引用本文： 吳家強, 徐文強, 劉朝宇, 范永飛, 馬秀林, 劉其鑫, 張建強, 王偉. 基于健側的計算機模擬截骨聯合導板技術治療青少年肘內翻畸形. 中國修復重建外科雜志, 2023, 37(10): 1214-1219. doi: 10.7507/1002-1892.202307060 復制
肘關節是青少年常見的肢體損傷部位，其損傷主要涵蓋肱骨髁周圍，如髁上骨折、外髁骨折、內髁骨折，其中以肱骨髁上骨折發生率最高[1-2]。肘內翻畸形是青少年肱骨髁上骨折最常見并發癥之一，骨折若一期處理欠佳，造成畸形愈合，隨患者生長發育會逐漸出現肘內翻畸形[3]。長期肘內翻畸形可能導致韌帶松弛和肘關節后外側旋轉不穩定[4-5]、遲發性尺神經麻痹[6]、肱三頭肌彈響[7]、進行性尺骨內翻[8]等，嚴重影響患者日常生活及身心健康。
青少年肱骨遠端骨骺再塑能力弱，既往肘內翻畸形主要通過肱骨髁上截骨矯正，恢復上肢正常提攜角、前傾角。手術方法有外側閉合楔形截骨、等腰三角形截骨、階梯式截骨、穹頂截骨等[9-12]。近年隨著三維技術的興起，許多學者意識到肘內翻畸形是一種三維畸形，包括冠狀面內翻畸形、矢狀面過伸畸形和水平面旋轉畸形[4，13-14]，能否在術中實現精準截骨是決定肘內翻矯形手術效果的重要因素。2019年6月開始，我科采用基于健側的計算機模擬截骨聯合導板技術治療青少年肘內翻畸形，現回顧分析患者臨床資料，探討該技術的可行性及早期臨床療效。報告如下。
1 臨床資料
1.1 一般資料
患者納入標準：① 年齡4～16歲；② 單側肱骨髁上骨折后繼發肘內翻畸形，對側肘關節正常；③ 無神經、肌肉、血管損傷后遺癥；④ 標準雙側肘關節X線片測量提攜角差異>15°；⑤ 骨折1年以上且已達骨性愈合；⑥ 患者及家長手術意愿強烈，并對采用的方法知情同意。排除標準：① 先天性發育畸形；② 合并代謝性骨病；③ 合并其他疾病不能耐受手術；④ 依從性差，隨訪不配合。2019年6月—2023年2月共23例患者符合選擇標準納入研究。
本組男17例，女6例；年齡4～16歲，平均8.5歲。左側14例，右側9例。骨折原因：摔傷19例，交通事故傷2例，高處墜落傷2例。受傷至手術時間1～4年，平均1.5年。以肱骨頭后傾角定義肱骨遠端旋轉角度，術前患側肱骨遠端旋轉（33.82±4.39）°。
1.2 治療方法
1.2.1 術前設計
術前攝肘關節正側位X線片，測量患者雙上肢提攜角（肘外翻角度為正值，肘內翻為負值）、前傾角（肱骨干軸線與肱骨髁軸線之間夾角）。使用低輻射劑量CT一次性對患者雙上肢行CT斷層掃描，測量肱骨遠端旋轉角度，將CT平掃獲得的影像學數據導入9yuan3D數字骨科系統（V3.34）軟件，重建完整雙上肢三維圖像（肱骨頭至下尺橈關節）。按照術前測量的提攜角、前傾角及肱骨遠端旋轉角度進行不對稱模擬截骨，再使用此軟件將健側肘關節三維圖像鏡像翻轉，直觀反映三維畸形。以等腰三角形截骨為基礎，調整遠端旋轉角度及判斷整體力線，必要時適當內移，在維持力線的同時解決外側髁突出問題。完成后將模型數據導入3D打印機，制備截骨導板。見圖1。
圖1
計算機設計截骨平面及截骨導板
a. 鏡像翻轉模擬患側傷前狀態，黃色為健側上肢，紅色為健側上肢鏡像；b、c. 截骨后冠狀面、矢狀面重疊比對及水平面遠端旋轉情況比對（紫色為健側上肢鏡像翻轉后圖像，灰色為患側上肢）；d. 截骨導板設計
Figure1. Computer design of osteotomy plane and osteotomy guide platea. Mirror image flip simulated the pre-injury state of the affected side, yellow was the healthy upper extremity, and red was the mirror image of the healthy upper extremity; b, c. Comparison of coronal and sagittal plane overlap and horizontal plane distal rotation after osteotomy (purple was the image of the healthy upper extremity after mirror inversion, gray was the image of the affected upper extremity); d. Designed the osteotomy guide plate
1.2.2 手術方法
患者于全身麻醉后取仰臥位，患肢外展，上臂綁扎止血帶。于右肱骨遠端外側作6～8 cm長縱切口，將導板置于肱骨外側最貼合處，置入導板遠、近端2枚定位針，遠端定位針與鷹嘴窩的距離與計算機規劃一致時，確定截骨導板錨定的位置，依次通過導板定位孔鉆入克氏針。根據術前設計調整內翻、后傾、旋轉及截骨遠端的力線偏移。使用擺鋸進行截骨，移除截骨塊，對合截骨面，以克氏針或鋼板固定。觀察肘關節外形及透視滿意后，逐層縫合切口，放置引流條，無菌敷料包扎，上肢石膏托功能位固定。
1.3 術后處理及療效評價指標
術后第2天拔除引流條，常規應用抗生素。術后定期隨訪，截骨端有連續性骨痂形成時去除石膏，行肘關節屈伸功能鍛煉；截骨端愈合后拔除克氏針。如應用鋼板，術后4～6個月截骨區骨性愈合后取出鋼板。末次隨訪時攝X線片測量患者雙上肢提攜角和前傾角，同時測量肘關節屈伸活動度及上肢外旋活動度，采用Mayo評分評價肘關節功能。
1.4 統計學方法
采用SPSS26.0統計軟件進行分析。計量資料經正態性檢驗，均符合正態分布，數據以均數±標準差表示，手術前后比較及健患側間比較均采用配對t檢驗；檢驗水準α=0.05。
2 結果
本組手術時間34～46 min，平均39 min。所有患者均獲隨訪，隨訪時間5～26個月，平均14.9個月。術后切口均Ⅰ期愈合；2例患者克氏針固定術后出現釘道刺激癥狀，經換藥后好轉；定期復查X線片均未發生內固定器械斷裂、松動等并發癥。術后4周截骨端有連續性骨痂形成，8～12周截骨端均愈合。末次隨訪時，患側提攜角、前傾角、上肢外旋活動度及肘關節伸直、屈曲活動度均較術前顯著改善，差異有統計學意義（P<0.05）；與健側比較除肘關節伸直活動度差異有統計學意義（P<0.05）外，其余指標健患側比較差異均無統計學意義（P>0.05）。末次隨訪時，Mayo肘關節評分為85～100分，平均99.3分；獲優22例、良1例，優良率100%。見表1及圖2。
表1
患者手術前后及健患側各指標比較（n=23，
，°）
Table1.
Comparison of various indicators of patients between before and after operation and between healthy and affected sides (n=23, 
, °)
圖2
患兒，男，8歲，左肘內翻畸形
a. 術前CT平掃測量兩側肱骨遠端旋轉差值為16.8°；b、c. 術前雙上肢側位（上為健側、下為患側）及正位（左為健側、右為患側）X線片；d. 術前肘關節屈伸及上肢外旋功能；e、f. 術中截骨導板定位，確定截骨平面；g～i. 截骨后及克氏針固定后術中C臂X線機透視；j. 術后4周正側位X線片示有連續骨痂形成；k. 術后5個月正側位X線片示截骨端愈合；l. 術后5個月肘關節屈伸及上肢外旋功能
Figure2. An 8-year-old boy with left cubitus varus deformitya. Preoperative CT scan was performed to measure the difference between bilateral distal rotation (16.8°); b, c. Preoperative X-ray films of both upper extremitys in lateral position (the superior was the healthy side and the inferior was the affected side) and anteroposterior position (the left was the healthy side and the right was the affected side); d. Flexion and extension of elbow joint and external rotation of upper extremity before operation; e, f. Intraoperative osteotomy guide plate positioning to determine the osteotomy plane; g-i. C-arm X-ray fluoroscopy after osteotomy and Kirschner wire fixation; j. Anteroposterior and lateral X-ray films at 4 weeks after operation showed continuous callus formation; k. Anteroposterior and lateral X-ray films at 5 months after operation showed the osteotomy end healed; l. Flexion and extension of elbow joint and external rotation of upper extremity at 5 months after operation
3 討論
青少年肱骨髁上骨折一期處理欠佳，如尺偏、后傾或合并旋轉未糾正，尺側骨骺損傷，導致骨骺生長不平衡等，都是造成肘內翻畸形的原因[14-15]。以往多數學者主張患者14歲以后再進行手術治療，但隨著創傷后時間延長，創傷后的骨化、瘢痕化使患者術后關節面變異并且無法完全糾正，導致手術療效不佳。目前研究表明，年齡不是手術禁忌，創傷1年后即可進行手術[14]。肘內翻截骨術式紛繁多樣，但尚未發現一種最安全或最有效的技術。Solfelt等[16]通過對40篇18歲以下青少年肘內翻行截骨手術的英文文獻統計分析，發現無論采用何種技術，14.5%患者都無法避免并發癥的發生。
肘內翻精準截骨設計是手術成功的前提，目前臨床上多以術前X線片、CT等獲取影像學參數，分析畸形特點，測算肘內翻畸形角度及范圍，評估畸形位置及截骨角度，以此確定矯形方案；矯形方案則從早期楔形截骨、等腰三角形技術，逐漸衍生出一系列截骨方案。與傳統截骨方法相比，本研究有以下優勢：① 通過計算機對患者術前影像學資料進行設計、無縫隙拼接，可直觀反映三維畸形，完整還原患側肢體傷前狀態，使用計算機重疊比對，精準且直觀。② 可同時綜合評估患側肘關節有無后傾、旋轉及力線偏移，維持整體上肢力線。③ 經過計算機驗證后設計截骨導板，模擬鋼板放置位置；如應用克氏針固定，可調整克氏針的空間分布。術中通過常規單一手術入路即可安置截骨導板，在導板輔助下行截骨手術，精確指導術中截骨操作，操作簡便，避免術中反復植釘，甚至發生醫源性骨折。④ 手術時間短、易操作，末次隨訪時患者雙上肢影像學及肘關節功能比較，除肘關節伸直活動度差異有統計學意義（P<0.05）外，其余指標比較差異均無統計學意義（P>0.05），早期臨床療效滿意。
此外，目前對于旋轉矯正尚存一些爭議，有學者[17-18]認為肩關節有很強的代償能力，旋轉畸形很容易通過肩關節旋轉得到補償，但這是否會對肩關節造成損傷尚不明確。
本研究尚存在許多不足：① 缺乏與傳統手術對照研究，且病例數相對較少，隨訪時間較短，需進一步納入病例及延長隨訪時間驗證研究結果；② 術前準備時間延長，成本略高；③ 需要培訓專門人員掌握相關軟件處理；④ 臨床研究過程中我們發現，在進行矢狀面及冠狀面截骨后對合遠近端截骨面，肱骨遠端水平面旋轉角度會發生變化，且旋轉角度的改變可能與前傾角有一定相關性，尚需進一步研究；⑤ 術后隨訪時為減少患者受輻射劑量，未再次CT檢查，末次隨訪時雙上肢旋轉功能比較僅依靠體表測量數據，存在一定誤差。
綜上述，基于健側的計算機模擬截骨聯合導板技術治療青少年肘內翻畸形，通過重建雙上肢三維圖像可使術者對畸形形態獲得更直觀、立體感受，術前精準設計及截骨導板的應用可縮短手術時間，減少術中透視次數。本研究為肘內翻畸形患者個性化手術方案提供重要依據，解決臨床經驗性截骨所致術中截骨范圍不足或者過大的問題，可重復性高，使用方法簡便易學，且影像學資料保存方便，利于網絡傳輸和遠程會診。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突；經費支持沒有影響文章觀點和對研究數據客觀結果的統計分析及其報道
倫理聲明 研究方案經蚌埠醫學院附屬阜陽醫院醫學倫理委員會批準（醫倫理審查［2021］5號），患者均知情同意
作者貢獻聲明 吳家強、徐文強：研究設計；王偉、劉朝宇：研究實施；范永飛：數據收集整理；馬秀林：統計分析；吳家強：文章撰寫；劉其鑫、張建強：對文章的知識性內容作批評性審閱
肘關節是青少年常見的肢體損傷部位，其損傷主要涵蓋肱骨髁周圍，如髁上骨折、外髁骨折、內髁骨折，其中以肱骨髁上骨折發生率最高[1-2]。肘內翻畸形是青少年肱骨髁上骨折最常見并發癥之一，骨折若一期處理欠佳，造成畸形愈合，隨患者生長發育會逐漸出現肘內翻畸形[3]。長期肘內翻畸形可能導致韌帶松弛和肘關節后外側旋轉不穩定[4-5]、遲發性尺神經麻痹[6]、肱三頭肌彈響[7]、進行性尺骨內翻[8]等，嚴重影響患者日常生活及身心健康。
青少年肱骨遠端骨骺再塑能力弱，既往肘內翻畸形主要通過肱骨髁上截骨矯正，恢復上肢正常提攜角、前傾角。手術方法有外側閉合楔形截骨、等腰三角形截骨、階梯式截骨、穹頂截骨等[9-12]。近年隨著三維技術的興起，許多學者意識到肘內翻畸形是一種三維畸形，包括冠狀面內翻畸形、矢狀面過伸畸形和水平面旋轉畸形[4，13-14]，能否在術中實現精準截骨是決定肘內翻矯形手術效果的重要因素。2019年6月開始，我科采用基于健側的計算機模擬截骨聯合導板技術治療青少年肘內翻畸形，現回顧分析患者臨床資料，探討該技術的可行性及早期臨床療效。報告如下。
1 臨床資料
1.1 一般資料
患者納入標準：① 年齡4～16歲；② 單側肱骨髁上骨折后繼發肘內翻畸形，對側肘關節正常；③ 無神經、肌肉、血管損傷后遺癥；④ 標準雙側肘關節X線片測量提攜角差異>15°；⑤ 骨折1年以上且已達骨性愈合；⑥ 患者及家長手術意愿強烈，并對采用的方法知情同意。排除標準：① 先天性發育畸形；② 合并代謝性骨病；③ 合并其他疾病不能耐受手術；④ 依從性差，隨訪不配合。2019年6月—2023年2月共23例患者符合選擇標準納入研究。
本組男17例，女6例；年齡4～16歲，平均8.5歲。左側14例，右側9例。骨折原因：摔傷19例，交通事故傷2例，高處墜落傷2例。受傷至手術時間1～4年，平均1.5年。以肱骨頭后傾角定義肱骨遠端旋轉角度，術前患側肱骨遠端旋轉（33.82±4.39）°。
1.2 治療方法
1.2.1 術前設計
術前攝肘關節正側位X線片，測量患者雙上肢提攜角（肘外翻角度為正值，肘內翻為負值）、前傾角（肱骨干軸線與肱骨髁軸線之間夾角）。使用低輻射劑量CT一次性對患者雙上肢行CT斷層掃描，測量肱骨遠端旋轉角度，將CT平掃獲得的影像學數據導入9yuan3D數字骨科系統（V3.34）軟件，重建完整雙上肢三維圖像（肱骨頭至下尺橈關節）。按照術前測量的提攜角、前傾角及肱骨遠端旋轉角度進行不對稱模擬截骨，再使用此軟件將健側肘關節三維圖像鏡像翻轉，直觀反映三維畸形。以等腰三角形截骨為基礎，調整遠端旋轉角度及判斷整體力線，必要時適當內移，在維持力線的同時解決外側髁突出問題。完成后將模型數據導入3D打印機，制備截骨導板。見圖1。
圖1
計算機設計截骨平面及截骨導板
a. 鏡像翻轉模擬患側傷前狀態，黃色為健側上肢，紅色為健側上肢鏡像；b、c. 截骨后冠狀面、矢狀面重疊比對及水平面遠端旋轉情況比對（紫色為健側上肢鏡像翻轉后圖像，灰色為患側上肢）；d. 截骨導板設計
Figure1. Computer design of osteotomy plane and osteotomy guide platea. Mirror image flip simulated the pre-injury state of the affected side, yellow was the healthy upper extremity, and red was the mirror image of the healthy upper extremity; b, c. Comparison of coronal and sagittal plane overlap and horizontal plane distal rotation after osteotomy (purple was the image of the healthy upper extremity after mirror inversion, gray was the image of the affected upper extremity); d. Designed the osteotomy guide plate
1.2.2 手術方法
患者于全身麻醉后取仰臥位，患肢外展，上臂綁扎止血帶。于右肱骨遠端外側作6～8 cm長縱切口，將導板置于肱骨外側最貼合處，置入導板遠、近端2枚定位針，遠端定位針與鷹嘴窩的距離與計算機規劃一致時，確定截骨導板錨定的位置，依次通過導板定位孔鉆入克氏針。根據術前設計調整內翻、后傾、旋轉及截骨遠端的力線偏移。使用擺鋸進行截骨，移除截骨塊，對合截骨面，以克氏針或鋼板固定。觀察肘關節外形及透視滿意后，逐層縫合切口，放置引流條，無菌敷料包扎，上肢石膏托功能位固定。
1.3 術后處理及療效評價指標
術后第2天拔除引流條，常規應用抗生素。術后定期隨訪，截骨端有連續性骨痂形成時去除石膏，行肘關節屈伸功能鍛煉；截骨端愈合后拔除克氏針。如應用鋼板，術后4～6個月截骨區骨性愈合后取出鋼板。末次隨訪時攝X線片測量患者雙上肢提攜角和前傾角，同時測量肘關節屈伸活動度及上肢外旋活動度，采用Mayo評分評價肘關節功能。
1.4 統計學方法
采用SPSS26.0統計軟件進行分析。計量資料經正態性檢驗，均符合正態分布，數據以均數±標準差表示，手術前后比較及健患側間比較均采用配對t檢驗；檢驗水準α=0.05。
2 結果
本組手術時間34～46 min，平均39 min。所有患者均獲隨訪，隨訪時間5～26個月，平均14.9個月。術后切口均Ⅰ期愈合；2例患者克氏針固定術后出現釘道刺激癥狀，經換藥后好轉；定期復查X線片均未發生內固定器械斷裂、松動等并發癥。術后4周截骨端有連續性骨痂形成，8～12周截骨端均愈合。末次隨訪時，患側提攜角、前傾角、上肢外旋活動度及肘關節伸直、屈曲活動度均較術前顯著改善，差異有統計學意義（P<0.05）；與健側比較除肘關節伸直活動度差異有統計學意義（P<0.05）外，其余指標健患側比較差異均無統計學意義（P>0.05）。末次隨訪時，Mayo肘關節評分為85～100分，平均99.3分；獲優22例、良1例，優良率100%。見表1及圖2。
表1
患者手術前后及健患側各指標比較（n=23，，°）
Table1.
Comparison of various indicators of patients between before and after operation and between healthy and affected sides (n=23, , °)
圖2
患兒，男，8歲，左肘內翻畸形
a. 術前CT平掃測量兩側肱骨遠端旋轉差值為16.8°；b、c. 術前雙上肢側位（上為健側、下為患側）及正位（左為健側、右為患側）X線片；d. 術前肘關節屈伸及上肢外旋功能；e、f. 術中截骨導板定位，確定截骨平面；g～i. 截骨后及克氏針固定后術中C臂X線機透視；j. 術后4周正側位X線片示有連續骨痂形成；k. 術后5個月正側位X線片示截骨端愈合；l. 術后5個月肘關節屈伸及上肢外旋功能
Figure2. An 8-year-old boy with left cubitus varus deformitya. Preoperative CT scan was performed to measure the difference between bilateral distal rotation (16.8°); b, c. Preoperative X-ray films of both upper extremitys in lateral position (the superior was the healthy side and the inferior was the affected side) and anteroposterior position (the left was the healthy side and the right was the affected side); d. Flexion and extension of elbow joint and external rotation of upper extremity before operation; e, f. Intraoperative osteotomy guide plate positioning to determine the osteotomy plane; g-i. C-arm X-ray fluoroscopy after osteotomy and Kirschner wire fixation; j. Anteroposterior and lateral X-ray films at 4 weeks after operation showed continuous callus formation; k. Anteroposterior and lateral X-ray films at 5 months after operation showed the osteotomy end healed; l. Flexion and extension of elbow joint and external rotation of upper extremity at 5 months after operation
3 討論
青少年肱骨髁上骨折一期處理欠佳，如尺偏、后傾或合并旋轉未糾正，尺側骨骺損傷，導致骨骺生長不平衡等，都是造成肘內翻畸形的原因[14-15]。以往多數學者主張患者14歲以后再進行手術治療，但隨著創傷后時間延長，創傷后的骨化、瘢痕化使患者術后關節面變異并且無法完全糾正，導致手術療效不佳。目前研究表明，年齡不是手術禁忌，創傷1年后即可進行手術[14]。肘內翻截骨術式紛繁多樣，但尚未發現一種最安全或最有效的技術。Solfelt等[16]通過對40篇18歲以下青少年肘內翻行截骨手術的英文文獻統計分析，發現無論采用何種技術，14.5%患者都無法避免并發癥的發生。
肘內翻精準截骨設計是手術成功的前提，目前臨床上多以術前X線片、CT等獲取影像學參數，分析畸形特點，測算肘內翻畸形角度及范圍，評估畸形位置及截骨角度，以此確定矯形方案；矯形方案則從早期楔形截骨、等腰三角形技術，逐漸衍生出一系列截骨方案。與傳統截骨方法相比，本研究有以下優勢：① 通過計算機對患者術前影像學資料進行設計、無縫隙拼接，可直觀反映三維畸形，完整還原患側肢體傷前狀態，使用計算機重疊比對，精準且直觀。② 可同時綜合評估患側肘關節有無后傾、旋轉及力線偏移，維持整體上肢力線。③ 經過計算機驗證后設計截骨導板，模擬鋼板放置位置；如應用克氏針固定，可調整克氏針的空間分布。術中通過常規單一手術入路即可安置截骨導板，在導板輔助下行截骨手術，精確指導術中截骨操作，操作簡便，避免術中反復植釘，甚至發生醫源性骨折。④ 手術時間短、易操作，末次隨訪時患者雙上肢影像學及肘關節功能比較，除肘關節伸直活動度差異有統計學意義（P<0.05）外，其余指標比較差異均無統計學意義（P>0.05），早期臨床療效滿意。
此外，目前對于旋轉矯正尚存一些爭議，有學者[17-18]認為肩關節有很強的代償能力，旋轉畸形很容易通過肩關節旋轉得到補償，但這是否會對肩關節造成損傷尚不明確。
本研究尚存在許多不足：① 缺乏與傳統手術對照研究，且病例數相對較少，隨訪時間較短，需進一步納入病例及延長隨訪時間驗證研究結果；② 術前準備時間延長，成本略高；③ 需要培訓專門人員掌握相關軟件處理；④ 臨床研究過程中我們發現，在進行矢狀面及冠狀面截骨后對合遠近端截骨面，肱骨遠端水平面旋轉角度會發生變化，且旋轉角度的改變可能與前傾角有一定相關性，尚需進一步研究；⑤ 術后隨訪時為減少患者受輻射劑量，未再次CT檢查，末次隨訪時雙上肢旋轉功能比較僅依靠體表測量數據，存在一定誤差。
綜上述，基于健側的計算機模擬截骨聯合導板技術治療青少年肘內翻畸形，通過重建雙上肢三維圖像可使術者對畸形形態獲得更直觀、立體感受，術前精準設計及截骨導板的應用可縮短手術時間，減少術中透視次數。本研究為肘內翻畸形患者個性化手術方案提供重要依據，解決臨床經驗性截骨所致術中截骨范圍不足或者過大的問題，可重復性高，使用方法簡便易學，且影像學資料保存方便，利于網絡傳輸和遠程會診。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突；經費支持沒有影響文章觀點和對研究數據客觀結果的統計分析及其報道
倫理聲明 研究方案經蚌埠醫學院附屬阜陽醫院醫學倫理委員會批準（醫倫理審查［2021］5號），患者均知情同意
作者貢獻聲明 吳家強、徐文強：研究設計；王偉、劉朝宇：研究實施；范永飛：數據收集整理；馬秀林：統計分析；吳家強：文章撰寫；劉其鑫、張建強：對文章的知識性內容作批評性審閱
