縮骨折所致,其中 65%~70% 骨折涉及跟距或跟骰關節[6]。對有移位的骨折,尤其是波及跟距關節面的跟骨骨折,需要手術治療[7]。手術目的在于復位跟距關節面,恢復 B?hler 角和 Gissane 角,恢復跟骨長、寬、高度,矯正內、外翻畸形,使患者能正常穿鞋、下床活動無痛和恢復傷前工作[8]。采用跟骨外側擴大 L 形切口開放復位鋼板內固定已成為經典方法[9],優點是骨折顯露充分,直視下能夠解剖或近似解剖復位跟距關節面并固定,達到滿意的手術效果;但因要剝離骨膜外軟組織及對皮瓣的牽拉,使外側壁皮膚血運受破壞,術后 9.84%~25% 患者發生皮緣壞死、切口裂開,甚至切口感染等并發癥,影響了手術療效[2, 10]。另外,對于骨折合并有周圍血管疾病、糖尿病或有長期吸煙、吸毒史患者,或骨折為開放性者,此手術方式亦增加了術后傷口發生并發癥的風險[11]。
為避免切開復位鋼板內固定術后并發癥,各種微創復位固定方法被應用,經皮閉合撬撥復位空心螺釘內固定是臨床常用的治療 Sanders Ⅱ型及部分 Sanders Ⅲ型跟骨骨折的微創方法之一,療效與切開復位鋼板內固定、閉合撬撥復位螺釘內固定技術并無任何優勢,但因不破壞皮膚軟組織血運,大大降低了術后傷口并發癥發生率;又因對局部皮膚軟組織條件無特別要求,因此等待手術時間短,從而減少了住院時間,減輕了患者經濟負擔,手術方式易被患者接受[2, 12]。
我們既往曾報道[4, 13-14]經皮撬撥復位空心釘內固定微創治療 Sanders Ⅱ型及Ⅲ型跟骨骨折,證實經皮撬撥能夠實現復位,尤其適用于 SandersⅡ型和舌型骨折;同時亦發現要在透視下完成撬撥復位,需要充分領悟損傷機制和骨折移位后的三維空間位置,特別針對 Sanders Ⅲ型及 Essex-Lopresti 關節壓縮型骨折,在切開復位尚不能滿意顯露骨折斷端的情況下,將斯氏針經皮準確插入到壓縮或翻轉在跟骨體內的中間部分骨折塊中進行撬撥,無疑具有一定的盲目性。盡管 CT 三維重建能夠顯示骨折后跟骨的立體形態和解剖結構,但礙于顯像模式限制,術者最多只能通過二維的計算機屏幕去查看,因此也降低了術中撬撥復位的精確度,進而影響治療效果。
計算機輔助 3-D 打印技術能夠將跟骨的數字化影像資料轉變成三維、立體、可觸的個性化解剖模型,使跟骨骨折后真實的解剖結構呈現在術者面前[5]。尤其對于 Sanders Ⅲ型及 Essex-Lopresti 關節壓縮型骨折,不僅可直視初始及繼發骨折線走向,還能夠立體直觀地觀察骨折塊的形狀、大小、塌陷程度及移位方向,這將大大有助于術者作出最精確、最真實的術前評估,彌補了傳統二維觀看模式的不足[15]。本組 1 例術前根據冠狀位 CT 掃描診斷為 Sanders Ⅱ型,但 3-D 打印模型清晰顯示后關節面為三部分移位骨折并有塌陷。本組 19 例均為單側跟骨骨折,我們采用計算機輔助鏡面成像技術對每例健側跟骨影像數據進行鏡像處理,3-D 打印出健側鏡像跟骨模型,等同于還原了患側跟骨骨折前的三維解剖結構,為復位提供了精確化、個性化的立體參照標準。
目前閉合撬撥復位方法通常根據 Essex-Lopresti 法,將 1~2 枚斯氏針在 C 臂 X 線機透視引導下,由跟骨后上緣跟腱附著點插入后關節面下翻轉或塌陷骨塊中進行撬撥。斯氏針插入角度、深度盡管有 C 臂 X 線機監視輔助,但仍要依據醫生豐富的手術經驗,存在一定的主觀性,特別是 Sanders Ⅲ型及 Essex-Lopresti 關節壓縮型骨折,術中可能需要側位及軸位反復多次透視調整,增加了手術時間及在 X 射線下的暴露[13]。而我們基于 3-D 打印模型,可模擬逼真的手術環境,以健側鏡像模型作參照,在患側模型上多角度、多方位設計并選擇撬撥斯氏針的最佳入針點、記錄斯氏針插入跟骨體翻轉或塌陷骨折塊的角度及深度。模擬撬撥操作,評估術中可能存在的風險,使手術方案更安全、精確、個體化。術中在 C 臂 X 線機透視下,我們對 19 例患者根據術前模擬手術設計的入針點、角度及深度進針撬撥,均能夠較好地復位骨折塊,即使是 Sanders Ⅲ型及 Essex-Lopresti 關節壓縮型骨折,同樣能夠實現后關節面平整及 B?hler 角恢復,明顯減少了術中 X 線透視次數及照射時間,簡化了手術步驟。但該手術的局限性是撬撥復位過程中不能直視關節面,C 臂 X 線機透視下觀察的后關節平整性與實際可能存在一定誤差[13]。但通過早期不負重活動距下關節,磨造關節面,可以恢復距下關節的匹配,在一定程度上彌補了復位誤差,從而仍能夠獲得優良的功能[4]。
跟骨骨質主要由松質骨構成,盡管撬撥可使翻轉或塌陷的后關節面骨折塊復位,但復位后易形成“空殼跟骨”,加上空心釘自身支撐力量有限,因此在跟骨的內、外側壁固定的螺釘要有可靠把持點,才能有效維持骨折復位后位置[16]。我們基于 3-D 模型指導植入螺釘的部位、方向和角度,在跟骨結節、載距突、后關節面下方及跟骨前方靠近跟骰關節處,選擇骨質較致密完整的部位作為內固定螺釘可靠支撐點,提高固定強度,防止骨折復位丟失。本組術后 1 例 Sanders Ⅱ型骨折因術后 4 周自行負重行走,術后 6 周發生復位部分丟失,術后 18 個月 AOFAS 踝與后足評分僅 73 分;其余患者未繼發關節面塌陷及骨折再移位,提示參照 3-D 打印模型植釘能較好地維持骨折復位后位置,對足踝早期不負重鍛煉能提供足夠穩定。
綜上述,3-D 打印技術輔助閉合撬撥空心螺釘內固定治療跟骨關節內骨折,術前模擬撬撥復位,減少了手術創傷,提高了復位質量及固定強度,使手術方案更安全、精確、個體化。但本組病例數較少,缺少大樣本數據分析研究;隨訪時間較短,遠期療效需要進一步觀察;且本組未與常規手術方法對照,證實是否能顯著縮短手術時間及提高臨床療效,亦有待臨床進一步比較研究。