3-D打印个体化截骨导板（PSI）与术中导航定位系统（IASSIST）在合并关节外畸形的TKA术中对...

史冬泉，姚晨，徐兴全，蒋青

南京鼓楼医院运动医学与成人重建外科

       随着关节置换手术的不断普及，合并关节外畸形的病例也越来越多，越来越复杂。对于各种应对关节外畸形的截骨装置不断涌现，包括影像学参考／非影像学参考导航，个体化截骨导板，髓外截骨装置，以及最近zimmer推出的便携式导航截骨系统（iassist）。

       基于各公司均认为自己的产品有优势，本例手术将各公司的技术员及相应技术一起邀请参与手术，从各个层面讨论各自优缺点，从而给广大关节外科医生精准客观的评价。

【患者信息】

病史：H**，女，58岁，因“左膝疼痛十年余，加重2年”，患者约40年前外伤致左股骨干骨折，行石膏外固定保守治疗。

体格检查：左下肢外旋畸形，较对侧短缩2cm，左膝内翻畸形，外观稍肿胀，浮髌试验（-）,髌骨研磨试验（+），内外侧关节间隙压痛（+），前后抽屉试验（-）, lachman试验（-）, 轴移试验（-），麦氏试验（+），研磨试验（+），膝关节屈伸活动明显受限：10°-40°，双下肢末梢血运感觉功能正常。

术前诊断：1、左膝骨性关节炎；2、左股骨干骨折畸形愈合

图1

【术前准备】

      

1.PSI:术前根据患者立位全下肢正、侧位片及全下肢CT平扫+三维重建数据信息，由北京爱康医疗公司进行设计及通过3-D打印技术【图2】，打印出股骨远端，胫骨近端骨骼模型及截骨导板【图3】。

图2

图3

2.术中导航定位装置（zimmer）【图4】。

图4

【术中截骨计划】

术前麻醉下膝关节功能评估【图5】。

图5

常规膝前正中切口，内侧髌旁入路，切除前后交叉韧带，清除增生骨赘及软组织，适当松解软组织，暴露骨性成分。

先使用预先高温高压消毒的PSI装置确定远端截骨线，我们根据打印出的胫骨及股骨模型上的3点骨性定位标志，因术前采用X线或CT行3-D打印，需在术中刮除相应部位的软骨，这其中使用3点定位是选择的偏差是影响截骨精确度的原因之一。

安装PSI装置于股骨远端，术中我们按照导板截骨缝划出截骨线【图6】，我们发现此时股骨远端截骨量偏小，但截骨导板仅有一个截骨缝，无法调整截骨量，需要使用原来常规截骨导板调整。这是PSI装置的另一个缺点。

图6

取下PSI截骨导板，安装IASSIT导航装置【图7】，股骨远端钻孔确定关节中心，通过活动髋关节至13个不同方位，导航确定股骨旋转中心，从而确定股骨机械轴，导航下确定股骨远端冠状位和矢状位截骨角度，可接受范围是1°以内的偏差。

zimmer基本截骨量是9mm，划出截骨线，此线和之前PSI确定的位置相近，但导航下截骨板存在4mm截骨调整量，可以增加截骨量，适应个体化需求，股骨远端截骨完成后，再次活动髋关节进行验证，并进行相应调整，增加截骨精确度。

图7

行胫骨近端截骨，使用IASSIST装置【图8】，根据内外踝中点、胫骨平台髁间嵴中点确定胫骨机械轴，导航下确定冠状面和矢状面截骨，在选择截骨后倾角是，需结合计划假体的后倾角度选择了3°后倾截骨。

图8

 

根据间隙平衡法（gap balance），参考胫骨平台截骨面行股骨远端4合1截骨，选择4号截骨板截骨后屈伸间隙基本相等，前方无过度填充无切迹。

彻底冲洗，安装4号股骨假体，4号胫骨假体及9mm内衬，内外侧关节间隙是松紧适度，屈伸关节髌骨轨迹良好，膝关节屈伸不受限，下肢内翻畸形得以矫正，ROM:0-160【图9】。术后片子如图10.

图9

图10

讨论

一. 术前准备

      PSI较iASSIST相对繁琐：PSI需要双下肢CT平扫加三维重建，调取DICOM文件后，送至公司进行设计，耗时大约5-7天，且较iASSIST增加了影像学和时间成本。术前还需对于打印的截骨导板进行消毒。对于术前准备这一块，iASSIST占优。当然，iASSIST需要15分钟左右的术中注册。

二. 截骨参考方面

       主要还是机械轴的确定。PSI根据全长股骨ct平扫，三维重建后的解剖学数据，确定股骨头中心和膝关节中心，从而建立机械轴；而iASSIST通过在髋关节旋转过程中，随机寻找13个点，通过计算机统计寻找机械轴，更符合运动过程中寻找对应机械轴，感觉上更贴近真正的机械轴。

三.截骨操作方面

      PSI装置，术中操作简便，只需预先打印好的两个截骨导板即可完成截骨，但术中导板必须参考三点骨性标志定位，存在偏差，且截骨量在导板上为9mm，调整截骨量需要使用原有常规截骨导板。

     iASSIST导航定位装置，相较PSI其截骨精确度更高，切在截骨后可行验证并进行合理调整，保证截骨前后精确度的一致性，同时截骨板上存在4mm的截骨量的调整，截骨量可从9mm增加到13mm。无论股骨，胫骨截骨面的内外翻，前后倾均可以实时调整，这是iASSIST极具优势的一点。

      iASSIST操作过程较PSI相对繁琐，但其截骨后的验证可以避免因摆锯或者骨质疏松引起的截骨误差，提高了精准度。对于PSI来讲，拿到截骨导板，真正适配到股骨胫骨时是有一定误差的，但术中无法调整。

四.截骨精确性方面

      PSI的定位准确性，主要取决于四点：

1). 三维重建的精度（被认同的骨性结构是不是真的和骨性结构100%符合）；

2). 术者对软骨刮除的位置、厚度、是否存在阻碍贴合面的骨赘等；

3). 导板设计者的经验；

4). 术者参与导板设计确认过程中确认部分的充分沟通和对导板使用的经验。

     Iassist的定位精确性，取决于对解剖结构关键点的确定和对校准流程充分理解与正确操作。虚拟的关节旋转中心和力线的确定和确认是成功的关键。从以往文献报道，以及他们反馈数据，误差在正负1度以内。截骨完的验证也是其它方法欠缺的地方。

 五.成本方面

      目前来讲群里的兄弟可以申请试用版。未来，PSI方面患者承担的检查费用大概是 CT的成本1500-2000元，如果做MRI，成本要2500-3000元。个体化导板的定价是5800元，进口公司的定价在10000-12000元。Iassist系统因为是次抛型的，价格大概在2000-2500美金。

 

总而言之，膝关节置换是个毫米级手术，大家需要毫米级的态度对待。拒绝“毛估估”！