术前3D打印技术对老年复杂肱骨近端骨折复位质量的影响

杨森

[常州市第一人民医院（苏州大学附属第三医院） 江苏常州 213000]

【摘要】目的：研究术前3D打印技术对老年复杂肱骨近端骨折复位质量的影响。方法: 选取2022年1月至2023年1月在我院行肱骨近端钢板固定治疗的肱骨近端骨折患者，符合条件的纳入27例，根据术前是否行3D打印分为实验组和对照组，测量术后X线的数据包括术后颈干角与标准颈干角的差值、肱骨大结节移位距离和肱骨头与肱骨干移位距离，作为评估复位质量的指标。结果：术前行3D打印技术较对照组可以减小术后颈干角与标准颈干角的差值和肱骨大结节移位距离，但术后肱骨头与肱骨干的移位距离没有明显差异。结论：术前行3D打印技术，为临床医生提高一个良好的术前规划选择，可以明显改善复杂肱骨近端骨折的复位质量，，从而改善患者的远期肩关节功能。

【关键词】肱骨近端骨折；3D打印；骨质疏松

[Abstract] Objective: This study aims to investigate the impact of preoperative 3D printing technology on the quality of reduction of complex proximal humeral fractures in elderly patients.Methods: The study selected patients with proximal humeral fractures who underwent proximal humeral plate fixation at our hospital between January 2022 and January 2023. A total of 27 eligible cases were included and pided into two groups, an experimental group, and a control group, based on whether 3D printing was performed before surgery. Postoperative X-rays were used to measure the difference between the postoperative neck-shaft angle and the standard neck-shaft angle, the displacement distance of the greater tuberosity of the humerus, and the displacement distance between the humeral head and humeral shaft. These indicators were used to evaluate the quality of the reduction. Results: The study found that preoperative 3D printing technology can reduce the difference between the neck-shaft angle and the standard neck-shaft angle and the displacement distance of the greater tuberosity after surgery compared to the control group. However, there was no significant difference in the displacement distance between the humeral head and humeral shaft after surgery. Conclusion: The study concluded that preoperative 3D printing technology can provide clinicians with a good preoperative planning option, which can significantly improve the quality of reduction for complex proximal humerus fractures. This can lead to improved long-term shoulder joint function for the patient.

[Key words] Proximal humerus fracture; 3D printing; osteoporosis

伴有骨质疏松的老年肱骨近端骨折一直是创伤骨科治疗的热点和难点。原因在于这种骨折往往复杂、骨折粉碎、骨折块的移位较大并伴有骨量的丢失。虽然对于老年肱骨近端骨折是选择保守还是手术治疗仍存在争议，但是大多数医生认为移位较大或者不稳定的肱骨近端骨折需要手术治疗。手术治疗的方式包括张力带固定、髓内钉以及锁定钢板。其中肱骨近端锁定钢板固定技术是目前治疗方式的主流，但是治疗效果却显示出明显差异。研究发现治疗效果的差异主要与骨折复位质量有关[[1]]。如何提高肱骨近端骨折的复位质量成为临床医生密切关注的问题.目前3D打印技术逐渐应用于临床，可以为骨科医生提供良好的术前规划，提高手术质量。本研究观察术前3D技术对肱骨近端骨折复位质量的影响，为解决该难题提供一些临床依据。

1资料与方法

1.1临床资料

选取2022年1月至2023年1月在我院行肱骨近端钢板固定治疗的肱骨近端骨折患者。其中术前应用3D技术的为实验组，未使用的为对照组。纳入标准为：1.年龄大于65岁。2.累及肱骨外科颈的骨折，根据AO/OTA分型为C型骨折。3.有术后的前后位X线以用于量化评估。排除标准位：1.开放性骨折。2.病理性骨折。3.此前患侧肱骨近端有手术史。4.合并有同侧的肱骨远端骨折或肘关节骨折。最终27例患者纳入本次研究，其中实验组12例，对照组15例。

1.2方法

术后X线判断肱骨近端骨折复位的质量标准包括：1.术后颈干角与标准颈干角的差值。2.肱骨大结节移位距离。3.肱骨头与肱骨干移位距离。其中颈干角标准值取130°-135°，位于这个区间的差值规定为0°，规定所有差值均为正数。以上指标的测量均由两位医生测量并取均值。

1.3统计学分析

计量资料首先用Shapiro–Wilk检验数据是否服从正态分布，若服从则用均值和标准差进行描述，用t检验进行比较；若不服从则查看直方图是否对称分布，若对称分布则依旧使用均值和标准差进行描述，用t检验进行比较。计数资料使用例数和百分比进行描述，用卡方检验进行比较。分析基于SPSS22.0，检验水准为0.05。

2结果

对照组和实验组在性别、年龄、肱骨头与肱骨干移位距离上没有差异，P分别为0.547、0.48、0.10均大于0.05。对照组和实验组在术后颈干角与标准颈干角的差值、肱骨大结节移位距离上有差异，P分别为0.002、0.004均小于0.05,因此差异有统计学意义，实验组的术后颈干角与标准颈干角的差值、肱骨大结节移位距离的均数均低于对照组，见表1。

表1 对照组与实验组临床资料的比较

变量		对照组	实验组	²/t	p
性别	男	7(46.7%)	7(58.3%)	0.363	0.547
	女	8(53.3%)	5(41.7%)
年龄		78.00±7.90	80.25±9.37	-0.716	0.480
术后与标准颈干角的差值		8.37±3.30	4.08±3.48	3.551	0.002
肱骨大结节移位距离		2.70±1.13	1.40±1.13	3.190	0.004
肱骨头与肱骨干移位距离		3.36±1.13	2.49±2.27	1.706	0.100

3讨论

复杂肱骨近端骨折对于外科医生是一个挑战。据报道大约36％的此类患者有不良的术后结果，比如肩关节活动范围受限，力量减退以及慢性疼痛。研究发现良好的复位质量往往能带来优秀的功能预后。如何优化术前规划，提升肱骨近端骨折复位质量成为临床难点。基于CT的术前3D打印技术是目前比较先进的术前规划方式[[2]]。3D打印模型不仅可以为术者直接显示出骨折的特征，而且还可用于体外模拟骨折复位，有利于制定完整的术前计划，提高复位质量。本研究通过观察反映复位质量的3种指标，发现术前行3D打印技术可有效改善肱骨近端骨折的复位质量。根据我们的经验，3D打印可以使得外科医生能够确认骨折细节。例如确定骨折线的形态走向，骨折碎片的数量和位置，检查关节面的塌陷和粉碎情况，验证骨缺损是否存在，是否需要骨移植并提前选择合适长度的内固定物[[3]]。

本研究发现术前行3D打印技术较对照组能明显改善颈干角的复位质量。颈干角作为肱骨近端骨折复位质量的标准之一，最重要的作用是可以判断骨折复位后肱骨头的内外翻情况。严重的内翻和外翻畸形不仅会使内固定失败的风险增加，而且畸形愈合会导致远期的肩关节活动障碍。良好的颈干角还可以降低肱骨头缺血坏死风险和骨折不愈合可能[[4]]。

本研究发现术前行3D打印技术较对照组可明显减少肱骨大结节的移位距离。对于肱骨近端骨折，肱骨大结节骨折的复位质量往往被忽略。肱骨大结节作为肩袖的主要止点之一，在肩关节功能中扮演重要作用。较差的肱骨大结节复位质量往往伴随着术后肩袖无力的发生。同时切开复位内固定后较大的肱骨大结节移位有时会观察到大结节的骨吸收，从而导致远期的创伤性肩关节炎[[5]]。

本研究发现对于肱骨头与肱骨干的相对距离复位，术前行3D打印技术没有明显的统计学差异。这是因为外科医生尤其注意复位肱骨近端骨折内侧铰链的完整性。内侧铰链的较差复位一方面会有肱骨头塌陷和内固定失效风险，另一方面会导致肱骨头缺血坏死风险增加。良好的肱骨矩复位是优良肩部功能的前提

[[6]]。

综上所述，术前行3D打印技术，为临床医生提高一个良好的术前规划选择，可以明显改善复杂肱骨近端骨折的复位质量，，从而改善患者的远期肩关节功能。

【参考文献】

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[[1]][1]You W ,Liu L ,Chen H , et al.Application of 3D printing technology on the treatment of complex proximal humeral fractures (Neer3-part and 4-part) in old people[J].Orthopaedics Traumatology: Surgery Research,2016,102(7).

[[2]][2]A. W R S ,A. J B S ,F. H J O , et al.3D-printed Handheld Models Do Not Improve Recognition of Specific Characteristics and Patterns of Three-part and Four-part Proximal Humerus Fractures[J].Clinical Orthopaedics Related Research,2021.

[[3]][3] Li K , Liu Z , Li X ,et al.3D printing-assisted surgery for proximal humerus fractures: a systematic review and meta-analysis[J].European Journal of Trauma and Emergency Surgery, 2022, 48(5):3493-3503.DOI:10.1007/s00068-021-01851-5.

[[4]][4]Su B ,Xia X .Invited commentary on Finite element analysis of an intramedulary anatomical strut for proximal humeral fractures with disrupted medial column instability: A Cohort Study (Int J Surg 2019; Epub ahead of print)[J].International Journal of Surgery,2020,74.

[[5]][5]Ning S ,Tingwang S ,Qiuke W , et al.Nonanatomic healing of the greater tuberosity after plating in proximal humeral fractures: a case control study[J].Journal of Orthopaedic Surgery and Research,2023,18(1).

[[6]][6]Yanxi C ,Xiaoyang J ,Minfei Q , et al.Computer-Assisted Virtual Surgical Technology Versus Three-Dimensional Printing Technology in Preoperative Planning for Displaced Three and Four-Part Fractures of the Proximal End of the Humerus.[J].The Journal of bone and joint surgery. American volume,2018,100(22).