引用本文： 徐燕, 刘帅, 胡军, 张惠康, 姚庆强, 王黎明. 3D 打印导航模板辅助 Ludloff 截骨矫形术治疗中重度外翻. 中国修复重建外科杂志, 2018, 32(7): 906-911. doi: 10.7507/1002-1892.201801163 复制
ﾙ外翻畸形是临床常见的较为复杂的足部疾病，迄今用来治疗此病患的外科矫形术式累计超过 200 种[1-2]。临床上选择何种矫形术式，主要取决于ﾙ外翻畸形程度[2]。术前医生于 X 线片测量ﾙ外翻角（hallux valgus angle，HVA）及跖骨间角（intermetatarsal angle，IMA），推算术中截骨平面和角度，因此ﾙ外翻畸形手术的效果很大程度上依赖于医生的临床经验[3]。数字医学的发展，尤其 3D 打印技术的发展，为骨科临床带来了巨大帮助[4-6]。我们利用计算机辅助设计和 3D 打印技术，重建足三维模型，设计并制作个体化 Ludloff 截骨矫形术 3D 打印导航模板，用于中重度ﾙ外翻畸形术前截骨手术过程模拟，并辅助术中截骨。现总结应用疗效，并与常规 Ludloff 截骨矫形术疗效进行比较，探讨 3D 打印导航模板用于中重度ﾙ外翻矫形手术的可行性和优势。报告如下。
1 临床资料
1.1 患者选择标准
纳入标准[7]：① 合并畸形，包括ﾙ趾外翻、第 1 跖骨内翻、第 1 跖趾关节内侧骨赘以及第 2、3 趾锤状趾，且畸形进行性加重；② 存在持续性功能疼痛，经保守治疗无法缓解，由ﾙ囊炎、锤状趾、足底胼胝、外侧跖骨应力集中等引起；③ 根据双足负重位 X 线片测量评价为中重度ﾙ外翻，其中中度为 20°<HVA≤40°、13°<IMA≤16°，重度为 HVA>40°、IMA>16°；④ 无ﾙ外翻手术史。排除标准：① 类风湿性关节炎；② 神经肌源性疾病或结缔组织病引起的足部关节病变；③ 第 1 跖趾关节有骨关节病及活动性感染者；④ 严重骨质疏松；⑤ 依从性差或诊断不明确者。
2013 年 4 月—2015 年 2 月，28 例（28 足）拟行 Ludloff 截骨矫形术治疗的中重度ﾙ外翻患者符合选择标准，纳入研究。采用随机数字表法将患者分为两组，每组 14 例。A 组为使用 3D 打印导航模板辅助手术组，B 组为常规手术组。本研究通过南京医科大学附属南京医院临床伦理委员会批准，所有患者均签署知情同意书。
1.2 一般资料
A 组：男 4 例，女 10 例；年龄 41～66 岁，平均 56.1 岁。病程 4～27 年，平均 12 年。左足 6 例，右足 8 例。HVA（47.7±6.8）°、IMA（14.8±1.6）°。ﾙ外翻分度：中度 4 例，重度 10 例。7 例合并第 2 趾骑跨，4 例合并扁平足。B 组：男 2 例，女 12 例；年龄 38～62 岁，平均 52.7 岁。病程 3.5～24 年，平均 10 年。左足 7 例，右足 7 例。HVA（48.9±5.8）°、IMA（15.3±2.0）°。ﾙ外翻分度：中度 3 例，重度 9 例。5 例合并第 2 趾骑跨，2 例合并扁平足，1 例合并第 2 跖骨头坏死，1 例合并胫侧籽骨发育不良。
两组患者性别、年龄、患足侧别、ﾙ外翻分度等一般资料比较，差异均无统计学意义（P>0.05），具有可比性。
1.3 3D 打印导航模板制备及手术方案制定
1.3.1 足三维模型制备
采用双源 64 排螺旋 CT （Siemens 公司，德国）采集 A 组患者踝关节以远患足数据；扫描参数：电压 120 kV，扫面矩阵 512×512，层厚 1 mm。扫描后数据以 Dicom 格式导入 Mimics 17.0 软件（Materialise 公司，比利时），利用 Regin Growing、Edit Masks 功能构建患足三维重建模型，并保存为 STL 文件。
1.3.2 导航模板设计制备及手术方案制定
将获得的患足三维重建模型 STL 文件导入 3-matics 软件（Materialise 公司，比利时），模拟实施 Ludloff 截骨矫形术。患足侧视图后旋 8°，垂直当前视角从第 1 跖骨近背侧至远趾侧作一平面与跖骨干成 30° 角，距离截骨面近端 3～4 mm 处作一垂直于跖骨干截骨面的垂线。平面即为 Ludloff 截骨面，垂线为第 1 枚克氏针位置。以第 1 枚克氏针为旋转轴使跖骨远端外旋，纠正增大的 IMA，从而使其在正常范围并记录外旋角度。在截骨面远端垂直截骨面作第 2 条垂线，即第 2 枚克氏针位置。通过模拟手术最终确定截骨面以及第 1、2 枚克氏针位置，同时确定了外旋纠正角度。选取第 1 跖骨内侧为贴合面，偏置 3 mm 作为导板贴合部，同时设计 2 mm 宽气动摆锯槽及直径 2 mm 克氏针导向槽，三者作布尔加运算即获得 Ludloff 截骨导航模板。
将导航模板 STL 文件载入快速成型软件 Makerbot 中，并设置参数：层厚 0.1 mm、温度 200℃，添加支撑及底面。利用 Makerbot 软件转变 STL 文件为 X3g 文件，利用医用聚乳酸材料，通过熔融沉积制造技术以 HY-500FDM 专业级 3D 打印机（南京冬尚生物科技有限公司）逐层加工，最终去除支撑及平台，得到 Ludloff 截骨导航模板。
1.4 手术方法
A、B 组手术均由同一组医生完成。两组患者取平卧位，采用持续硬膜外阻滞麻醉。手术方法均为第 1 跖骨远端内侧骨赘切除、外侧关节囊松解、ﾙ收肌切断及内侧关节囊紧缩，并于第 1 跖骨采用 Ludloff 截骨矫正畸形，最后用 2 枚 Herbert 螺钉固定。
其中 A 组截骨操作如下：术中显露跖楔关节及完整第 1 跖骨干，将 3D 打印 Ludloff 截骨导航模板贴附于第 1 跖骨干，在截骨槽处行第 1 跖骨干近背侧斜向远趾侧的截骨。截骨时可结合轻度旋后（8～15°），在完成截骨 3/4 后，从背侧骨片近端打入 1 枚克氏针；随后完全截断远端骨块，推挤跖骨远端以固定克氏针为轴向外旋转，旋转至术前设计外旋纠正角度位置后，再打入第 2 枚克氏针。取出导航模板后，依次拧入 2 枚 3.2 mm Herbert 螺钉固定截骨面。最后修整远端截骨块旋转后暴露的近端跖骨突出骨尖端。B 组采用传统截骨方法。
1.5 术后处理
两组患者术后均用纱布和弹力绷带加压包扎 3 周（ﾙ趾固定于中立或轻度内翻位）。术后 24 h 内常规观察局部血运，下肢抬高 3 d，术后 2～3 周检查切口予以拆线，并穿矫形鞋负重行走。术后 6～8 周 X 线片复查示截骨愈合后拆除绷带，患者在可以耐受情况下开始负重训练。
1.6 疗效评价指标
记录两组手术时间、术中出血量及术后并发症情况。并于术前、术后即刻及末次随访时，采用美国矫形足踝协会（AOFAS）评分评价患足功能；摄负重位足正侧位 X 线片，测量 HVA、IMA 及第 1 跖骨长度短缩程度（与术前差值）。
1.7 统计学方法
采用 SPSS13.0 统计软件进行分析。计量资料以均数±标准差表示，两组间比较采用独立样本 t 检验；组内手术前后比较采用重复测量方差分析，两两比较采用 LSD 检验。计数资料比较采用 χ2 检验。检验水准 α=0.05。
2 结果
两组患者术后切口均Ⅰ期愈合，无感染等早期并发症发生。患者均获随访，随访时间 18～40 个月，平均 26.4 个月。A、B 组手术时间分别为（39.1±5.0）、（55.4±4.5）min，术中出血量分别为（26.9±3.1）、（37.9±2.9）mL，组间比较差异均有统计学意义（t=0.329，P=0.000；t=0.002，P=0.000）。A、B 组术后即刻及末次随访时的 HVA、IMA 和 AOFAS 评分与术前比较，差异均有统计学意义（P<0.05）；术后即刻与末次随访时比较，差异无统计学意义（P>0.05）。A、B 组间术前、术后即刻及末次随访时的 HVA、IMA 比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。A、B 组间术前 AOFAS 评分比较，差异无统计学意义（P>0.05）；但术后即刻及末次随访时差异有统计学意义（P<0.05）。A、B 组间术后即刻及末次随访时第 1 跖骨长度短缩比较，差异有统计学意义（P<0.05）。见表 1。术后除 B 组 1 例发生转移性跖骨痛外，A、B 组均未发生术后截骨部位骨折、截骨部位不愈合或畸形愈合、骨块移位、内固定物松动、ﾙ内翻等并发症。见图 1。
表1
两组患者手术前后 HVA、IMA、AOFAS 评分及第 1 跖骨长度短缩比较（n=14，
）
Table1.
Comparison of pre- and post-operative HVA, IMA, AOFAS score, and first metatarsal length shortening between 2 groups (n=14,
)
图1
A 组患者，男，57 岁，左足重度外翻
a. 术前正侧位 X 线片；b. 术前患足外观；c. 术前足部三维模型重建及导航模板设计；d. 术前模拟手术；e. 术中在导航模板引导下截骨；f. 术后 2 周正侧位 X 线片；g. 术后 2 周患足外观；h. 术后 1 年正位 X 线片；i. 术后 1 年患足外观
Figure1. A 57-year-old male patient with left severe hallux valgu in group Aa. Preoperative anteroposterior and lateral X-ray films; b. Preoperative appearance of the left foot; c. Preoperative design of the 3D reconstruction foot model and navigation template; d. Preoperative simulation operation; e. Ludloff osteotomy assisted by the 3D printed navigation template; f. Anteroposterior and lateral X-ray films at 2 weeks after operation; g. Appearance of the left foot at 2 weeks after operation; h. Anteroposterior X-ray film at 1 year after operation; i. Appearance of the left foot at 1 year after operation
3 讨论
近来，随着社会的进步及人们生活方式的改变，ﾙ外翻发病率呈现明显增长趋势。其发病机制主要为第 1 跖骨内翻成角伴第 1 跖骨头外旋，从而导致ﾙ趾旋前。常见并发症除ﾙ趾外翻畸形、第 1 跖骨内翻外，还伴有第 1 跖趾关节炎、1 个或多个足趾锤状趾畸形、跖骨痛、ﾙ囊和胼胝体形成等[2-3]。因为ﾙ外翻涉及的病理生理和生物力学改变复杂，目前临床上只能采用手术进行矫治，其外科治疗也极具挑战性[8]。随着临床广泛应用 Ludloff 截骨矫形术治疗ﾙ外翻，人们发现ﾙ外翻畸形的矫正可引起第 1 跖骨长度、高度等发生一系列改变，而这些问题与手术截骨角度、大小及方向判断有关，也影响着手术安全性和准确性[9]。因此术前医生对患足ﾙ外翻畸形程度的准确评估，是该矫形手术成功的重要因素。现在临床对ﾙ外翻畸形术前评估，通常依据足正侧位 X 线片测量 HVA 和 IMA，间接推算术中截骨平面和角度。因此ﾙ外翻畸形手术的效果，很大程度上依赖外科医生的临床经验。另外，X 线片为二维图像，不能呈现出手术过程中三维感观。
3D 打印技术在复杂骨科疾病的矫形和修复重建手术中具有独特优势。我们前期将 3D 打印技术应用于先天性髋关节发育不良股骨近端截骨术及髋、膝关节置换术，均获得了较满意疗效[10-12]。在前期研究经验基础上，我们利用计算机辅助软件结合 3D 打印技术，设计制备出个体化 Ludloff 截骨矫形术导航模板，用于辅助术中截骨。本研究结果显示，两组患足术后 HVA、IMA 及 AOFAS 评分均较术前有显著改善，提示 3D 打印导航模板辅助手术可获得较好疗效。但 A、B 组间 HVA、IMA 比较无统计学差异，分析可能有两方面原因：第一，与本研究采用 Ludloff 截骨矫形术有关[13-16]。Ludloff 截骨术本身即可显著纠正第 1 跖骨的内翻及ﾙ趾外翻，而且该术式内固定可靠，能满足患者早期负重锻炼要求，因此两组测量结果差异有限。其次，由于 A 组患者是在仰卧位下完成足 CT 扫描，获取的 CT 数据难以完全还原负重体位下足部各骨之间的空间排列，因此 IMA 测量存在一定误差，这种误差只能通过负重位 X 线片测量进行部分矫正。
Ludloff 截骨术后存在跖骨长度短缩，是影响疗效的一个重要因素。由于ﾙ外翻患者本身存在跖骨内翻、头下籽骨半脱位及导致的足横弓塌陷，如截骨术后跖骨长度进一步缩短，可能会增加前足中央负重，进而导致术后转移性跖骨痛[17]。本研究 A、B 组间术后即刻及末次随访时第 1 跖骨长度短缩比较，差异有统计学意义；术后 B 组 1 例发生转移性跖骨痛，A 组无相关并发症发生。分析与 A 组借助 CT 三维重建图像和截骨导航模板模拟 Ludloff 截骨矫形术，可以更精确控制变量，达到术前对术中截骨平面和角度的快速定位和精准模拟，减少了手术中人为操作失误有关。
综上述，对于中重度ﾙ外翻采用 3D 打印导航模板辅助 Ludloff 截骨矫形术，可以达到术前准确制定手术计划、术中实施精准截骨的目的，提高了手术准确性和安全性。但是本研究也存在一些局限性：① 样本量相对较少，仍需大样本量的临床研究；② 本研究仅用于一种术式，仍需探讨 3D 打印导航模板用于其他ﾙ外翻矫形术式的可行性，进一步明确优势；③ 截骨方案的设计无法模拟矫正后足底压力的分布变化情况。因此，如能通过足负重位 CT 数据，并掌握患者日常行走时足底压力分布情况，从解剖学、生物力学两方面相结合设计制备截骨导航模板，将会更加合理。
ﾙ外翻畸形是临床常见的较为复杂的足部疾病，迄今用来治疗此病患的外科矫形术式累计超过 200 种[1-2]。临床上选择何种矫形术式，主要取决于ﾙ外翻畸形程度[2]。术前医生于 X 线片测量ﾙ外翻角（hallux valgus angle，HVA）及跖骨间角（intermetatarsal angle，IMA），推算术中截骨平面和角度，因此ﾙ外翻畸形手术的效果很大程度上依赖于医生的临床经验[3]。数字医学的发展，尤其 3D 打印技术的发展，为骨科临床带来了巨大帮助[4-6]。我们利用计算机辅助设计和 3D 打印技术，重建足三维模型，设计并制作个体化 Ludloff 截骨矫形术 3D 打印导航模板，用于中重度ﾙ外翻畸形术前截骨手术过程模拟，并辅助术中截骨。现总结应用疗效，并与常规 Ludloff 截骨矫形术疗效进行比较，探讨 3D 打印导航模板用于中重度ﾙ外翻矫形手术的可行性和优势。报告如下。
1 临床资料
1.1 患者选择标准
纳入标准[7]：① 合并畸形，包括ﾙ趾外翻、第 1 跖骨内翻、第 1 跖趾关节内侧骨赘以及第 2、3 趾锤状趾，且畸形进行性加重；② 存在持续性功能疼痛，经保守治疗无法缓解，由ﾙ囊炎、锤状趾、足底胼胝、外侧跖骨应力集中等引起；③ 根据双足负重位 X 线片测量评价为中重度ﾙ外翻，其中中度为 20°<HVA≤40°、13°<IMA≤16°，重度为 HVA>40°、IMA>16°；④ 无ﾙ外翻手术史。排除标准：① 类风湿性关节炎；② 神经肌源性疾病或结缔组织病引起的足部关节病变；③ 第 1 跖趾关节有骨关节病及活动性感染者；④ 严重骨质疏松；⑤ 依从性差或诊断不明确者。
2013 年 4 月—2015 年 2 月，28 例（28 足）拟行 Ludloff 截骨矫形术治疗的中重度ﾙ外翻患者符合选择标准，纳入研究。采用随机数字表法将患者分为两组，每组 14 例。A 组为使用 3D 打印导航模板辅助手术组，B 组为常规手术组。本研究通过南京医科大学附属南京医院临床伦理委员会批准，所有患者均签署知情同意书。
1.2 一般资料
A 组：男 4 例，女 10 例；年龄 41～66 岁，平均 56.1 岁。病程 4～27 年，平均 12 年。左足 6 例，右足 8 例。HVA（47.7±6.8）°、IMA（14.8±1.6）°。ﾙ外翻分度：中度 4 例，重度 10 例。7 例合并第 2 趾骑跨，4 例合并扁平足。B 组：男 2 例，女 12 例；年龄 38～62 岁，平均 52.7 岁。病程 3.5～24 年，平均 10 年。左足 7 例，右足 7 例。HVA（48.9±5.8）°、IMA（15.3±2.0）°。ﾙ外翻分度：中度 3 例，重度 9 例。5 例合并第 2 趾骑跨，2 例合并扁平足，1 例合并第 2 跖骨头坏死，1 例合并胫侧籽骨发育不良。
两组患者性别、年龄、患足侧别、ﾙ外翻分度等一般资料比较，差异均无统计学意义（P>0.05），具有可比性。
1.3 3D 打印导航模板制备及手术方案制定
1.3.1 足三维模型制备
采用双源 64 排螺旋 CT （Siemens 公司，德国）采集 A 组患者踝关节以远患足数据；扫描参数：电压 120 kV，扫面矩阵 512×512，层厚 1 mm。扫描后数据以 Dicom 格式导入 Mimics 17.0 软件（Materialise 公司，比利时），利用 Regin Growing、Edit Masks 功能构建患足三维重建模型，并保存为 STL 文件。
1.3.2 导航模板设计制备及手术方案制定
将获得的患足三维重建模型 STL 文件导入 3-matics 软件（Materialise 公司，比利时），模拟实施 Ludloff 截骨矫形术。患足侧视图后旋 8°，垂直当前视角从第 1 跖骨近背侧至远趾侧作一平面与跖骨干成 30° 角，距离截骨面近端 3～4 mm 处作一垂直于跖骨干截骨面的垂线。平面即为 Ludloff 截骨面，垂线为第 1 枚克氏针位置。以第 1 枚克氏针为旋转轴使跖骨远端外旋，纠正增大的 IMA，从而使其在正常范围并记录外旋角度。在截骨面远端垂直截骨面作第 2 条垂线，即第 2 枚克氏针位置。通过模拟手术最终确定截骨面以及第 1、2 枚克氏针位置，同时确定了外旋纠正角度。选取第 1 跖骨内侧为贴合面，偏置 3 mm 作为导板贴合部，同时设计 2 mm 宽气动摆锯槽及直径 2 mm 克氏针导向槽，三者作布尔加运算即获得 Ludloff 截骨导航模板。
将导航模板 STL 文件载入快速成型软件 Makerbot 中，并设置参数：层厚 0.1 mm、温度 200℃，添加支撑及底面。利用 Makerbot 软件转变 STL 文件为 X3g 文件，利用医用聚乳酸材料，通过熔融沉积制造技术以 HY-500FDM 专业级 3D 打印机（南京冬尚生物科技有限公司）逐层加工，最终去除支撑及平台，得到 Ludloff 截骨导航模板。
1.4 手术方法
A、B 组手术均由同一组医生完成。两组患者取平卧位，采用持续硬膜外阻滞麻醉。手术方法均为第 1 跖骨远端内侧骨赘切除、外侧关节囊松解、ﾙ收肌切断及内侧关节囊紧缩，并于第 1 跖骨采用 Ludloff 截骨矫正畸形，最后用 2 枚 Herbert 螺钉固定。
其中 A 组截骨操作如下：术中显露跖楔关节及完整第 1 跖骨干，将 3D 打印 Ludloff 截骨导航模板贴附于第 1 跖骨干，在截骨槽处行第 1 跖骨干近背侧斜向远趾侧的截骨。截骨时可结合轻度旋后（8～15°），在完成截骨 3/4 后，从背侧骨片近端打入 1 枚克氏针；随后完全截断远端骨块，推挤跖骨远端以固定克氏针为轴向外旋转，旋转至术前设计外旋纠正角度位置后，再打入第 2 枚克氏针。取出导航模板后，依次拧入 2 枚 3.2 mm Herbert 螺钉固定截骨面。最后修整远端截骨块旋转后暴露的近端跖骨突出骨尖端。B 组采用传统截骨方法。
1.5 术后处理
两组患者术后均用纱布和弹力绷带加压包扎 3 周（ﾙ趾固定于中立或轻度内翻位）。术后 24 h 内常规观察局部血运，下肢抬高 3 d，术后 2～3 周检查切口予以拆线，并穿矫形鞋负重行走。术后 6～8 周 X 线片复查示截骨愈合后拆除绷带，患者在可以耐受情况下开始负重训练。
1.6 疗效评价指标
记录两组手术时间、术中出血量及术后并发症情况。并于术前、术后即刻及末次随访时，采用美国矫形足踝协会（AOFAS）评分评价患足功能；摄负重位足正侧位 X 线片，测量 HVA、IMA 及第 1 跖骨长度短缩程度（与术前差值）。
1.7 统计学方法
采用 SPSS13.0 统计软件进行分析。计量资料以均数±标准差表示，两组间比较采用独立样本 t 检验；组内手术前后比较采用重复测量方差分析，两两比较采用 LSD 检验。计数资料比较采用 χ2 检验。检验水准 α=0.05。
2 结果
两组患者术后切口均Ⅰ期愈合，无感染等早期并发症发生。患者均获随访，随访时间 18～40 个月，平均 26.4 个月。A、B 组手术时间分别为（39.1±5.0）、（55.4±4.5）min，术中出血量分别为（26.9±3.1）、（37.9±2.9）mL，组间比较差异均有统计学意义（t=0.329，P=0.000；t=0.002，P=0.000）。A、B 组术后即刻及末次随访时的 HVA、IMA 和 AOFAS 评分与术前比较，差异均有统计学意义（P<0.05）；术后即刻与末次随访时比较，差异无统计学意义（P>0.05）。A、B 组间术前、术后即刻及末次随访时的 HVA、IMA 比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。A、B 组间术前 AOFAS 评分比较，差异无统计学意义（P>0.05）；但术后即刻及末次随访时差异有统计学意义（P<0.05）。A、B 组间术后即刻及末次随访时第 1 跖骨长度短缩比较，差异有统计学意义（P<0.05）。见表 1。术后除 B 组 1 例发生转移性跖骨痛外，A、B 组均未发生术后截骨部位骨折、截骨部位不愈合或畸形愈合、骨块移位、内固定物松动、ﾙ内翻等并发症。见图 1。
表1
两组患者手术前后 HVA、IMA、AOFAS 评分及第 1 跖骨长度短缩比较（n=14，
）
Table1.
Comparison of pre- and post-operative HVA, IMA, AOFAS score, and first metatarsal length shortening between 2 groups (n=14,
)
图1
A 组患者，男，57 岁，左足重度外翻
a. 术前正侧位 X 线片；b. 术前患足外观；c. 术前足部三维模型重建及导航模板设计；d. 术前模拟手术；e. 术中在导航模板引导下截骨；f. 术后 2 周正侧位 X 线片；g. 术后 2 周患足外观；h. 术后 1 年正位 X 线片；i. 术后 1 年患足外观
Figure1. A 57-year-old male patient with left severe hallux valgu in group Aa. Preoperative anteroposterior and lateral X-ray films; b. Preoperative appearance of the left foot; c. Preoperative design of the 3D reconstruction foot model and navigation template; d. Preoperative simulation operation; e. Ludloff osteotomy assisted by the 3D printed navigation template; f. Anteroposterior and lateral X-ray films at 2 weeks after operation; g. Appearance of the left foot at 2 weeks after operation; h. Anteroposterior X-ray film at 1 year after operation; i. Appearance of the left foot at 1 year after operation
3 讨论
近来，随着社会的进步及人们生活方式的改变，ﾙ外翻发病率呈现明显增长趋势。其发病机制主要为第 1 跖骨内翻成角伴第 1 跖骨头外旋，从而导致ﾙ趾旋前。常见并发症除ﾙ趾外翻畸形、第 1 跖骨内翻外，还伴有第 1 跖趾关节炎、1 个或多个足趾锤状趾畸形、跖骨痛、ﾙ囊和胼胝体形成等[2-3]。因为ﾙ外翻涉及的病理生理和生物力学改变复杂，目前临床上只能采用手术进行矫治，其外科治疗也极具挑战性[8]。随着临床广泛应用 Ludloff 截骨矫形术治疗ﾙ外翻，人们发现ﾙ外翻畸形的矫正可引起第 1 跖骨长度、高度等发生一系列改变，而这些问题与手术截骨角度、大小及方向判断有关，也影响着手术安全性和准确性[9]。因此术前医生对患足ﾙ外翻畸形程度的准确评估，是该矫形手术成功的重要因素。现在临床对ﾙ外翻畸形术前评估，通常依据足正侧位 X 线片测量 HVA 和 IMA，间接推算术中截骨平面和角度。因此ﾙ外翻畸形手术的效果，很大程度上依赖外科医生的临床经验。另外，X 线片为二维图像，不能呈现出手术过程中三维感观。
3D 打印技术在复杂骨科疾病的矫形和修复重建手术中具有独特优势。我们前期将 3D 打印技术应用于先天性髋关节发育不良股骨近端截骨术及髋、膝关节置换术，均获得了较满意疗效[10-12]。在前期研究经验基础上，我们利用计算机辅助软件结合 3D 打印技术，设计制备出个体化 Ludloff 截骨矫形术导航模板，用于辅助术中截骨。本研究结果显示，两组患足术后 HVA、IMA 及 AOFAS 评分均较术前有显著改善，提示 3D 打印导航模板辅助手术可获得较好疗效。但 A、B 组间 HVA、IMA 比较无统计学差异，分析可能有两方面原因：第一，与本研究采用 Ludloff 截骨矫形术有关[13-16]。Ludloff 截骨术本身即可显著纠正第 1 跖骨的内翻及ﾙ趾外翻，而且该术式内固定可靠，能满足患者早期负重锻炼要求，因此两组测量结果差异有限。其次，由于 A 组患者是在仰卧位下完成足 CT 扫描，获取的 CT 数据难以完全还原负重体位下足部各骨之间的空间排列，因此 IMA 测量存在一定误差，这种误差只能通过负重位 X 线片测量进行部分矫正。
Ludloff 截骨术后存在跖骨长度短缩，是影响疗效的一个重要因素。由于ﾙ外翻患者本身存在跖骨内翻、头下籽骨半脱位及导致的足横弓塌陷，如截骨术后跖骨长度进一步缩短，可能会增加前足中央负重，进而导致术后转移性跖骨痛[17]。本研究 A、B 组间术后即刻及末次随访时第 1 跖骨长度短缩比较，差异有统计学意义；术后 B 组 1 例发生转移性跖骨痛，A 组无相关并发症发生。分析与 A 组借助 CT 三维重建图像和截骨导航模板模拟 Ludloff 截骨矫形术，可以更精确控制变量，达到术前对术中截骨平面和角度的快速定位和精准模拟，减少了手术中人为操作失误有关。
综上述，对于中重度ﾙ外翻采用 3D 打印导航模板辅助 Ludloff 截骨矫形术，可以达到术前准确制定手术计划、术中实施精准截骨的目的，提高了手术准确性和安全性。但是本研究也存在一些局限性：① 样本量相对较少，仍需大样本量的临床研究；② 本研究仅用于一种术式，仍需探讨 3D 打印导航模板用于其他ﾙ外翻矫形术式的可行性，进一步明确优势；③ 截骨方案的设计无法模拟矫正后足底压力的分布变化情况。因此，如能通过足负重位 CT 数据，并掌握患者日常行走时足底压力分布情况，从解剖学、生物力学两方面相结合设计制备截骨导航模板，将会更加合理。
