【摘要】：[目的]觀察3D打印截骨導航模板輔助全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后早期臨床療效及膝關(guān)節(jié)運動學分析。[方法]選取2016年1月至2017年6月于昆明醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院確診為膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎并行全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)(Total Knee Arthroplasty,TKA)共60例患者作為研究對象,其中男性23例,女性37例,平均年齡(65.76±6.32)歲,體重指數(shù)(Body Mass Index,BMI)平均為:(24.48±0.76)。隨機分為3D打印組和傳統(tǒng)TKA組,每組30膝,其中3D打印組行3D打印截骨導板輔助全膝關(guān)節(jié)置換術(shù),行傳統(tǒng)全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)為傳統(tǒng)TKA組。對兩組患者進行為期6個月的臨床隨訪(HSS、KSS評分)、膝關(guān)節(jié)形態(tài)學測量(髖膝踝角、脛骨平臺內(nèi)翻角、脛骨平臺后傾角)、運用Opt-Knee膝關(guān)節(jié)三位運動分析系統(tǒng)采集膝關(guān)節(jié)運動學數(shù)據(jù),對比分析兩組術(shù)后早期療效、膝關(guān)節(jié)形態(tài)學,最后與30例正常成人膝關(guān)節(jié)運動學數(shù)據(jù)進行對比分析。[結(jié)果]3D打印組與傳統(tǒng)TKA組的年齡、體重指數(shù)相比無統(tǒng)計學意義(P≥0.05),具有可比性。兩組患者術(shù)后均得到較好的早期療效,3D打印組手術(shù)時間較傳統(tǒng)TKA組短(P0.05);3D打印組術(shù)后1天、術(shù)后3天血紅蛋白值均較傳統(tǒng)TKA組高(P0.05);3D打印組術(shù)后切口引流量較傳統(tǒng)TKA組少(P0.05)。3D打印組及傳統(tǒng)TKA組術(shù)前和術(shù)后6月HSS、KSS(臨床評分)評分以及術(shù)前KSS(功能評分)無統(tǒng)計學意義(P≥0.05);3D打印組術(shù)后6月KSS功能評分較傳統(tǒng)TKA組高,差異有統(tǒng)計學意義(P0.05)。傳統(tǒng)TKA組術(shù)后脛骨平臺內(nèi)翻角與國人標準相比無差異(P≥0.05),但髖膝踝角小于國人標準(P0.05),脛骨平臺后傾角大于國人標準(P0.05)。3D打印組術(shù)后髖膝踝角大于傳統(tǒng)TKA組,并與國人標準更為接近(P0.05),同時,3D打印組脛骨平臺后傾角小于傳統(tǒng)TKA組,并與國人標準更為接近(P0.05)。術(shù)前3D打印組與傳統(tǒng)TKA組的膝關(guān)節(jié)內(nèi)外翻角、內(nèi)外旋角、前后位移、上下位移的活動范圍均大于正常成人(P0.05)。術(shù)后3D打印組與正常成人的內(nèi)外翻角無差異(P≥0.05),而傳統(tǒng)TKA組大于正常成人(P0.05);3D打印組與正常成人在屈伸角無差異(P≥0.05),而傳統(tǒng)TKA組小于正常成人(P0.05);3D打印組與傳統(tǒng)TKA組的膝關(guān)節(jié)上下位移、內(nèi)外位移均小于正常成人(P0.05)。[結(jié)論]3D打印截骨導板輔助全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)及傳統(tǒng)全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后早期均獲得較好的臨床效果,但前者膝關(guān)節(jié)形態(tài)學、膝關(guān)節(jié)運動情況得到了更好的改善。第一部分3D打印截骨導板輔助與傳統(tǒng)全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后早期臨床療效對比分析[目的]對比分析3D打印截骨導板輔助全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)與傳統(tǒng)全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后的早期臨床療效。[方法]收集2016年1月至2017年6月于昆明醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院確診為膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎并行全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)(Total Knee Arthroplasty,TKA)共60例患者作為研究對象,隨機選取30例作為3D打印組,男12例,女18例;平均年齡為(66.42±5.89)歲;BMI 平均為:(24.32±0.95)。另 30 例作為傳統(tǒng) TKA 組,男11例,女19例;平均年齡為(65.91±6.27)歲;BMI平均為:(24.64±0.87)。分別記錄3D打印組及傳統(tǒng)TKA組手術(shù)時間;術(shù)前、術(shù)后1天及術(shù)后3天血紅蛋白值;術(shù)后切口引流量;術(shù)前及術(shù)后6月患側(cè)膝關(guān)節(jié)HSS評分、KSS評分。[結(jié)果]3D打印組與傳統(tǒng)TKA組的年齡、體重指數(shù)相比無統(tǒng)計學意義(P≥0.05)。3D打印組手術(shù)時間較傳統(tǒng)TKA組短(P0.05);3D打印組術(shù)后1天、術(shù)后3天血紅蛋白值均較傳統(tǒng)TKA組高(P0.05);3D打印組術(shù)后切口引流量較傳統(tǒng)TKA組少(P0.05)。3D打印組及傳統(tǒng)TKA組術(shù)前和術(shù)后6月HSS、KSS(臨床評分)評分以及術(shù)前KSS(功能評分)無統(tǒng)計學意義(P≥0.05);3D打印組術(shù)后6月KSS功能評分較傳統(tǒng)TKA組高,差異有統(tǒng)計學意義(P0.05)。[結(jié)論]3D打印截骨導板輔助全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)與傳統(tǒng)全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)相比具有手術(shù)時間短、術(shù)后出血少、術(shù)后換膝功能恢復良好的優(yōu)點,具有良好的應(yīng)用前景。第二部分3D打印截骨導板輔助與傳統(tǒng)全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后膝關(guān)節(jié)三維數(shù)字化測量對比分析[目的]對3D打印截骨導板輔助與傳統(tǒng)TKA術(shù)前及術(shù)后雙下肢三維數(shù)字模型進行相關(guān)測量并對患側(cè)膝關(guān)節(jié)相關(guān)形態(tài)學進行對比分析。[方法]選取2016年1月至2017年6月于昆明醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院確診為膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎并行全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)(Total Knee Arthroplasty,TKA)共60例患者作為研究對象,其中男性23例,女性37例,平均年齡(65.76±6.32)歲,BMI平均為:(24.48±0.76),隨機分為3D打印組及傳統(tǒng)TKA組,每組各30膝,分別行3D打印截骨導板輔助全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)及傳統(tǒng)全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)。收集患者的術(shù)前、術(shù)后雙下肢二維CT全長位片數(shù)據(jù);運用Mimics17.0軟件將術(shù)前及術(shù)后患肢CT DICOM數(shù)據(jù)逆向三維重建。將患者術(shù)中所用相對應(yīng)型號的全套膝關(guān)節(jié)假體通過三維激光掃描逆向重建,并在Mimics17.0軟件中運用點對點配準技術(shù)將假體三維模型裝配到術(shù)后患側(cè)膝關(guān)節(jié)三維模型上;三維重建后通過軟件自帶測量工具對兩組模型測量髖-膝-踝角、脛骨平臺內(nèi)翻角、脛骨平臺后傾角,并將測量結(jié)果進行對比分析,同時與正常國人標準值進行對比分析。[結(jié)果]3D打印組及傳統(tǒng)TKA組組內(nèi)術(shù)前、術(shù)后髖膝踝角、脛骨平臺內(nèi)翻角及脛骨平臺后傾角測量數(shù)值相比差異有統(tǒng)計學意義(P0.05)。3D打印組術(shù)后髖膝踝角、脛骨平臺內(nèi)翻角及脛骨平臺后傾角與國人標準無差異(P≥0.05)。傳統(tǒng)TKA組術(shù)后脛骨平臺內(nèi)翻角與國人標準相比無差異(P≥0.05),但髖膝踝角小于國人標準(P0.05),脛骨平臺后傾角大于國人標準(P0.05)。3D打印組與傳統(tǒng)TKA組術(shù)后脛骨平臺內(nèi)翻角相比無差異(P≥0.05),但3D打印組術(shù)后髖膝踝角大于傳統(tǒng)TKA組,,并與國人標準更為接近,差異有統(tǒng)計學意義(P0.05),同時,3D打印組脛骨平臺后傾角小于傳統(tǒng)TKA組,并與國人標準更為接近,差異有統(tǒng)計學意義(P0.05)[結(jié)論]與傳統(tǒng)全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)相比,3D打印截骨導板輔助全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)可獲得更令人滿意的下肢力線,更接近正常成人,為患者術(shù)后快速康復以及減少術(shù)后翻修率奠定良好的基礎(chǔ)。第三部分3D打印截骨導板輔助與傳統(tǒng)全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后膝關(guān)節(jié)運動學對比分析[目的]對比分析3D打印截骨導板輔助全膝關(guān)節(jié)置換與傳統(tǒng)全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)前及術(shù)后6月患側(cè)膝關(guān)節(jié)運動學變化。[方法]選取2016年1月至2017年6月于昆明醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院確診為膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎并行全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)(Total Knee Arthroplasty,TKA)共60例患者作為研究對象。隨機分為3D打印組及傳統(tǒng)TKA組,每組各30膝,同時收集30例正常成人膝關(guān)節(jié)運動學數(shù)據(jù)。記錄術(shù)前和術(shù)后6月3D打印組、傳統(tǒng)TKA組患側(cè)膝關(guān)節(jié)運動學數(shù)據(jù),與正常成人膝關(guān)節(jié)運動時6個自由度(內(nèi)外翻角、內(nèi)外旋角、屈伸角、前后位移、上下位移、內(nèi)外位移)活動范圍進行對比分析。[結(jié)果]分別對兩組患者進行術(shù)前及術(shù)后6月膝關(guān)節(jié)運動學分析,并分析兩組所獲膝關(guān)節(jié)運動學數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)術(shù)前3D打印組與傳統(tǒng)TKA組的膝關(guān)節(jié)內(nèi)外翻角、內(nèi)外旋角、前后位移、上下位移的活動范圍均大于正常成人(P0.05)。術(shù)后6月3D打印組與正常成人的內(nèi)外翻角無差異(P≥0.05),而傳統(tǒng)TKA組大于正常成人(P0.05);3D打印組與正常成人在屈伸角無差異(P≥0.05),而傳統(tǒng)TKA組小于正常成人(P0.05);3D打印組與傳統(tǒng)TKA組的膝關(guān)節(jié)上下位移、內(nèi)外位移均小于正常成人(P0.05)。[結(jié)論]1.3D打印截骨導板輔助全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)較傳統(tǒng)全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)可獲得更滿意的早期膝關(guān)節(jié)運動學功能。2.膝關(guān)節(jié)運動學分析可更加客觀的評估膝關(guān)節(jié)手術(shù)前后動態(tài)情況,對臨床療效評估具有一定的指導意義。
【圖文】：

肢全長位ＣＴ平掃（包括髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)及踝關(guān)節(jié)，ＣＴ切片厚度和間距：層厚逡逑１ｍｍ，層間距０．７５ｍｍ）。并將獲得的ＣＴ邋ＤＩＣＯＭ數(shù)據(jù)導入計算機建模軟件逡逑Ｍｉｍｉｃｓｌ７．０邋（Ｍａｔｅｒｉａｌｉｓｅ公司，比利時）重建骨豁三維模型（圖１－１），同時測量逡逑患肢骨骼解剖結(jié)構(gòu)、模擬截骨范圍，將定制的截骨導板模型ＳＴＬ文件導入３Ｄ打逡逑印機（ＳＲＰ４００Ｂ，，華森三維打印研究院有限公司，中國）并打印。膝關(guān)節(jié)模型及逡逑截骨導板使用聚酰胺材料，工作時３Ｄ打印機工作倉溫度為１６８°Ｃ，材料瞬時燒逡逑結(jié)溫度可達２００°Ｃ以上。最后打印出１：１大小的膝關(guān)節(jié)模型及截骨導板，低溫等逡逑離子消毒留備術(shù)中使用（圖１－２）。逡逑圖１－１計算機建模軟件重建的雙下肢骨豁三維模型（側(cè)面觀、正面觀、后面觀）逡逑□邐□邐□逡逑□邋□□逡逑ｄ邐ｅ邐ｆ逡逑圖１－２邋３Ｄ打印膝關(guān)節(jié)１：邋１實體模型及截骨導板：股骨模型及導板（ａ下面觀、ｂ前面觀、ｃ逡逑１７逡逑

肢全長位ＣＴ平掃（包括髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)及踝關(guān)節(jié)，ＣＴ切片厚度和間距：層厚逡逑１ｍｍ，層間距０．７５ｍｍ）。并將獲得的ＣＴ邋ＤＩＣＯＭ數(shù)據(jù)導入計算機建模軟件逡逑Ｍｉｍｉｃｓｌ７．０邋（Ｍａｔｅｒｉａｌｉｓｅ公司，比利時）重建骨豁三維模型（圖１－１），同時測量逡逑患肢骨骼解剖結(jié)構(gòu)、模擬截骨范圍，將定制的截骨導板模型ＳＴＬ文件導入３Ｄ打逡逑印機（ＳＲＰ４００Ｂ，華森三維打印研究院有限公司，中國）并打印。膝關(guān)節(jié)模型及逡逑截骨導板使用聚酰胺材料，工作時３Ｄ打印機工作倉溫度為１６８°Ｃ，材料瞬時燒逡逑結(jié)溫度可達２００°Ｃ以上。最后打印出１：１大小的膝關(guān)節(jié)模型及截骨導板，低溫等逡逑離子消毒留備術(shù)中使用（圖１－２）。逡逑圖１－１計算機建模軟件重建的雙下肢骨豁三維模型（側(cè)面觀、正面觀、后面觀）逡逑□邐□邐□逡逑□邋□□逡逑ｄ邐ｅ邐ｆ逡逑圖１－２邋３Ｄ打印膝關(guān)節(jié)１：邋１實體模型及截骨導板：股骨模型及導板（ａ下面觀、ｂ前面觀、ｃ逡逑１７逡逑
【學位授予單位】：昆明醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R687.4

【參考文獻】

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2 黃贊;李彥林;胡猛;李建;尤志敏;王國梁;何川;;基于MRI和CT二維圖像重建膝關(guān)節(jié)三維數(shù)字化模型的股骨髁扭轉(zhuǎn)角差異性研究[J];中國修復重建外科雜志;2015年02期

3 黃健;姜山;;3D打印技術(shù)將掀起“第三次工業(yè)革命”?[J];新材料產(chǎn)業(yè);2013年01期

4 許鵬;李彥林;陳文棟;楊光;王國梁;仝路;胡猛;;MRI影像下股骨髁間窩三維數(shù)字化解剖學數(shù)據(jù)與實體解剖測量值的差異[J];中國組織工程研究與臨床康復;2011年43期

5 周欣;蔣W

本文編號：2655903