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个体化截骨导板在膝关节周围截骨术中的应用研究进展

【摘要】膝关节周围截骨包括胫骨近端内侧开放截骨、胫骨近端外侧闭合截骨、

股骨远端外侧开放截骨、股骨远端内侧开放截骨以及双部位截骨等。截骨术通过

矫正下肢力线使膝关节压力重新分布，可有效延缓膝关节骨关节炎进展。目前有

三种方法用于确定术中截骨撑开的角度，包括预钻孔法、楔形填充块法和角度引

导连杆法。冠状面的精准性采用髋膝-踝角、胫骨近端内侧机械角以及下肢负重

力线比率进行评估，矢状面的精准性采用胫骨后倾角进行评估。个体化截骨导板

可提高截骨精准性，其制备过程包括：（1）将双下肢低剂量CT数据以DICOM

格式导至重建软件，建立双下肢3D模型；（2）通过阈值分割确定截骨平面以及

撑开角度，导入钢板模型，确定每个螺钉的长度以及位置；（3）基于融合沉积

建模原理将混合物通过喷嘴逐层沉积材料，建立三维物体。膝关节周围截骨中使

用个体化截骨导板不仅能提高手术精准性，还能降低术中透视次数和并发症发生

率，手术效率及术后康复等方面均优于传统手术。膝关节周围截骨的常见并发症

为术中骨折、血肿、感染。随着新材料的不断升级以及设计理念的改良，个体化

截骨导板的精准度和效率将会进一步提高。未来的研究将致力于提高导板设计的

个性化程度和简化制造流程。

【关键词】膝关节；截骨术；打印，三维；综述

膝关节骨关节炎（osteoarthritis，OA）是导致膝关节疼痛的主要原因之一

［1-3］。文献报道截止2019年，全球OA患者已超过5亿，新发病例超过4100

万。预计到2035年，OA的发病率和患病率将会继续增加［4］。下肢内翻或外

翻畸形对膝关节OA的发生和发展有重要影响［5］。膝关节内侧间室承担体质量

的60%~70%。因此，膝关节内侧软骨更易磨损导致膝内翻。内翻畸形使下肢力线

移向内侧间室，更加重了内侧间室的负荷及内翻畸形［6］。多部指南和专家共

识指出阶梯疗法是治疗膝关节OA的标准流程，其中膝关节周围截骨术是治疗单

间室膝关节OA的有效方法［1，7-9］。膝关节周围截骨包括胫骨近端内侧开放

截骨、胫骨近端外侧闭合截骨、股骨远端外侧开放截骨、股骨远端内侧开放截骨

以及双部位截骨［10-11］。膝关节周围截骨通过矫正下肢力线使膝关节压力重

新分布，可有效延缓膝关节OA进展［12-15］。

传统膝关节周围截骨需术中反复透视，且术中透视易受肢体旋转和下肢非负

重位等因素影响，导致矫正不足或矫正过度［16-17］。既往文献报道膝关节周

围截骨的临床结局成功与否取决于手术指征的把握以及所有空间平面，尤其是冠

状面和矢状面的精准矫正［18-19］。为提高截骨精准性，目前有三种术前规划

方案：传统放射学评估、导航及个体化截骨导板（patientspecificcutting

guide，PSCG）［20-21］。3D打印技术可根据患者自身解剖模型进行术前规划，

并能按照规划制作PSCG，实现精准化、个体化治疗［22］。与计算机导航技术

相比，PSCG的优势在于学习曲线短和技术需求低［23-24］。PSCG在全膝关节置

换术中已广泛应用［25-26］，但应用于膝关节周围截骨中疗效尚存争议［27-2

8］。本文从PSCG制备原理及步骤、设计注意事项、精准性评估指标以及PSCG

在胫骨近端内侧开放截骨、股骨远端外侧开放截骨、股骨远端外侧闭合截骨以及

双部位截骨的有效性和安全性等方面归纳PSCG在膝关节周围截骨中的研究进展。

一、检索策略

以“patientspecificinstrument”“patientspecificcuttingguide

s”“osteotomyaroundtheknee”“hightibialosteotomy”“distalfe

moralosteotomy”为检索词在PubMed和WebofSci⁃ence数据库中进行检

索；以“个体化截骨导板”“膝关节截骨”为检索词在中国知网、万方、中国生

物医学文献服务系统、中华医学期刊全文数据库进行检索。检索时间为各数据库

建立至2023年9月。

文献纳入标准：（1）研究内容与PSCG辅助膝关节周围截骨相关；（2）文

献类型为临床论著、临床研究和综述。排除标准：（1）重复发表的文献；（2）

与本文主旨无关或相关度较低的文献；（3）中英文以外语种的文献；（4）无法

获得全文的文献。根据纳入及排除标准最终纳入文献20篇，其中中文文献1篇

［29］、英文文献19篇［2