3D打印切模辅助全膝关节置换手术的配合要点报告

医疗实践和生命科学充分利用进展工程学科 , 特别是 3D打印技术在医学领域的发展。目前 , 3D 打印技术制作的人造骨骼已经成功应用于临床 , 科技诊疗技术已是医院发展的必然趋势[1-3]。2013 年 12 月 ~2014 年 2 月 , 本院实施 15 例 3D打印切模辅助全膝关节置换术 ,
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论文摘要

  医疗实践和生命科学充分利用进展工程学科 , 特别是 3D打印技术在医学领域的发展。目前 , 3D 打印技术制作的人造骨骼已经成功应用于临床 , 科技诊疗技术已是医院发展的必然趋势[1-3]。2013 年 12 月 ~2014 年 2 月 , 本院实施 15 例 3D打印切模辅助全膝关节置换术 , 制备患者膝关节个体化 3D打印切模 , 手术效果良好 , 现将手术配合要点报告如下。

  1资料与方法

  1. 1一般资料 本组 15 例患者 , 女 13 例 , 男 2 例 , 年龄65~83 岁 , 平均年龄 74 岁 , 美国麻醉师协会 (ASA) 评分≤Ⅲ级。全部为双膝关节置换 , 严重膝关节骨性关节炎 15 例。

  所有患者均符全膝关节置换术的适应证 , 无手术禁忌证。

  1. 2方法

  1. 2. 1手术方法 术前行局部麻醉 , 患者取仰卧位并进行常规止血、洗手、消毒、铺巾、更衣、戴手套。术中取右膝前正中切口入路 , 长约 15 cm 左右 , 依次切开皮肤、皮下组织 ,并沿深筋膜下间隙向两侧游离各约 3 cm, 暴露出膝关节前锋、股四头肌肌腱。

  沿着股四头肌肌腱、髌骨内侧缘至胫骨结节内侧弧形切开髌上囊及关节囊 , 吸干淡黄色的关节积液 , 使得髌骨向外侧翻转 , 屈膝 90°, 切除增生的滑膜组织、前交叉韧带、内外侧半月板 , 清楚髌骨增生的骨赘。外侧软组织松解。将胫骨近端切模安装在胫骨近端 , 术中见切模与胫骨近端匹配良好 , 对胫骨进行截骨。清除右侧股骨软骨面 , 安装股骨切模 ,对股骨远端进行截骨 , 并确定 3.5 号四合一截骨模块安装位置 , 安装四合一切骨模块 , 对股骨前髁、后髁、前斜角、后斜角进行截骨 , 放置 3.5 号股骨假体试模 , 在其引导下进行髁间截骨。对胫骨近端进行打孔 ( 打孔器 ), 安装股骨、胫骨试模 , 用间隙垫测定伸膝位和屈膝位关节间隙。脉冲式冲洗约 1500 ml 生理盐水 , 吸干。右股骨、胫骨截骨面铺垫骨水泥 ,安装膝关节假体及垫片 , 术中测量力线良好 , 放置负压引流管 , 清点器械、纱布无误 , 逐层关闭切口。左膝同法置换。

  1. 2. 23D 打印 将三维重建输出的膝关节截骨模板 STL 格式文件导入快速成型机前处理软件 , 利用激光 RP 快速成型机将骨骼模型和切除模板同时制作出来备用。在术前 , 实体模型有助于手术医师对患者病情有更加深入的掌握 , 也使患者及家属了解病变的复杂性以及手术操作的危险性 , 取得患者及家属的理解与配合 , 使健康教育工作更加顺利地开展。

  手术中 , 显示膝关节解剖后可以安装辅助切除模板以引导截骨 , 进行截骨的精确切除 , 使手术获得精准化切除参考资料。

  1. 2. 3护理配合

  1. 2. 3. 1术前访视。3D 打印切模辅助全膝关节置换术是本院开展的新技术 , 患者对此术式缺乏了解 , 因此巡回护士于手术前 1 d 到病房访视患者 , 了解患者的一般情况 , 向其介绍 3D 打印切模辅助优势 , 播放介绍视频 , 展示打印切模 , 并说明手术方法、体位、麻醉及手术的先进性、安全性 , 解除患者心理压力 , 以良好的心态接受手术[4]。洗手护士参加了术前讨论 , 掌握术式及术者的基本要求。

  1. 2. 3. 2器械准备。准备常用的骨科器械、定制的 3D 打印截骨切模、多功能高频电刀、脉冲冲洗装置、膝关节置换器械如电钻、电锯、人工膝关节等。

  1. 2. 3. 3手术间准备。将患者安置在百级层流手术间 , 把手术所需的物品、器械及药品等准备在手术间 , 减少术中因需物品进出手术间而增加感染的机会。对人工关节置换手术间人员有严格的限制 , 不允许频繁进出。参与手术人员应严格手消毒 , 常规戴双层手套。手术间的温度保持在 22~24℃。

  1. 2. 3. 4巡回护士配合。①患者入室前应检查各种仪器 ,是否在备用状态 , 调节室温在 22~24℃。②患者入室后 , 做好保暖 , 巡回护士和麻醉医生、手术医生共同核对患者信息 , 建立静脉通道 , 配合麻醉医生进行麻醉。③患者取平卧位 , 双上肢自然外展置于两侧手术托上。分别在双侧大腿上2/3 处绑好自动气压止血带 , 设定正常止血带压力时下肢在55~65 kPa, 时间不超过 90 min。止血带下垫纱布并保持平整、无折以保护皮肤。松止血带前 , 器械护士要准备好纱垫 , 通知医生作好止血准备 , 放气时要缓慢。术毕送患者时巡回护士与病房护士作好床头交接[5]。④严格执行手术室安全核查制度 , 确保患者安全。⑤严格执行无菌操作技术。人工膝关节术后感染是具有灾难性的并发症。术前遵医嘱准确使用抗生素 , 严格保持手术室无菌状态 , 监督手术人员严格手消毒 ,戴双层手套 , 严格手术部位的消毒、铺巾 , 手术中严格无菌操作。⑥术中病情观察。关注手术进展 , 密切观察生命体征变化 , 发现异常应及时报告医生 , 并按医嘱及时处理。特别是在安装假体填充骨水泥时要注意血压的变化 , 确保手术的顺利进行。

  1. 2. 3. 5器械护士配合。手术使用的器械、物品、材料较多 ,器械护士提前 10~20 min 洗手上台 , 将器械、敷料妥善放置 ,整齐有序 , 和巡回护士共同清点所需用物 , 确保数目准确。

  协助手术医生消毒铺单。严格执行无菌操作 , 避免一切可能的污染。观察手术进展 , 准确无误地配合 3D 切模进行截骨。正确连接各种工具 , 使手术顺利进行[6]。熟练掌握手术步骤、各种器械及耗材的用途和使用方法 , 快速、准确无误地传递手术器械。术中冲洗时要保护好切口周围的敷料 , 避免潮湿和污染 , 如潮湿应立即更换。

  2结果

  通过良好的医护配合 , 15 例患者均顺利完成手术 , 术中未出现不良事件及并发症 ;15 例患者平均手术时间 2 h, 术中平均出血量 350 ml, 手术后 1 个月追踪随访膝关节功能满意。

  3讨论

  膝关节置换术是迄今为止治疗膝关节炎病变最为成功的手术方式之一。传统的膝关节置换手术器械复杂 , 手术步骤繁琐 , 手术需要术者根据大量的骨性标志进行截骨[7]。手术过程中如果对膝关节变形认识不足、操作器械使用不熟练就很容易造成手术失败 , 尤其是可能造成截骨不当、胫骨上端出现后侧皮质穿孔等并发症。术中在安装髓内定位杆时 , 很可能造成大量失血 , 出现脂肪栓等问题 , 因此在护理过程中这些危险因素加大了护理难度以及护理工作量 , 同时也会对患者术后康复造成严重影响[8]。

  CAD 和 3D 打印技术在膝关节置换手术的应用 , 改变了手术室传统的配合方式和对象 , 使得手术护理配合更简单化 ,更直接、快捷、有效 , 其先进性及高精度性对手术室护士提出更高的要求。根据手术方式的变化 , 掌握手术间的合理布局、3D 打印切模的正确使用以及手术流程的改良优化。术前做到置换工具及切模的完备 , 术中熟悉手术步骤 , 和术者默契配合 , 并做好手术间的人员管理。总之术前细心的准备 ,术中良好的配合以及保持良好的组织沟通、团队精神在整个手术过程中起到至关重要的作用[9]。

  由于计算机辅助设计以及 3D 打印技术的快速发展 , 使得在临床治疗中将人体的解剖结构进行工具定制 , 使得假体置换术成为可能。计算机的辅助设计使得对患者的解剖结施行三维重建 , 建立起模具进行术前策划、结构测量、假体个性化设计、工具设计等。3D 打印技术可以将计算机中的三维模型、假体以及工具等复杂结构数字文件生成为实物 , 以便临床医生的应用。3D 打印技术可以将计算机中设计各种复杂的产品通过增材技术一次制造成形 , 使得医学界通过 3D 技术制造人造骨骼、人造器官变为可能。可以说 3D 打印技术在医学领域的应用前景非常广泛 , 值得临床不断进行探索[10]。

  参考文献
  [1] 刘峰 , 张勇 , 任静 , 等 . 定制 3D 打印切模辅助膝关节置换术临床分析 . 中国实用医药 , 2014, 17(20):21-22.
  [2] 倪云玲 , 吴丹燕 , 柯萍 , 等 . 高龄高危患者同期行双侧人工全膝关节置换术的手术配合 . 实用医学杂志 , 2011, 27(4):692-693.
  [3] 陈焱 , 王晓宁 . 全膝关节置换术关节周围注射镇痛疗法的护理配合 . 国际骨科学杂志 , 2012, 33(1):78-79.
  [4] 王美珍 , 历小丽 . 人工全膝关节置换术的手术配合 . 现代中西医结结合杂志 , 2007, 16(17): 2467-2468.
  [5] 张婧 . 手眼式膝关节手术辅助机器人研究及准临床实验 . 上海交通大学 , 2010.
  [6] 申抒含 . 机器人辅助膝关节手术系统设计与术后评价算法研究 . 上海交通大学 , 2010.
  [7] 赵子健 . 机器人辅助全膝关节置换手术系统的研究及其在临床前的应用 . 上海交通大学 , 2009.
  [8] 刘强 . 全膝关节置换术治疗晚期类风湿性关节炎的早期临床疗效研究 . 山东中医药大学 , 2012.
  [9] 张金龙 . CPM 机应用于初次单膝全膝关节置换术后康复的效果研究 . 吉林大学 , 2012.
  [10]白波 . 计算机导航辅助技术和传统工具下全膝关节置换术后髌骨放射学位置的比较 . 滨州医学院 , 2011.

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