臨床資料
患者，女，49歲，2019年6月下旬在登山散步時因不慎“扭傷導致右足腫痛活動受限”，當時行X線片示右足第2～4跖骨骨折，給予石膏固定并局部對癥處理等保守治療，治療7周后自覺腫痛活動受限無緩解，遂再次就診并檢查，診斷“右足Lisfranc骨折脫位”，并收入院進一步處理。入院后完善檢查，完善右足MRI、CT、足負重正側位X線片等檢查（圖1a，1b，1c），明確診斷，并在傷后8周左右在腰硬聯合麻下行右足Lisfranc骨折脫位切開復位鋼板螺釘內固定術并3D打印體表導板下Lisfranc螺釘置入術，術中置入Lisfranc螺釘一次成功，且置入螺釘位置與術前計算機模擬最佳位置吻合，術后術口愈合良好，術后4個月在局麻下行右足Lisfranc螺釘拆除術，術后患者恢復良好，目前仍在定期隨訪。體表墊片定位并3D打印體表導板輔助置入Lisfranc螺釘術方法和步驟如下：（1）體表定位并CT掃描重建。入院后足背內側第1跖楔關節附近的體表貼2片環形金屬墊片（避開右足背內側Lisfranc螺釘最佳進針點）（圖1d），用金屬墊片定位錨點，并用記號筆在體表標記好環形墊片的位置，后帶著體表定位墊片行CT掃描并3D重建。（2）3D體表導板設計。①CT數據按DICOM模式保存在光盤中，并導入電腦繼續處理。在e3D（e3D公司，中國）軟件幫助下，重建帶定位墊片的右足3D模型（圖1e，1f，1g）。②將右足3D模型通過．STL格式文件導入GeomagicWrap軟件，并在右足模型定位墊片周圍體表先建立原始體表基底導板（范圍包含了定位墊片孔內）（圖1h）。③將GeomagicWrap軟件建立原始體表導板通過．STL格式文件重新導入e3D軟件。原始體表基底導板在2個墊片孔位置設計2個定位孔，孔大小與墊片孔大小相同均為4mm（圖1i，1j）。④從三維角度設計并觀察將要置入Lisfranc螺釘最佳位置和方向以及進針點，導板上的導針套筒可根據將要置入Lisfranc螺釘最佳位置和方向以及進針點縱行軸線設計，導孔套筒與Lisfranc螺釘縱行方向完全一直，可設計內直徑2．0mm，外直徑3．5mm，將導針套筒導板和體表基底導板聯合后建立最終導板，這樣個性化體表導板就準備好了（圖1h）。⑤將設計好體表導板導入3D打印機打印（PLA材料）并在術前等離子消毒備用。（3）手術技巧及過程。①患者仰臥位，腰麻，右下肢常規消毒鋪巾。②在第1、2跖骨間背側縱行切口，長約8cm，逐層進入，暴露第1、2跖骨間組織，清理跖骨間瘢痕組織和增生組織，復位向背外出脫位的第2跖骨并臨時用巾鉗固定，C形臂X線機透視見第1、2跖骨間隙恢復正常，微型鋼板固定第2跖楔關節。③將消毒好導板上定位孔與足背體表上的標記孔完全重疊（圖1j）。④從3D體表導板的導針孔置入1枚1．5mm的導針孔，透視見導針位置與術前設計Lisfranc螺釘位置完全一致（圖1k，1l），用2．5mm的空心鉆置入1．5mm的導針鉆孔，后拔除導針，測量需要置入螺釘的長度，與術前設計置入螺釘長度一致，置入直徑2．7mm的鎖定螺釘。⑤再次透視確認第1、2跖骨間隙恢復正常，置入螺釘的位置長度合適，與術前3D設計完全一致。⑥清洗術口，縫合，置入Lisfranc螺釘，切口大約0．5cm（圖1m），置入Lisfranc螺釘過程約10min。（4）術后處理。術后常規處理，使用預防性抗生素48h，術后第2天復查術后X線片和CT（圖1n，1o，1p，1q，1r，1s），術后第2天開始下肢肌肉功能鍛煉和患肢非負重行走，術后2周術口拆線，術后4個月拔除Lis-franc螺釘后患肢逐步負重下地行走，目前術后半年余，AOFAS評分86分，無訴其他不適，影像學資料未見異常（圖1t，1u，1v，1w）。
討論
近年來在骨科領域3D打印導板廣泛應用于臨床中，3D打印手術導板是近年來興起的一種技術，是3D打印技術應用于臨床的重要方式，在精準置釘等方面均取得良好的效果。而在Lisfranc骨折脫位治療中，Lisfranc螺釘的置入精準度與患者的預后密切相關，如果置釘方位與Lisfranc韌帶走行相差過大，影響了跖楔關節應力的方向，患者在術后的康復鍛煉中可能造成關節再次移位與損傷。因此如何微創且精準置入Lisfranc螺釘，提高置釘精準度的同時，也能夠減少術中透視的次數，減輕輻射對術者和患者的傷害，是臨床醫生追求的目標。通過貼附于皮膚表面的墊片作為定位標志（人造骨性解剖標志），然后通過設計和打印貼附在皮膚表面的3D打印體表導板，來輔助行Lisfranc螺釘置入術，并取得良好的效果。
（1）體表墊片定位并3D打印體表導板方法的原理。目前，臨床所用的3D打印體表導板定位和作用原理一般需依靠體表固定的骨性解剖標志（如脛骨轉子、股骨大轉子、髂前上嵴等）等來固定導板固定位置。但對于缺少骨性隆起解剖標志的人體足部，由于皮膚容易移動特點，且無固定缺少體表導板固定標志，因此在這些部位體表導板便失去臨床應用的價值，如何解決這一問題。一方面：通過在足背體表放置定位墊片作為“人造骨性解剖標志”，通過在Lisfranc螺釘導針導孔附近足背內側體表任意放置2枚定位墊片（需避免Lisfranc導針導孔與定位孔重疊），這些定位墊片起到“人造骨性解剖標志”的作用，解決足部體表無骨性解剖固定標志。另一方面：3D打印體表導板定位通過體表上2個標記墊片孔（直徑4mm）與導板上設計出相對應定位孔（直徑4mm）吻合方法來定位導板在體表位置。由于足背表面體表為曲面，因此其體表導板在立體空間上也為曲面，這樣達到了二點加一個面的三維定位，因此理論上定位精確，誤差小。
（2）與貼附于骨表面3D打印導板輔助置入Lis-franc螺釘的不同點。3D打印貼骨導板技術需依靠足部明顯骨性解剖標志定位，且需剝離骨性標志上附著的軟組織，在這過程中，需切開軟組織才能將導板放置于骨表面，同時有可能損傷局部軟組織和破壞骨骼的血運，而且軟組織剝離理論上不能完全剝離干凈，導致導板位置偏離，容易造成手術誤差，降低了手術安全性，且手術切口理論上比體表導板大，創傷大。李海天等在其研究也提到貼合3D模型的骨表面設計而成導板，實際手術中如果貼服于骨表面，則需要較大的切口，以便剝離較多的組織，這樣造成的手術創傷過大。
（3）3D打印體表導板輔助下置入Lisfranc螺釘技術的優點。與傳統的X線透視輔助下手術相比，3D打印體表導板輔助下置入Lisfranc螺釘技術有如下4個優點：①提高手術的安全性和準確性，導板導孔定位準確，避免多次置入導針，減少導針對足部神經血管等組織損傷的可能。②大大降低手術時間。由于3D打印體表導板輔助置入Lisfranc螺釘置釘精確，避免多次置入導針，達到降低手術時間。③大大減少術中醫生和患者X線暴露量。既往術者在手術中往往依據經驗置入導針，有時很難一次精確到位，置入導針后常須多次透視進行比甚至調整導針，才能最終將螺釘方向調整至最佳。由于導板輔助下置入導針精確，一次到位，因此術中大大減少醫生和患者X線暴露量。④微創，手術創傷小，導板導孔定位非常準確，一次到位，且不需要多處反復置入導針，減少醫源性軟組織皮膚損傷，切口只需滿足置入螺釘即可。
（4）體表定位并3D打印體表導板需注意事項。①術前墊片定位后，需立即用標記筆準確標記墊片位置，且需一直保留標記，需防止標記模糊或改變，一旦標記變動，將導致3D打印體表導板失去意義。一般給患者一支標記筆，并叮囑患者一旦標記變淡或模糊，自行按原標記用標記筆加深即可。②需使用墊片定位后再進行CT掃描檢查，否則需重新CT掃描檢查，增加患者費用和X線暴露。③設計體表導板上導孔壁厚度不能過小，建議導孔壁厚度不小于2mm，否則在置入導針過程中操作不當容易導針導孔斷裂，這樣失去導板意義。
（5）3D打印體表導板不足。①目前適用體表一些特定部位。如主要用在相對皮膚和骨固定的部位，如脛骨，手足部等利用體表導板定位，考慮皮膚質地柔軟，移動性和彈性大，以面定位的導板容易出現誤差，而一旦出現誤差，則失去導板設計的意義。而皮膚可能與內層骨面等組織發生相對位移，只能用在相對固定的部位，如脛骨、手足部等；而在肌肉豐厚部位如大腿、臀部、上臂等部位，皮膚容易發生位移，直接影響定位精確，定位導板在這類部位應用準確性還有待研究。因此如何精確放置體表導板位置而不出現偏差，是3D打印體表導板成功關鍵。②在可活動關節周圍部位，由于術中關節放置體位很難與墊片定位CT掃描時體位完全一致，因此這類部位導板精確度會降低，為解決這一問題，采用增加定位孔，并精確測量每個定位孔的距離來減少這種誤差。③PLA樹脂打印導板因質地偏軟，熱效應下容易形變，理論上講輕微形變都可能而影響導針精確性，術前需采用等離子消毒，因此需匹配等離子消毒設備。體表墊片定位并3D打印體表導板技術在臨床中仍屬于早期研究階段，其在臨床中應用安全性、實用性和臨床價值仍需進一步研究。總之，3D打印體表導板輔助置入Lisfranc螺釘技術有助于個性化精準置釘，減少透視次數，縮短置釘時間，并降低血管神經損傷風險。同時經皮膚放置的3D打印導板，不同于經骨面放置的導板，它既可以做到微創，又可以實現精準，無需切開皮膚接觸內部組織，無須放入體內，對材質要求不高，成本低廉，在未來臨床中應該有一定的應用價值。