引用本文: 馬馳, 樸成哲. 3D打印個體化截骨導板輔助開放楔形脛骨高位截骨術的應用現狀. 中國修復重建外科雜志, 2023, 37(3): 360-364. doi: 10.7507/1002-1892.202212031 復制
隨著我國社會老齡化發展,膝關節骨關節炎的發病率逐年增加。膝關節特殊的解剖結構決定了關節內側間室承擔體質量的60%~70%[1]。因此,膝關節內側軟骨更易磨損導致膝內翻,內翻畸形使下肢力線移向內側間室,更加重了內側間室的負荷及軟骨磨損[2]。脛骨高位截骨術(high tibial osteotomy,HTO)作為目前治療膝關節內側間室骨關節炎的有效方法之一,主要原理是通過關節外截骨,將通過內側關節面的下肢力線轉移至脛骨平臺中點稍外側(通常為平臺中外62.5%的Fujisawa點[3]),以減輕內側間室壓力,為內側關節軟骨提供再生條件,改善軟骨功能,達到減輕疼痛、延緩膝關節骨關節炎進展、推遲甚至避免行人工全膝關節置換術的目的[4]。
HTO主要有開放楔形HTO(open-wedge HTO,OWHTO)、閉合楔形HTO、穹頂樣截骨和L形截骨等術式[5],目前以OWHTO應用最為廣泛。OWHTO主要涉及5個重要參數,包括截骨線位置、截骨方向、截骨深度、外側合頁位置及撐開角度,撐開角度會直接影響OWHTO的最終療效[6-8]。常規OWHTO術中常應用C臂X線機及金屬桿反復觀察、調整下肢力線,增加了手術時間及感染風險,且下肢力線的測量易受肢體旋轉、股骨頭及踝關節中心點定位不準確、下肢非負重位等因素影響[9],導致矯正不足或矯正過度,影響手術效果。利用3D打印技術可根據患者關節解剖模型進行術前規劃,并制作個體化截骨導板(patient-specific cutting guides,PSCG),于術中輔助截骨及矯正,實現精準化、個體化治療[10]。本文就3D打印PSCG在OWHTO中的應用及術后療效進行綜述,旨在為臨床醫生提供新的PSCG設計思路。
1 3D打印技術的原理及步驟
3D打印是一種基于“加法制造”原理,以三維圖像為基礎,將金屬、塑料等材料通過分層加工、逐層堆疊,實現數字模型轉換為實體3D模型的數字化成型技術[11]。從成像數據生成3D對象的過程通常遵循以下步驟[12]:① 獲取:通過CT、MRI、超聲等獲取目標部位的影像學數據,以DICOM格式保存,并導入相應管理軟件(如Mimics軟件)中。② 處理:在Mimics軟件中設定組織閾值,使低密度的軟組織與高密度的骨組織分離,這一步稱為“閾值分割”,并從分割的數據中提取表面,即生成表面網格,最終以STL格式輸出保存。③ 打印:將數據傳輸到3D打印機,打印生產出3D實物。
2 不同類型PSCG在OWHTO術中的應用
2.1 定位截骨部位
作為OWHTO手術第一步,截骨線的準確定位十分重要,任何微小偏差均可能影響截骨方向、深度等參數,甚至發生嚴重的局部并發癥,例如外側合頁骨折[4,13]等。截骨線通常位于內側脛骨平臺下方3~4 cm,截骨方向指向腓骨頭上方,外側合頁在外側脛骨平臺下1~1.5 cm、距脛骨外側骨皮質1~1.5 cm[6,14-17],截骨深度即為截骨平面至外側合頁的距離。這些參數在術前3D規劃軟件中可以輕松確定,但是如何將術前規劃在手術中精準復現是導板設計的主要挑戰[7,18]。目前最常用方法是根據截骨平面周圍的骨皮質表面進行設計,術中使導板完全貼合骨面引導截骨,但這樣需要較大的切口及廣泛軟組織剝離才能暴露足夠骨面[19],且導板安放易受周圍軟組織的影響。
北京積水潭醫院黃野教授團隊研究了脛骨近端3D重建模型,發現在半膜肌肌腱止點的遠端、脛骨平臺下后內側有一恒定出現的骨性凸起,并將其命名為“H”點[20]。進一步對26例尸體解剖觀察均發現“H”點的存在,并且與截骨線有相對恒定的關系。他們認為該點可以作為定位截骨導板新的解剖標記,即術中顯露脛骨內側面后,不需過多剝離周圍軟組織就能使截骨導板快速安放于準確的位置[20-21]。他們用這種導板完成了多例手術,切口長度均在8 cm左右[20,22-23]。
有些學者利用肢體遠端的骨性標志定位截骨線,以期減小手術切口及軟組織剝離。Miao等[18]設計的導板包括遠端內外踝固定器、近端定位器和連接兩者的可模擬下肢力線的連桿,手術切口長度只有5 cm;雖然減少了切口周圍軟組織損傷,但與近端標記相比,其定位準確度有所降低。該研究得到的實際截骨線與預計截骨線之間的距離在冠狀面為2.09 mm(0.8~3.44 mm),在矢狀面為1.58 mm(0.7~2.85 mm)。
Jud等[24]設計出帶有穩定鉤的導板,在計算機上使用三維模型模擬導板引導下的OWHTO,同時模擬導板在一定程度旋轉、平移等偏移條件下對下肢力線矯正的影響,并和無穩定鉤的導板比較。結果發現帶有穩定鉤的導板在可能的自由度范圍內的錯位放置,不會對冠狀面角度矯正產生明顯影響。我們認為該研究的局限性在于:① 未評估矢狀面上的角度變化,而術中矢狀面的脛骨后傾角最易受到影響,進而導致手術失敗[25-26];② 所得結果只適用于該文中帶有穩定鉤的導板,對其他設計類型的導板是否適用有待進一步研究;③ 該結果依靠3D模型得出,與實際手術中的軟組織剝離等操作有差距,存在一定誤差。
2.2 確定撐開角度
2.2.1 預鉆孔法
根據術前設計,在PSCG上預留出鎖定鋼板所需全部螺釘孔,術中在脛骨上預先鉆出釘道,再行截骨,達到預定深度后用骨刀逐漸撐開,直到預鉆釘道完全與鎖定鋼板的釘孔完全對齊,表明已達到所需撐開角度。
Victor等[27]運用該方法完成了14例包含脛骨和股骨的單、雙甚至三平面混合截骨,結果顯示冠狀面和矢狀面截骨角度的計劃值和實際值間的平均差值分別為0°(?1°~1°,標準差0.72°)和0.3°(?0.9°~3°,標準差1.14°);在1例接受三平面截骨的患者中,術后CT示計劃截骨角度和術后實際角度之間的差異在冠狀面和矢狀面為?1°,且有1° 的外旋誤差。這是運用3D打印截骨導板輔助膝關節周圍截骨的首次報道。Predescu等[28]回顧分析了運用此法完成OWHTO的25例患者臨床資料,結果顯示術后平均髖-膝-踝角(hip-knee-ankle angle,HKA)和脛骨近端內側角(medial proximal tibial angle,MPTA)分別為182.2°(180.1°~184.7°)、92.8°(90.6°~93°),與術前平均167°、82.5° 相比明顯提高,差異有統計學意義;所有患者在冠狀面與矢狀面的角度值與計劃值偏差均在2° 以內;術中平均止血帶使用時間為40 min、平均透視次數為10次,明顯小于常規截骨術。Munier等[10]運用預鉆孔法完成10例OWHTO,結果顯示術后平均HKA、脛骨平臺后傾角(posterior tibial slope,PTS)和MPTA分別為182.3°、6.6° 和94.3°,術前設計與術后HKA、脛骨坡度分別相差0.98° 及0.96°;僅有1例患者在矢狀面上的角度值和計劃值差異超過2°,其余患者均在2° 以內。Chaouche等[29]在一項單中心觀察性前瞻性隊列研究中納入運用預鉆孔法完成OWHTO的100例患者,分析結果顯示HKA、MPTA、脛骨近端后傾角的術前預期值和實際值之間平均差值差異無統計學意義;末次隨訪時膝關節功能性指標,如膝關節損傷和骨關節炎結局評分(KOOS)以及加州大學洛杉磯分校(UCLA)活動等級評分等,均較術前明顯提高,患者回歸工作及運動的時間分別為(2.7±2.1)、(5.4±4.3)個月,骨愈合時間為(4.6±2.1)個月,術后2年患肢功能恢復令人滿意。
然而,Van Genechten等[8]認為此方法存在缺陷:截骨導板需要占據較大空間,術中放置時可能受到腘繩肌、內側副韌帶等軟組織的干擾,導致導板錯位,影響手術效果;并且因為預鉆了釘道,所以術中只能使用一種特定鋼板,且該鋼板只能在一個位置固定,如果術中因軟組織等問題需要調整時,留給術者的調整空間則很有限[20]。
我們認為在截骨導板上設計全部釘道必然會導致導板體積增大,進而影響術中放置。可設計截骨線上、下各1個釘道,這樣既成功復現了矯正角度(或者輔以其他方法對矯正角度進行雙重驗證),又可減少導板與軟組織的相互影響。
2.2.2 楔形填充塊法
在3D規劃軟件中重建下肢3D圖像,并按照規劃的截骨平面、截骨方向、外側合頁位置模擬截骨,然后以目標角度撐開截骨間隙,利用截骨間隙和截骨線所在平面的脛骨后、內側緣設計楔形填充塊,并用3D打印技術打印出來。術中將楔形填充塊放入截骨間隙,使其輪廓和脛骨骨面相吻合,即達到術前規劃撐開角度。
J?rgens等[14]根據每例患者的脛骨近端形態設計出含有特定曲率的填充塊,可使填充塊放置到最佳位置。術后與術前3D規劃的MPTA差值為(0.57±0.27)°,內、外側坡度差值分別為(0.98±0.53)° 和(1.26±0.79)°,且都在可接受范圍內。Pérez-Ma?anes等[7]在一項單中心病例對照研究中對比分析了填充塊組(8例)和常規組(20例)患者,雖然兩組在矯正精準度方面無明顯差異,但填充塊組的止血帶應用時間和術中透視次數均明顯少于常規組。
國內一些學者運用此方法也取得了良好效果。劉國彬等[20]在填充塊上設計了深度限制器,可避免填充塊放置位置的深淺影響手術效果,并和常規手術進行比較,發現3D打印組MPTA絕對矯形誤差在1° 以內的患者占比超過85%,而常規組只有60%;PTS絕對誤差在1° 以內者為57.1%、2° 以內者為92.9%,常規組分別為20%和50%;且手術時間、撐開矯形時間及透視次數均明顯小于常規組。
另外,楔形填充塊法的優勢還在于可以一直維持撐開角度直到截骨部位牢固固定,可減少鋼板固定過程對撐開角度的影響[30]。
2.2.3 角度引導連桿法
PSCG的近端和遠端各有1個套管,截骨完成后將角度引導連桿插入近端套管,逐漸撐開內側截骨間隙,當連桿剛好可以順利通過遠端套管時表示撐開角度達到術前規劃值。
趙大鵬等[31]回顧分析了39例OWHTO患者,包含運用此法的3D打印組19例和常規組20例。結果顯示兩組術后脛股角(femorotibial angle,FTA)、MPTA、美國特種外科醫院(HSS)評分、膝關節疼痛視覺模擬評分(VAS)等較術前有明顯改善,3D打印組手術時間及術中透視次數均明顯少于常規組,差異均有統計學意義;術后脛骨后傾角較術前輕度減少,差異無統計學意義。李小兵等[32]對運用此法完成OWHTO的62例患者(3D打印組)和行常規OWHTO的58例患者(常規組)進行回顧性對比分析,所有患者均獲12~32個月隨訪,結果顯示3D打印組出血量、透視次數、手術時間、住院時間、下地行走時間及完全負重時間均明顯小(短)于常規組;末次隨訪時,3D打印組在VAS評分、HSS評分、膝關節活動度、FTA、MPTA、截骨愈合時間等方面均明顯優于常規組。張利勇等[33]應用同樣方法完成3D打印PSCG輔助截骨,結果顯示術后MPTA、下肢負重力線比率(weight bearing line,WBL)、PTS、關節線交角及撐開角度與術前規劃之間的差異無統計學意義,一致性良好,且術前與術后各項指標的組內相關系數均>0.75(P<0.01),有良好的可重復性;所有患者均獲隨訪,隨訪時間(15.87±10.36)個月,術后1年相關參數無明顯變化,力線穩定,預后良好。Mao等[4]對18例運用此法完成OWHTO(3D打印組)和19例常規OWHTO(常規組)的患者進行了前瞻性比較研究,結果顯示3D打印組對FTA、MPTA的矯正顯著優于常規組,且與術前矯正目標相比,3D打印組的矯正誤差明顯小于常規組;另外,3D打印組的術中透視次數和截骨時間明顯少于常規組。Yang等[6]對10例患者實施了3D打印PSCG輔助OWHTO手術,術中運用角度引導桿確認矯正角度,結果顯示所有患者的WBL與術前計劃值精度誤差率為4.9%,術后PTS與術前相比變化最大為0.6°、最小為0.2°,精度誤差率為4.1%,效果滿意。
3 總結與展望
OWHTO作為目前保膝治療的重要方法之一,臨床療效顯著。得益于3D打印技術的不斷成熟及廣泛應用,OWHTO的精準度及成功率大大提高。目前,微創作為外科手術的發展方向,3D打印PSCG在精準確定撐開角度的同時,也需注意減小對周圍軟組織的破壞。上述PSCG均要求術中松解甚至切開鵝足及內側副韌帶淺層,但高發維等[16]設計的“分體式”PSCG,可以在不損傷鵝足等重要軟組織的情況下實現導板與骨面可靠貼合,更符合微創手術發展趨勢,且手術效果與國內外相關研究相當。相信隨著3D打印技術與骨科的深度融合及PSCG設計的不斷創新,未來3D打印PSCG輔助OWHTO會更加精準化及微創化。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突
作者貢獻聲明 馬馳:資料收集、文章構思及撰寫;樸成哲:對文章的知識性內容作批評性審閱,并提出修改意見
隨著我國社會老齡化發展,膝關節骨關節炎的發病率逐年增加。膝關節特殊的解剖結構決定了關節內側間室承擔體質量的60%~70%[1]。因此,膝關節內側軟骨更易磨損導致膝內翻,內翻畸形使下肢力線移向內側間室,更加重了內側間室的負荷及軟骨磨損[2]。脛骨高位截骨術(high tibial osteotomy,HTO)作為目前治療膝關節內側間室骨關節炎的有效方法之一,主要原理是通過關節外截骨,將通過內側關節面的下肢力線轉移至脛骨平臺中點稍外側(通常為平臺中外62.5%的Fujisawa點[3]),以減輕內側間室壓力,為內側關節軟骨提供再生條件,改善軟骨功能,達到減輕疼痛、延緩膝關節骨關節炎進展、推遲甚至避免行人工全膝關節置換術的目的[4]。
HTO主要有開放楔形HTO(open-wedge HTO,OWHTO)、閉合楔形HTO、穹頂樣截骨和L形截骨等術式[5],目前以OWHTO應用最為廣泛。OWHTO主要涉及5個重要參數,包括截骨線位置、截骨方向、截骨深度、外側合頁位置及撐開角度,撐開角度會直接影響OWHTO的最終療效[6-8]。常規OWHTO術中常應用C臂X線機及金屬桿反復觀察、調整下肢力線,增加了手術時間及感染風險,且下肢力線的測量易受肢體旋轉、股骨頭及踝關節中心點定位不準確、下肢非負重位等因素影響[9],導致矯正不足或矯正過度,影響手術效果。利用3D打印技術可根據患者關節解剖模型進行術前規劃,并制作個體化截骨導板(patient-specific cutting guides,PSCG),于術中輔助截骨及矯正,實現精準化、個體化治療[10]。本文就3D打印PSCG在OWHTO中的應用及術后療效進行綜述,旨在為臨床醫生提供新的PSCG設計思路。
1 3D打印技術的原理及步驟
3D打印是一種基于“加法制造”原理,以三維圖像為基礎,將金屬、塑料等材料通過分層加工、逐層堆疊,實現數字模型轉換為實體3D模型的數字化成型技術[11]。從成像數據生成3D對象的過程通常遵循以下步驟[12]:① 獲取:通過CT、MRI、超聲等獲取目標部位的影像學數據,以DICOM格式保存,并導入相應管理軟件(如Mimics軟件)中。② 處理:在Mimics軟件中設定組織閾值,使低密度的軟組織與高密度的骨組織分離,這一步稱為“閾值分割”,并從分割的數據中提取表面,即生成表面網格,最終以STL格式輸出保存。③ 打印:將數據傳輸到3D打印機,打印生產出3D實物。
2 不同類型PSCG在OWHTO術中的應用
2.1 定位截骨部位
作為OWHTO手術第一步,截骨線的準確定位十分重要,任何微小偏差均可能影響截骨方向、深度等參數,甚至發生嚴重的局部并發癥,例如外側合頁骨折[4,13]等。截骨線通常位于內側脛骨平臺下方3~4 cm,截骨方向指向腓骨頭上方,外側合頁在外側脛骨平臺下1~1.5 cm、距脛骨外側骨皮質1~1.5 cm[6,14-17],截骨深度即為截骨平面至外側合頁的距離。這些參數在術前3D規劃軟件中可以輕松確定,但是如何將術前規劃在手術中精準復現是導板設計的主要挑戰[7,18]。目前最常用方法是根據截骨平面周圍的骨皮質表面進行設計,術中使導板完全貼合骨面引導截骨,但這樣需要較大的切口及廣泛軟組織剝離才能暴露足夠骨面[19],且導板安放易受周圍軟組織的影響。
北京積水潭醫院黃野教授團隊研究了脛骨近端3D重建模型,發現在半膜肌肌腱止點的遠端、脛骨平臺下后內側有一恒定出現的骨性凸起,并將其命名為“H”點[20]。進一步對26例尸體解剖觀察均發現“H”點的存在,并且與截骨線有相對恒定的關系。他們認為該點可以作為定位截骨導板新的解剖標記,即術中顯露脛骨內側面后,不需過多剝離周圍軟組織就能使截骨導板快速安放于準確的位置[20-21]。他們用這種導板完成了多例手術,切口長度均在8 cm左右[20,22-23]。
有些學者利用肢體遠端的骨性標志定位截骨線,以期減小手術切口及軟組織剝離。Miao等[18]設計的導板包括遠端內外踝固定器、近端定位器和連接兩者的可模擬下肢力線的連桿,手術切口長度只有5 cm;雖然減少了切口周圍軟組織損傷,但與近端標記相比,其定位準確度有所降低。該研究得到的實際截骨線與預計截骨線之間的距離在冠狀面為2.09 mm(0.8~3.44 mm),在矢狀面為1.58 mm(0.7~2.85 mm)。
Jud等[24]設計出帶有穩定鉤的導板,在計算機上使用三維模型模擬導板引導下的OWHTO,同時模擬導板在一定程度旋轉、平移等偏移條件下對下肢力線矯正的影響,并和無穩定鉤的導板比較。結果發現帶有穩定鉤的導板在可能的自由度范圍內的錯位放置,不會對冠狀面角度矯正產生明顯影響。我們認為該研究的局限性在于:① 未評估矢狀面上的角度變化,而術中矢狀面的脛骨后傾角最易受到影響,進而導致手術失敗[25-26];② 所得結果只適用于該文中帶有穩定鉤的導板,對其他設計類型的導板是否適用有待進一步研究;③ 該結果依靠3D模型得出,與實際手術中的軟組織剝離等操作有差距,存在一定誤差。
2.2 確定撐開角度
2.2.1 預鉆孔法
根據術前設計,在PSCG上預留出鎖定鋼板所需全部螺釘孔,術中在脛骨上預先鉆出釘道,再行截骨,達到預定深度后用骨刀逐漸撐開,直到預鉆釘道完全與鎖定鋼板的釘孔完全對齊,表明已達到所需撐開角度。
Victor等[27]運用該方法完成了14例包含脛骨和股骨的單、雙甚至三平面混合截骨,結果顯示冠狀面和矢狀面截骨角度的計劃值和實際值間的平均差值分別為0°(?1°~1°,標準差0.72°)和0.3°(?0.9°~3°,標準差1.14°);在1例接受三平面截骨的患者中,術后CT示計劃截骨角度和術后實際角度之間的差異在冠狀面和矢狀面為?1°,且有1° 的外旋誤差。這是運用3D打印截骨導板輔助膝關節周圍截骨的首次報道。Predescu等[28]回顧分析了運用此法完成OWHTO的25例患者臨床資料,結果顯示術后平均髖-膝-踝角(hip-knee-ankle angle,HKA)和脛骨近端內側角(medial proximal tibial angle,MPTA)分別為182.2°(180.1°~184.7°)、92.8°(90.6°~93°),與術前平均167°、82.5° 相比明顯提高,差異有統計學意義;所有患者在冠狀面與矢狀面的角度值與計劃值偏差均在2° 以內;術中平均止血帶使用時間為40 min、平均透視次數為10次,明顯小于常規截骨術。Munier等[10]運用預鉆孔法完成10例OWHTO,結果顯示術后平均HKA、脛骨平臺后傾角(posterior tibial slope,PTS)和MPTA分別為182.3°、6.6° 和94.3°,術前設計與術后HKA、脛骨坡度分別相差0.98° 及0.96°;僅有1例患者在矢狀面上的角度值和計劃值差異超過2°,其余患者均在2° 以內。Chaouche等[29]在一項單中心觀察性前瞻性隊列研究中納入運用預鉆孔法完成OWHTO的100例患者,分析結果顯示HKA、MPTA、脛骨近端后傾角的術前預期值和實際值之間平均差值差異無統計學意義;末次隨訪時膝關節功能性指標,如膝關節損傷和骨關節炎結局評分(KOOS)以及加州大學洛杉磯分校(UCLA)活動等級評分等,均較術前明顯提高,患者回歸工作及運動的時間分別為(2.7±2.1)、(5.4±4.3)個月,骨愈合時間為(4.6±2.1)個月,術后2年患肢功能恢復令人滿意。
然而,Van Genechten等[8]認為此方法存在缺陷:截骨導板需要占據較大空間,術中放置時可能受到腘繩肌、內側副韌帶等軟組織的干擾,導致導板錯位,影響手術效果;并且因為預鉆了釘道,所以術中只能使用一種特定鋼板,且該鋼板只能在一個位置固定,如果術中因軟組織等問題需要調整時,留給術者的調整空間則很有限[20]。
我們認為在截骨導板上設計全部釘道必然會導致導板體積增大,進而影響術中放置。可設計截骨線上、下各1個釘道,這樣既成功復現了矯正角度(或者輔以其他方法對矯正角度進行雙重驗證),又可減少導板與軟組織的相互影響。
2.2.2 楔形填充塊法
在3D規劃軟件中重建下肢3D圖像,并按照規劃的截骨平面、截骨方向、外側合頁位置模擬截骨,然后以目標角度撐開截骨間隙,利用截骨間隙和截骨線所在平面的脛骨后、內側緣設計楔形填充塊,并用3D打印技術打印出來。術中將楔形填充塊放入截骨間隙,使其輪廓和脛骨骨面相吻合,即達到術前規劃撐開角度。
J?rgens等[14]根據每例患者的脛骨近端形態設計出含有特定曲率的填充塊,可使填充塊放置到最佳位置。術后與術前3D規劃的MPTA差值為(0.57±0.27)°,內、外側坡度差值分別為(0.98±0.53)° 和(1.26±0.79)°,且都在可接受范圍內。Pérez-Ma?anes等[7]在一項單中心病例對照研究中對比分析了填充塊組(8例)和常規組(20例)患者,雖然兩組在矯正精準度方面無明顯差異,但填充塊組的止血帶應用時間和術中透視次數均明顯少于常規組。
國內一些學者運用此方法也取得了良好效果。劉國彬等[20]在填充塊上設計了深度限制器,可避免填充塊放置位置的深淺影響手術效果,并和常規手術進行比較,發現3D打印組MPTA絕對矯形誤差在1° 以內的患者占比超過85%,而常規組只有60%;PTS絕對誤差在1° 以內者為57.1%、2° 以內者為92.9%,常規組分別為20%和50%;且手術時間、撐開矯形時間及透視次數均明顯小于常規組。
另外,楔形填充塊法的優勢還在于可以一直維持撐開角度直到截骨部位牢固固定,可減少鋼板固定過程對撐開角度的影響[30]。
2.2.3 角度引導連桿法
PSCG的近端和遠端各有1個套管,截骨完成后將角度引導連桿插入近端套管,逐漸撐開內側截骨間隙,當連桿剛好可以順利通過遠端套管時表示撐開角度達到術前規劃值。
趙大鵬等[31]回顧分析了39例OWHTO患者,包含運用此法的3D打印組19例和常規組20例。結果顯示兩組術后脛股角(femorotibial angle,FTA)、MPTA、美國特種外科醫院(HSS)評分、膝關節疼痛視覺模擬評分(VAS)等較術前有明顯改善,3D打印組手術時間及術中透視次數均明顯少于常規組,差異均有統計學意義;術后脛骨后傾角較術前輕度減少,差異無統計學意義。李小兵等[32]對運用此法完成OWHTO的62例患者(3D打印組)和行常規OWHTO的58例患者(常規組)進行回顧性對比分析,所有患者均獲12~32個月隨訪,結果顯示3D打印組出血量、透視次數、手術時間、住院時間、下地行走時間及完全負重時間均明顯小(短)于常規組;末次隨訪時,3D打印組在VAS評分、HSS評分、膝關節活動度、FTA、MPTA、截骨愈合時間等方面均明顯優于常規組。張利勇等[33]應用同樣方法完成3D打印PSCG輔助截骨,結果顯示術后MPTA、下肢負重力線比率(weight bearing line,WBL)、PTS、關節線交角及撐開角度與術前規劃之間的差異無統計學意義,一致性良好,且術前與術后各項指標的組內相關系數均>0.75(P<0.01),有良好的可重復性;所有患者均獲隨訪,隨訪時間(15.87±10.36)個月,術后1年相關參數無明顯變化,力線穩定,預后良好。Mao等[4]對18例運用此法完成OWHTO(3D打印組)和19例常規OWHTO(常規組)的患者進行了前瞻性比較研究,結果顯示3D打印組對FTA、MPTA的矯正顯著優于常規組,且與術前矯正目標相比,3D打印組的矯正誤差明顯小于常規組;另外,3D打印組的術中透視次數和截骨時間明顯少于常規組。Yang等[6]對10例患者實施了3D打印PSCG輔助OWHTO手術,術中運用角度引導桿確認矯正角度,結果顯示所有患者的WBL與術前計劃值精度誤差率為4.9%,術后PTS與術前相比變化最大為0.6°、最小為0.2°,精度誤差率為4.1%,效果滿意。
3 總結與展望
OWHTO作為目前保膝治療的重要方法之一,臨床療效顯著。得益于3D打印技術的不斷成熟及廣泛應用,OWHTO的精準度及成功率大大提高。目前,微創作為外科手術的發展方向,3D打印PSCG在精準確定撐開角度的同時,也需注意減小對周圍軟組織的破壞。上述PSCG均要求術中松解甚至切開鵝足及內側副韌帶淺層,但高發維等[16]設計的“分體式”PSCG,可以在不損傷鵝足等重要軟組織的情況下實現導板與骨面可靠貼合,更符合微創手術發展趨勢,且手術效果與國內外相關研究相當。相信隨著3D打印技術與骨科的深度融合及PSCG設計的不斷創新,未來3D打印PSCG輔助OWHTO會更加精準化及微創化。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突
作者貢獻聲明 馬馳:資料收集、文章構思及撰寫;樸成哲:對文章的知識性內容作批評性審閱,并提出修改意見