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3D打印技术在手术治疗C型Pilon骨折中的应用①

更新时间:2009-03-28

Pilon骨折为胫骨远端的关节内骨折,是主要累及踝关节上关节面和干骺端的骨折,不包括内、外踝骨折[1,2]。车祸和高处坠落时导致Pilon骨折的主要原因,因涉及踝关节面,伤后改变了患肢的力线及胫距关节面的高度故手术要求严格的解剖复位,恢复踝关节的功能成为手术的主要难点。目前医学影像技术得到飞速的发展,通过X线,CT、MRI可以获得多种高清的医学图像,3D打印技术的出现将这些平面图像变成了三维的立体实物呈现在我们的眼前。本次研究就是将就是将3D打印技术用于Pilon骨折的手术治疗中,探讨3D打印技术对C型Pilon骨折的临床疗效。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2015-01~2017-06佳木斯大学附属第一医院骨外科收治的Pilon骨折患者30例,所有患者均为闭合性骨折,排除开放性骨折及患有糖尿病的患者,入院后经踝关节X线正、侧位检查均符合C型Pilon骨折,入院后随机将其分为3D组及对照组,其中3D组12例,男9例,女3例,C1型1例,C2型4例,C3型7例。受伤到手术时间均在7~14d,平均(9.75±2.3)d。对照组共计18例,男16例,女2例。其中C1型2例,C2型6例,C3型10例。受伤到手术时间均在7~14d,平均(9. 5±1.6)d,组间资料对比无统计学意义(P>0.05)。

1.2 术前准备

1.2.1 一般准备

大同市在推广农业技术的过程中,不断强化农业技术推广体系的建设,落实对农业技术推广人才的培养,开发名、特、优农产品。如大同县绿豆、广灵东方亮小米、灵丘苦荞麦等,都是大同市农业技术推广后开发的特色产品。只有大力引进、推广新品种,因地制宜强化经济作物基地的建设,搞好区域规划,积极引进国外先进技术,全面发挥农业技术推广在农业经济中的纽带和促进作用,才能推动农业经济健康、持续发展。

采用偏心轮夹杆夯机夯填,夯填顺序同成孔顺序,夯填垂直直径30cm夯锤重量120kg,提升高度0.5m。填料时,分层回填夯实,压实度大于0.97。夯机就位后应保持平稳,夯锤正对桩孔,自由下落到孔底。按照取得施工参数进行控制,施工中成孔清底夯实、夯平,夯击次数为4击,夯填土分层夯实填筑,每次填料0.08m3,留好夯击记录用来控制参数和质量。

术前给予患肢抬高,石膏固定,完善入院常规检查,对患肢踝关节给予X线踝关节正侧位,踝关节CT骨三维重建检查。对并发张力性水泡患者给予水泡内液体抽出,表面碘伏消毒,无菌敷料包扎处置。

术后患肢继续石膏固定,抬高,给予接骨、止痛、改善血液循环治疗。静脉应用抗生素48h。术后定期切口消毒换药,术后2~3W拆除皮肤缝线。术后3W开始进行踝关节主动背伸练习,10W开始部分负重练习,术后6个月经X线检查根据骨折愈合情况进行完全负重练习。

对圆形基础区域采用人工凿毛处理,除去混凝土表面的水泥薄膜、松动的石子和软弱的混凝土层,并将其冲洗干净,不得积水。

两组患者均采用仰卧位,腰硬联合麻醉或者全麻,患肢大腿根部绑气囊止血带,3D组按照设计好的切口及骨块复位方法进行切开复位,用已塑性好的金属接骨板和设计好的螺钉固定方案进行固定。对照组均采用胫骨远端前内侧或外侧切口,充分暴露骨块,将骨块进行复位,选择合适的金属接骨板进行塑性固定。两组患者对骨缺损处均进行同种异体骨植入,对合并腓骨远端骨折的均先做腓骨外侧切口选择合适的金属接骨板进行内固定,再进行胫骨复位。胫骨远端前方切口与腓骨外侧切口距离均≥7cm,防止影响胫骨远端前方软组织的血运。术中均进行C型臂透视检查,对骨折位置不满意的给予适当调整,直至骨折复位满意。

1.2.2 模型制备

两组术后经过定期对手术切口换药未发生切口感染及坏死。经过将两组患者切口愈合时间进行菲比分析得出3D组切口愈合时间比对照组切口愈合时间短,经过统计学分析具有统计学意义(P<0.05)。见表1。

观察模型中骨折块的位置,设计手术切口位置,根据胫骨解剖结构设计骨块复位顺序,复位后选择长度和形状合适的金属接骨板进行塑性,设计好螺钉的位置,方向,长度。评估骨缺损量。

1.3 手术治疗

将3D组患者的CT数据以DICOM格式导入Mimics14.0三维图像处理软件中进行三维重建,获得骨折三维模型。将Mimics软件中重建的骨折三维模型以CAD的文件形式导入3D打印机中,用树脂为材料打印成骨折实体模型。

1.4 术后处理

A层:根据校园网资源库Learning situation 3 Applying for a job中提供的真实招聘广告,模拟表演;讨论求职相关话题:What’s your view on current situation of seeking jobs?

1.5 观察指标

记录患者手术时间,出血量(包括术中出血量+术后引流量),术中透视次数,术后6个月对患者进行随访,按照美国足踝外科协会(AOFAS)踝-后足功能评分系统对患者踝关节功能进行评估 [3]

1.6 统计学方法

采用SPSS22.0,计量资料满足正态分布,组间差异性比较采用独立样本t检验,计数资料组间差异性比较采用卡方分析,P<0.05差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 手术时间、出血量和术中透视次数对比

两组患者手术时间、出血量、术中透视次数,3D组手术时间记出血量明显小于对照组,经过统计分析具有统计学意义(P<0.05)。见表1。

2.2 软组织愈合时间对比

1.2.3 模拟手术

 

1 两组手术时间出血量透视次数软组织愈合时间比较

  

分组手术时间(min)出血量(mL)透视次数(次)软组织愈合时间(d)3D组(12例)87.83±20.28157.67±18.781.92±1.0015.58±2.27对照组(18例)111.83±16.84203.89±35.663.33±1.0319.22±3.25t值-3.5260.1720.820-3.363P值0.0010.0000.0010.002

2.3 术后6个月踝关节功能评分对比

对患者患侧踝关节按照美国足踝外科协会(AOFAS)踝-后足功能评分系统对患者踝关节功能进行评估,(满分为100分,总分为≥85分为优,75~85分为良,60~75分为可,总分<60分差,总分≥75分为功能优良。)3D组优良率为91.67%,对照组优良率为61.11%,3D组明显高于对照组,经统计学分析(P<0.05),具有统计学意义。见表2。

Pilon骨折是四肢骨折中较严重的一种,因该骨折都是有高能量创伤造成的,并且胫骨远端为松质骨,故骨质丢失及踝关节面破损极其严重。在手术治疗过程中踝关节面几乎很难修复平整所以术后踝关节功能恢复较差。又因高能量的创伤导致踝关节周围软组织损伤也较重,常伴有皮肤及软组织的水肿、张力性水泡的产生,血运影响严重的可导致皮肤及软组织的缺血坏死,所以过早的手术会增加软组织感染不愈合的风险。目前大多数均采用伤后7~14d待软组织水肿减轻,张力性水泡消失,皮肤表面出现褶皱后进行手术治疗。手术的主要目的是恢复胫骨远端踝关节面的平整,对胫骨远端骨缺损处充分植骨和坚强内固定来恢复肢体长度,使术后踝关节可早期活动减少关节僵硬及创伤性关节炎的发生。

 

2 术后6个月患侧踝关节功能评分比较

  

分组优良可差总有效率(%)3D组(12例)8301(91.67)对照组(18例)4742(61.11)χ2值9.148P值0.027

3 讨论

关于社区教育与非物质文化遗产传承与创新的政策性文件和报告为数不少,但内容不够细化,可操作性不强,政策的执行力度还不够到位,由此影响了各级政府投入社区教育传承与创新非物质文化遗产的人力、财力,不能满足现实的需求。各级专门机构和组织人员构建状况不太均衡,致使政策实施之后的实际效能大打折扣,在很大程度上限制了社区教育传承与创新非物质文化遗产活动的社会影响力和宣传度。

因Pilon骨折的特殊性手术给临床医生带来较大的困难,需术前对骨折情况有充分的了解才能够有效的减少术后并发症的发生。但常规的X线、CT及三维重建都是平面图像部分结构都被重叠的骨块所遮挡,还是不能够充分评估损伤情况。现在3D打印技术为手术提供了方便,3D打印技术是一种快速制造技术,其原理是“分层制造,逐层叠加”,即通过3D打印机分层制造,形成二维结构的物质平面,再根据需要精确的堆积材料逐层叠加,最终得到产品的三维结构。[4]

目前Pilon骨折多在伤后7~14d进行手术治疗,这样为我们获得3D模型赢来了充分的时间。本研究中3D组通过观察模型得到各个骨块位置,在模型上进行模拟手术将骨折块进行复位,再将金属接骨板进行塑性,固定,使其能够把所有的骨块进行有力固定。同时再根据骨块及胫骨远端的局部解剖结构设计切口位置,形状及大小。最后根据模拟手术方案实施手术。对照组按照常规手术方法,需剥离更过的软组织来寻找、暴露骨块,因为对骨块位置没有充分的了解,所以骨块的复位也没有3D组理想,并且增加了手术难度及手术时间。因为手术时间的减少及手术切口位置的正确选择也减少了术中牵拉对软组织的损伤,术后患者切口的愈合时间3D组也小于对照组。两组手术方法均需要术中透视来了解骨折复位情况,而术中X线会对患者及医护人员带来伤害,故本研究将术中透视次数纳入研究范围,结果表明利用3D打印技术可以减少术中透视次数。

在互联网金融产业的迅猛发展的浪潮下,各大商业银行大力发展互联网产品业务,以拓展用户群体保持市场竞争力。在互联网开放共享的环境中,吸引了优质客户的同时,还存在以实施欺诈、薅羊毛为目的的恶意分子。据《雷霆行动网络黑色产业链年度报告》[1]统计,目前从事网络黑产的人数至少达到了200 万人,市值规模高达千亿级别。在黑色产业链中,关键一环就是对互联网金融系统和业务进行恶意探测,寻找可进行欺诈的方法,直接获取经济利益。

通过本研究可以看出3D打印技术为临床医师手术带来更充分的准备,为患者带来更好的治疗效果。但3D打印技术自身也有不足,目前模型的制作时间还比较长,不同的打印机和材料对模型治疗影响很大,费用也略高。因此,该技术普遍应用于临床还有些困难。

综上所诉,3D打印技术制作的模型能够将骨折情况更直观、更真实、更立体的反应出来。利用模型模拟手术制作个体化治疗方案能够有效的减少手术时间、出血量及术中透视次数,且对术后踝关节的功能恢复也有明显的效果。虽然该技术还有不足,但随着科技的发展相信3D打印技术能给临川带来更大的帮助。

参考文献

[1]鲁迪,巴克利,莫兰.骨折治疗原则AO原则[M].第2版.上海:上海科学技术出版社,2010

[2]胥少汀,葛宝丰,徐印坎.实用骨科[M].第4版.北京:人民军医出版社,2015

[3]Michael Murphy, Simon Journeaux, Trevor Russell.High-flexion total knee arthroplasty: a systematic review[J].Int Orthop,2009,33(4):887-893

[4] Rengier F,Mehndiratta A,von Tengg-Kobligk H,et al. 3D print-ing based on imaging data: review of medical appl ications [J].Int J Comput Assist Radiol Surg,2010,5(4):335-341

 
刘春阳,唐华羽
《黑龙江医药科学》 2018年第02期
《黑龙江医药科学》2018年第02期文献

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