三維化數(shù)字技術(shù)在新疆不同民族患者全膝關(guān)節(jié)置換中的應(yīng)用分析*

阿吉木·克熱木帕孜拉·艾拉梁志林艾克白爾·吐遜阿不都賽米·艾買提

（1.喀什地區(qū)第一人民醫(yī)院創(chuàng)傷骨科，新疆喀什844000；2.新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院關(guān)節(jié)外科，烏魯木齊830054）

近年來(lái)隨著社會(huì)老齡化的日益嚴(yán)重，骨關(guān)節(jié)炎等骨關(guān)節(jié)病較為常見(jiàn)[1]。其中膝骨關(guān)節(jié)病患者早期多選擇保守治療，但效果并不理想，后期多采用全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)以取得較好的療效[2-4]。全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)發(fā)展至今已有40多年的歷史，目前該技術(shù)也在新疆地區(qū)開(kāi)展起來(lái)，逐漸被新疆的少數(shù)民族患者所接受[5]。在全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)過(guò)程中獲得精確的膝關(guān)節(jié)形態(tài)、下肢力線及假體對(duì)位的情況尤為必要，而新疆地區(qū)不同民族間存在種族差異，因此對(duì)族間患者股骨遠(yuǎn)端旋轉(zhuǎn)對(duì)線的方法和具體參數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量進(jìn)行比較的意義重大[6]。三維化數(shù)字技術(shù)是一種將計(jì)算機(jī)數(shù)字化與骨科手術(shù)相結(jié)合的一種新技術(shù)，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)處理結(jié)合患者的MRI、CT、激光掃描的相關(guān)資料對(duì)患者假體參數(shù)進(jìn)一步加以分析，該技術(shù)對(duì)手術(shù)具有指導(dǎo)意義[5]。本研究旨在分析三維數(shù)字技術(shù)聯(lián)合全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)對(duì)新疆不同民族患者的臨床應(yīng)用情況。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

對(duì)2016年3月至2017年5月行全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的患者進(jìn)行篩選。入選標(biāo)準(zhǔn)：①患者符合全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的手術(shù)指征，并初次采用全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)治療；②患者均無(wú)嚴(yán)重的膝關(guān)節(jié)內(nèi)外翻、畸形等；③通過(guò)醫(yī)學(xué)倫理審批，患者和家屬了解本研究?jī)?nèi)容簽訂知情同意書(shū)。排除標(biāo)準(zhǔn)：①膝關(guān)節(jié)畸形內(nèi)、外翻＞30°者；②存在股骨或脛骨大量丟失者；③合并有肝、腎、心臟等臟器的嚴(yán)重病癥，不耐受手術(shù)治療者；④存在全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的手術(shù)禁忌證者。本研究共納入漢族和維吾爾族患者各32例，每個(gè)民族患者又按隨機(jī)數(shù)字法分為三維化數(shù)字技術(shù)輔助組（輔助組）和無(wú)三維化數(shù)字技術(shù)輔助組（無(wú)輔助組），每組各16例。

1.2 研究方法

未輔助組患者進(jìn)行常規(guī)全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)：于患者脛骨側(cè)采用髓外定位，脛骨平臺(tái)中點(diǎn)到第1趾蹼連線的垂直線截骨；股骨側(cè)采用髓內(nèi)定位，外翻6°進(jìn)行截骨。輔助組患者采用三維數(shù)字化技術(shù)輔助全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)：首先，按照CT掃描的各項(xiàng)參數(shù)要求調(diào)試儀器進(jìn)行膝關(guān)節(jié)的掃描，要求患者盡量伸直膝關(guān)節(jié)以避免內(nèi)外旋發(fā)生?；颊叩膾呙璺秶鸀橄リP(guān)節(jié)上13 cm，膝關(guān)節(jié)下18 cm，采用矢狀位、冠狀位的二次定位法。掃描后儲(chǔ)存數(shù)據(jù)進(jìn)行膝關(guān)節(jié)股骨遠(yuǎn)端的三維重建，將所采集數(shù)據(jù)運(yùn)用軟件進(jìn)行逐層分割三維重建。將三維圖像導(dǎo)入后進(jìn)行軸線位置的確定，精確患者的解剖學(xué)數(shù)據(jù)后進(jìn)行全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)。兩組手術(shù)均由同一組醫(yī)護(hù)人員操作，手術(shù)方法步驟保持一致。

1.3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

觀察記錄患者的手術(shù)時(shí)間和術(shù)中出血量，于術(shù)后拍攝下肢全長(zhǎng)X線片，使用e-ruler測(cè)量尺測(cè)量股骨假體軸向力線與假體下緣的連線夾角（A角）、脛骨假體軸向力線與假體上緣連線夾角（B角）、股骨軸向力線和脛骨軸向力線的夾角（C角）。對(duì)兩組患者術(shù)前及術(shù)后的膝關(guān)節(jié)功能進(jìn)行評(píng)分，按HSS評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[7]進(jìn)行，總分100分，其中包括疼痛30分，功能22分，活動(dòng)度18分，肌力、屈曲畸形、穩(wěn)定性各10分。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量、總出血量，A、B、C角均為計(jì)量資料，采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差的形式表示，兩組之間的差異采用t檢驗(yàn)進(jìn)行分析，P＜0.05為差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 各組患者的基本資料比較

各組患者的基本資料具有可比性（P＜0.05，表1）。

表1 各組基本資料比較（n=16）

2.2 各組患者出血量及手術(shù)時(shí)間的比較

漢族患者中輔助組的術(shù)中出血量、總出血量和手術(shù)時(shí)間均有一定改善，低于未輔助組（P＜0.05）；維吾爾族患者中輔助組的上述指標(biāo)有明顯改善，低于未輔助組（P＜0.05）。漢族未輔助組的術(shù)中出血量、總出血量和手術(shù)時(shí)間均明顯低于維吾爾族未輔助組（P＜0.05）。詳見(jiàn)表2。

2.3 各組患者術(shù)后下肢軸向力線情況比較

漢族患者中輔助組的A、B、C角均有一定改善，優(yōu)于未輔助組（P＜0.05）；維吾爾族患者中輔助組的上述指標(biāo)有明顯改善，優(yōu)于未輔助組（P＜0.05）。漢族未輔助組的A、B、C角改善明顯優(yōu)于維吾爾族未輔助組（P＜0.05）。詳見(jiàn)表3。

2.4 術(shù)前術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能評(píng)分比較

漢族和維吾爾族患者中輔助組和未輔助組術(shù)后的膝關(guān)節(jié)功能評(píng)分均較術(shù)前有明顯提高（P＜0.05），漢族和維吾爾族患者中輔助組的術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能評(píng)分均優(yōu)于未輔助組（P＜0.05），維吾爾族非輔助組的術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能評(píng)分明顯優(yōu)于漢族非輔助組（P＜0.05）。詳見(jiàn)表4。

表2 各組患者出血量及手術(shù)時(shí)間的比較（±s,n=16）

表2 各組患者出血量及手術(shù)時(shí)間的比較（±s,n=16）

注：△與本族未輔助組患者相比，P＜0.05；▲與維吾爾族未輔助組患者相比，P＜0.05

分組漢族輔助組漢族無(wú)輔助組維吾爾族輔助組維吾爾族無(wú)輔助組術(shù)中失血量（ml）140.4±22.2△152.4±23.3▲142.5±21.0△253.3±32.8總失血量（ml）711.2±36.7△769.9±40.4▲721.5±43.7△978.5±47.8手術(shù)時(shí)間（min）55.7±5.8△76.8±7.0▲56.5±5.3△87.3±7.1

表3 各組患者術(shù)后下肢軸向力線情況比較（°,±s,n=16）

表3 各組患者術(shù)后下肢軸向力線情況比較（°,±s,n=16）

注：△與本族未輔助組患者相比，P＜0.05；▲與維吾爾族未輔助組患者相比，P＜0.05

分組漢族輔助組漢族無(wú)輔助組維吾爾族輔助組維吾爾族無(wú)輔助組A角90.2±1.8△92.6±2.3▲90.4±1.7△94.0±2.8 B角90.0±1.8△88.8±3.3▲89.3±1.3△86.3±3.1 C角1.6±0.8△3.4±1.7▲1.6±0.9△3.8±1.6

表4 兩組患者術(shù)前術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能評(píng)分比較（±s,分）

表4 兩組患者術(shù)前術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能評(píng)分比較（±s,分）

注：△與術(shù)前相比，P＜0.05；▲與本族未輔助組患者相比，P＜0.05；■與漢族未輔助組患者相比，P＜0.05

分組漢族輔助組漢族無(wú)輔助組維吾爾族輔助組維吾爾族無(wú)輔助組術(shù)前65.2±5.9 65.9±5.9 65.0±5.8 65.9±6.0術(shù)后88.3±8.8△▲76.3±7.4△87.1±7.5△▲71.3±7.1△■

3 討論

全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)是治療膝關(guān)節(jié)畸形、疼痛、功能損傷的有效方法[1]。全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中術(shù)后下肢力線與假體生存時(shí)間密切相關(guān)，當(dāng)術(shù)后下肢軸向力線偏移超過(guò)3°時(shí)，假體的松動(dòng)幾率會(huì)大幅增加，嚴(yán)重影響患者的長(zhǎng)期治療效果[8]。如何有效使假體位于正確的機(jī)械軸力線是全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的關(guān)鍵[8]。目前，臨床常用的確定軸向力線的方案是股骨側(cè)選擇髓內(nèi)定位，脛骨側(cè)進(jìn)行髓外定位[9]。我國(guó)早期開(kāi)展全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)主要依據(jù)西方人的數(shù)據(jù)，后逐漸根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，因股骨外翻角存在個(gè)體差異，因此單純依靠數(shù)據(jù)值并不精確[10]。我國(guó)人群與西方人相比參數(shù)普遍偏小，因此假體往往無(wú)法匹配。國(guó)內(nèi)有關(guān)于膝關(guān)節(jié)的研究多集中于漢族人群,對(duì)少數(shù)民族的幾何參數(shù)尚缺乏對(duì)比研究。

醫(yī)師可以根據(jù)患者術(shù)前的負(fù)重位下肢全長(zhǎng)X線片進(jìn)行測(cè)量以判斷股骨外翻角和手術(shù)方案[11]。但依據(jù)X線片的二維圖像進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算難免會(huì)出現(xiàn)較大誤差而影響手術(shù)治療[11]。近年來(lái)，醫(yī)學(xué)三維技術(shù)水平得到很大提高，對(duì)于關(guān)節(jié)損傷相關(guān)疾病的治療也進(jìn)入了新的階段[12]。通過(guò)螺旋CT掃描后使用專業(yè)軟件進(jìn)行三維重建，可以從任意角度觀察和測(cè)量，為全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)提供準(zhǔn)確的依據(jù)[13]。應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)可以更高速更簡(jiǎn)便的進(jìn)行操作，并得到值得信賴的參數(shù)依據(jù)[13]。我國(guó)新疆地區(qū)的少數(shù)民族有著獨(dú)特的膝關(guān)節(jié)形態(tài)和下肢力線數(shù)據(jù)，股骨遠(yuǎn)端旋轉(zhuǎn)對(duì)線的解剖標(biāo)志很細(xì)小，且畸形易導(dǎo)致骨質(zhì)破壞[14]：①維吾爾族地處西北，氣候溫度、飲食習(xí)慣以及生活環(huán)境均存在巨大差異，可能對(duì)骨骼發(fā)育造成不同影響；②維吾爾族宗教信仰有跪拜等特點(diǎn)，會(huì)對(duì)膝關(guān)節(jié)造成難以忽視的影響。因此，在進(jìn)行全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)時(shí)要考慮到不同民族間解剖特點(diǎn)和幾何參數(shù)的差異，采取不同于其他民族的治療方案才能取得較好的臨床療效，三維數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用可以很好的解決這一難題[14]。

為了檢測(cè)全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的術(shù)后恢復(fù)情況，選擇測(cè)量股骨、脛骨與假體間夾角以及股骨、脛骨軸向力線間的夾角以明確假體的具體位置。全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的目的是使假體受力面與骨質(zhì)間獲得良好的力學(xué)傳遞，傳統(tǒng)手術(shù)多采用髓內(nèi)定位方式，該方式易受到諸多因素的影響，導(dǎo)致錯(cuò)誤判斷股骨假體的位置。本研究結(jié)果顯示，漢族患者中輔助組的術(shù)中出血量、總出血量和手術(shù)時(shí)間均有一定改善，低于未輔助組（P＜0.05）；維吾爾族患者中輔助組的上述指標(biāo)有明顯改善，低于未輔助組（P＜0.05）。漢族未輔助組的術(shù)中出血量、總出血量和手術(shù)時(shí)間均明顯低于維吾爾族未輔助組（P＜0.05）。漢族患者中輔助組的A、B、C角均有一定改善，優(yōu)于未輔助組（P＜0.05）；維吾爾族患者中輔助組的上述指標(biāo)有明顯改善，顯著優(yōu)于未輔助組（P＜0.05）。漢族未輔助組的A、B、C角改善明顯優(yōu)于維吾爾族未輔助組（P＜0.05）。漢族和維吾爾族患者中輔助組和未輔助組術(shù)后的膝關(guān)節(jié)功能評(píng)分均較術(shù)前有明顯提高（P＜0.05），漢族和維吾爾族患者中輔助組的術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能評(píng)分均優(yōu)于未輔助組（P＜0.05），維吾爾族非輔助組的術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能評(píng)分明顯優(yōu)于漢族非輔助組（P＜0.05）。

綜上，三維化數(shù)字技術(shù)為維吾爾族患者進(jìn)行全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)治療提供了一定的解剖學(xué)依據(jù)，可以有效提高手術(shù)的精準(zhǔn)程度，改善臨床療效。目前計(jì)算機(jī)輔助骨科手術(shù)在我國(guó)仍處于初步探索階段，臨床中仍缺乏大樣本的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),未來(lái)應(yīng)加大樣本量，進(jìn)一步探索分析。

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