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目的:探讨数字模拟与3D打印个体化股骨远端截骨导板在人工TKA中截骨的精确性与预知假体大小准确性,为实现个体化、精确化人工TKA提供依据。方法:1.随机选取四川省医学科学院﹒四川省人民医院骨科2016年3月至6月18例诊断为膝关节骨关节炎的患者,男:9例;女:9例;左侧:9例,右侧:9例;年龄:(68.6±8.3)岁。将影像图像数据以DICOM格式保存并导出。2.利用Mimics 16.0(Materialize比利时)软件进行图像分割重建股骨远端三维模型。3.术前双下肢全长站立位X片(LLRs)测量冠状面:股骨外翻角(FMAA)、外侧角(LFA)、髋膝踝角(HKA)、股胫角(FTA),矢状面:股骨远端外侧皮质线与解剖轴的夹角(ACA),在逆向工程软件中结合股骨远端三维模型确定股骨远端截骨角度、截骨厚度及预知假体大小,并三维解剖测量股骨远端前方皮质线与解剖轴夹角(ACA)、股骨后髁角(PCA),制定个体化手术方案。4.采用两种不同的股骨远端解剖轴定位方法,X线测量股骨前方皮质线与解剖轴夹角,比较两种方法有无差异,并且再比较实验法X线二维测量与CT三维测量有无差异,以验证实验法的准确性。5.利用逆向工程技术(Reverse Engineering RE)及快速成型技术(Rapid Prototyping RP),3D打印出带有截骨槽的个体化股骨远端截骨导板,应用于三维股骨模型进行手术预演,评估截骨精确度及预知假体大小准确度。结果:股骨远端内侧髁术前数字模拟截骨为(8.8±0.9)mm,实际操作截骨为(8.5±1.2)mm;外侧髁术前模拟截骨为(8.7±1.8)mm,实际操作截骨平均为(8.7±1.5)mm,股骨远端内侧髁与外侧髁在术前模拟截骨与实际操作截骨之间的差异均无统计学意义(P>0.05)。18例实际操作所选假体大小均与术前预计一致;X线片测量:实验法皮质线与解剖轴夹角为(-0.1±1.2)°,传统法测量皮质线与股骨远端1/3髓腔中心夹角为(-0.6±0.8)°,两种方法比较差异无统计学意义(P>0.05);三维解剖测量:皮质线与解剖轴夹角为(0.2±1.4)°,与实验法X片测量比较,两种方式之间差异无统计学意义(P>0.05);股骨后髁角(PCA)为(3.1±1.0)°。结论:1.基于数字模拟与3D打印技术可以为患者“量身定制”个体化模型,提供更直观、全面的信息,在股骨远端截骨精确性及预知假体大小准确性较高;2.术前二维与三维模型测量股骨远端前皮质线与解剖轴角度均近似为0°,可以作为传统人工TKA术中股骨髓腔杆在矢状面的插入参考线;3.股骨外科通髁轴相对于股骨后髁连线外旋(3.1±1.0)°,为恢复良好的旋转力线,建议术前测量个体化股骨外旋角度。目的:评估3D打印个体化股骨远端截骨导板在人工TKA中临床应用的精确性及安全性方法:1.实验组对象选自四川省人民医院骨科2016年7月至2017年2月采用3D打印个体化股骨远端截骨导板(Patient specific instrumentation,PSI)行人工TKA术的患者,男:9例,女:11例,年龄:(69.4±8.2)岁,BMI:(24.8±3.7)kg/㎡,术前HSS评分:(58.4±10.9)分,KSS功能评分:(43.5±15.5)分,WOMAC评分:分(49.3±7.8),VAS评分:(5.6±1.3)分,ROM:(102.5±21.4)°。假体采用LINK?GEMINI?PS与LINK?GEMINI?MKⅡ(LINK公司,德国)。对照组即采用传统器械(Conventional intramedullary cutting guides,CON)行人工TKA术,为回顾性筛选四川省人民医院骨科2014年9月至2016年12月期间,采用LINK膝关节假体置换的患者,术前诊断均为膝关节骨关节炎34例,男:12例,女:22例,年龄:(68.2±6.8)岁,BMI:(25.3±2.6)kg/㎡。2.两组均测量术前与术后双下肢全长正位片力线,包括股骨外翻角(FMAA)、股骨外侧角(LFA)、髋膝踝角(HKA)、股胫角(FTA)、股骨机械轴与关节线角(FFA)。3.记录手术时间、术中失血量、术后引流量,计算失血总量及隐性失血量。4.随访PSI组术后3个月,进行HSS、KSS等评分及测量ROM,评估术后疗效。结果:1.两组患者在性别、年龄、BMI等一般资料无显著差异(P>0.05);PSI组与CON组术前下肢力线测量:FMAA、LFA、HKA、FTA之间无显著差异(P>0.05)2.PSI组术后FMAA为(7.1±2.0)°,LFA为(83.3±2.4)°,HKA为(179.1±1.3)°,FTA为(173.6±2.0)°,FFA为(88.7±1.4)°。CON组术后FMAA为(5.9±1.8)°,LFA为(85.4±2.8)°,HKA为(179.3±2.2)°,FTA为(175.5±2.3)°,FFA为(87.3±3.0)°。两组术前FCA、LFA、HKA、FTA之间无显著差异(P>0.05);术后LFA、FTA之间差异有统计学意义(P<0.05),但FCA、HKA、FFA之间无显著差异(P>0.05)。3.术前工程软件计划的DFFA为(1.2±1.7)°与术后DFFA为(1.6±2.8)°相比差异无统计学意义(P>0.05);3.随访术后3个月HSS评分为(86.6±8.3)分,KSS功能评分为(77.5±13.4)分,WOMAC评分为(12.4±7.9)分,与术前相比差异均有统计学意义(P<0.05),但术后3个月膝关节ROM为(110.1±11.6)°,与术前相比差异无统计学意义(P>0.05)。4.PSI组手术时间为(112.5±18.6)min,术中失血量为(73.2±32.7)ml,失血总量为(419.4±211.8)ml,隐性失血量为(241.8±237.0)ml,术后24h引流量为(154.5±127.3)ml,血红蛋白平均减少(1.5±0.8)g/d L;CON组手术时间为(143.1±35.6)min,术中失血量为(155.9±109.2)ml,失血总量为(784.0±342.4)ml,隐性失血量为(451.1±351.3)ml,术后24h引流量平均为(218.1±156.2)ml,血红蛋白平均减少(2.7±1.1)g/d L。两组手术时间、术中失血量、失血总量、隐性失血量及血红蛋白平均减少量之间差异有统计学意义(P<0.05),但两组间术后24h引流量无统计学意义(P>0.05)。结论:1.3D打印个体化股骨远端截骨导板能显著改善下肢冠状面力线,与术前软模拟计划高度一致;2.能减少手术时间、术中失血量及隐性失血量,避免术中开髓导致的创伤;3.术中无血管神经损伤,术后无感染及深静脉栓塞发生;4.随访术后3个月膝关节功能恢复良好。因此3D打印个体化股骨远端截骨导板在人工TKA术中的临床应用安全性及纠正下肢力线的精确性均较高,且能获得较好的临床疗效。