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三维重建与快速成型在骨盆骨折诊断与治疗中的价值分析
目的:探讨三维重建与快速成型在骨盆骨折诊断与治疗中的价值.方法:随机抽取我院在2012年期间收治的50骨盆骨折患者的临床资料进行回顾性分析,将患者平均分为两组,一组采用常规方法给予诊断和治疗,一组患者采用三维重建和快速成型方法给予诊断治疗,针对两组患者的诊断治疗结果进行分析评价.结果:三维重建与快速成型在骨盆骨折诊断和治疗的应用效果明显优化于对照组,两种方法间诊断率存在着差异,差异显著,(P＜0.05).结论:采用三维重建与快速成型应用于骨盆骨折诊断与治疗中,其诊断明确,有利于患者治疗,具有较高的临床价值和意义,值得推广与应用.
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简析快速成型技术在口腔修复中的应用
目的 对口腔修复中快速成型技术的应用进行研究与探讨,提出相关建议.方法 选取本院2015年1月~2016年1月收治的口腔修复患者90例,将其随机分为对照组与实验组,每组患者为45例,其中对照组患者采用常规的口腔修复技术,实验组患者则是采用快速成型技术进行口腔修复,终对两组患者的口腔修复效果进行观察比较.结果 在经过一段时间的治疗后发现,实验组患者采用快速成型技术进行口腔修复,具备较高的疗效,患者的修复满意率、不良反应率以及治疗效果都明显优越与对照组患者,P<0.05差异有统计学意义.结论 在口腔修复中采用快速成型技术具有十分明显的优势,能够有效提升患者的修复效率,因此在临床口腔修复中值得推广.
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01专题
快速成型3D打印技术是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。《3D 打印技术的发展与在医疗器械中的应用》一文围绕着3D 打印技术概况、3D 打印在医疗器械中的发展应用等方面，介绍了3D打印技术已率先在医疗器械领域获得应用上的突破，可利用3D技术打印出人体的各个器官，这对于器官移植等医疗技术的发展会起到积极的推动作用。
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快速成型导航模板辅助颈椎螺钉置入的研究进展
颈椎螺钉内固定技术凭借其高融合率、手术节段即刻固定及良好的矫形能力在临床上得到广泛应用.但由于解剖结构变异、椎弓根较细等原因,采用传统方法置钉难度较大,螺钉穿孔率较高,可引起神经血管损伤等严重并发症.近年来快速成型导航模板被报道应用于辅助颈椎螺钉置入,以提高螺钉置入的准确性.本文通过回顾及总结近20年来已发表关于导航模板辅助颈椎螺钉置入相关文献,系统介绍了导航模板的制作与使用方法、设计理念发展历程以及在颈椎手术中的应用现状.目前相关临床及尸体研究证实在颈椎手术中,使用快速成型导航模板辅助颈椎螺钉置入可降低螺钉穿孔率、术中电离辐射伤害及手术时间,值得在临床工作中推广应用.但是不同设计类型的导航模板的具体临床疗效没有很高的总结.因此,更多比较不同设计类型导航模板准确性与安全性的尸体及临床试验急需进行,以帮助临床医生选择合适的导航模板进行手术.
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导航模板辅助脊柱椎弓根内固定术与传统椎弓根内固定术手术效果比较的Meta分析
目的:系统评价快速成型导航模板辅助脊柱椎弓根内固定术与传统通过解剖标志定位的内固定术的优良率与疗效.方法:计算机检索2017年6月前PubMed、The Cochrane Library(2017年5期)、Clinical Trial、Google Scholar、Web of Science、中国知网(CNKI)、万方(Wanfang Data)和维普(VIP)等中英文数据库,查找有关于导航模板辅助脊柱椎弓根螺钉置入与传统置入术临床疗效对比的临床随机对照试验(RCT)和前瞻性病例对照研究或回顾性病例对照研究.由2位研究者分别根据纳入与排除标准进行文献筛选、数据提取,通过Cochrane Handbook对纳入的随机对照试验进行方法学质量评价,通过NOS量表对纳入的前瞻性病例对照研究和回顾性病例对照研究进行方法学质量评价,采用Cochrane协作网RevMan 5.3软件对两种椎弓根螺钉置入方式所得疗效指标进行Meta分析.结果:终共纳入7篇文献,包括2篇RCT、1篇前瞻性病例对照研究和4篇回顾性病例对照研究,共计237例患者,置入椎弓根螺钉1 688枚,其中导航模板组898枚螺钉,传统手术组790枚螺钉.Meta分析结果显示:导航模板组与传统手术组在螺钉置入优良率的差异有统计学意义[OR=5.05,95％CI(3.13,8.16),P＜0.00001];两组胸腰段手术时间存在差异,且差异具有统计学意义[WMD=-27.19,95％CI(-38.21,-16.17),P＜0.00001];两组术中出血量存在差异,且差异有统计学差异[WMD=-100.82,95％CI(-182.26,-19.37),P=0.02].结论:导航模板脊柱椎弓根螺钉内固定术与传统椎弓根螺钉内固定术相比具有更好的临床疗效,可以提高螺钉置入的优良率,减少手术时间及术中出血量.
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计算机辅助设计与快速成形技术在复杂髋臼骨折切开复位内固定术中的应用
目的:探讨利用计算机辅助设计(computer-aided design,CAD)和快速成形技术(rapid prototyping,RP)进行切开复位内固定治疗复杂髋臼骨折的临床及功能疗效.方法:对2011年6月至2014年1月收治的23例复杂髋臼骨折利用CAD和RP进行切开复位内固定治疗,男14例,女9例;年龄22～68岁,平均39.96岁.骨折按Letoumel-Judet分型:双柱骨折(X)13例,T形骨折(Ⅷ)5例,前柱及后半横行骨折(Ⅸ)5例.术后采用改良Matta髋臼骨折复位标准评定骨折复位质量,末次随访时采用改良d'Aubigné-Postel功能评分标准评定髋关节功能,并记录随访过程中出现的并发症.结果:23例患者获随访,时间10～38个月,平均20.6个月.手术时间90～180 min,平均123 min;术中出血量400～1 400 ml,平均728 ml;根据改良Matta髋臼骨折复位标准:解剖复位14例,良好复位8例,不满意复位1例;末次随访时改良d'Aubigé-Postel髋关节功能评分:优15例,良6例,可1例,差1例;随访过程中发现3例创伤性关节炎,1例坐骨神经损伤,1例髋臼脱位,2例异位骨化,1例股骨头坏死.结论:利用CAD和RP进行切开复位内固定治疗复杂髋臼骨折,具有手术创伤小,出血量少,固定可靠,手术并发症少,安全性高,临床疗效良好等特点,可广泛应用于临床治疗.
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骨盆髋臼生物模板的快速成型制备及其重要作用
骨盆髋臼骨折属于关节内骨折,致残率和死亡率都非常高,它的临床治疗是一个难题.本研究通过采集患者的CT图像进行计算机处理,去除软组织图像,重建出骨盆的三维模型,将数据输入快速原型机,使用分层实体制造的方法,制造能够反映出骨盆髋臼骨折实际情况的生物模板.通过研究生物模板,可以做出准确的手术方案,完成钢板精确预弯和模拟手术,指导实际手术,并为手术复位与导航提供数据支持.
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立体编织构造的仿生微结构及对骨修复的促进作用
本文提出应用立体编织技术和快速成形技术分别制造支架内部结构的负型模具和外形结构的支撑模具,将多种生物材料和生长因子装配制备可降解生物仿生骨支架.设计25mm犬桡骨缺损修复实验,研究材料相同时,构造结构的支架(试验组)和均匀混合材料的支架(对照组)对骨修复的作用.结果显示两种支架均具有良好的生物相容性、骨传导和骨诱导作用.构造结构的支架明显促进新骨形成,材料内外同时降解,并引导新生组织首先在设计管道内成骨.分析认为该方法在复合多种材料时不需要高温烧结,不产热、可塑性极好,不改变材料和生长因子的性质,连通的管道保证了短时间内不同的生物材料对新骨形成作用同时存在,相互促进.
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假肢接受腔数字化技术研究进展
本文对近10年来假肢接受腔的研究与发展状况进行了回顾,包括残肢轮廓形状的采集和数字化、计算机辅助分析和接受腔的设计与制造三方面内容.基于生物医学工程领域与制造领域的新研究动向,展望了假肢接受腔朝CASD/CAM集成化发展的趋势.
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计算机辅助导航模板辅助颈椎椎弓根置钉可行性研究
目的:利用逆向工程原理和快速成型技术,通过尸体标本试验验证导航模板可行性及准确性.方法:选取成年男性正常颈椎骨标本1具,范围从C1～7CT连续断层扫描数据集,采用Mimics 8.1三维重建颈椎数字解剖模型.分别在Geomagic studio 9、Magics 9.5软件平台打开三维重建模型,定位三维参考平面,利用逆向工程(RE)原理寻找椎弓根的佳进钉通道,提取椎板的表面解剖学形态,建立与椎体后部解剖学形态一致的反向模板,拟合模板和椎弓根孔道成定位模板,将导航模板通过激光快速成形技术制造出实物模型.将制作的实物模板和标本的椎板相吻合,利用导航模板的导航孔置入椎弓根螺钉,术后根据CT扫描评价椎弓根螺钉位置的准确性.结果:成功的设计并制作出与椎体后部解剖学结构一致的导航模板.术后CT扫描显示,模拟手术置入的14枚椎弓根钉位置均为Ⅰ类.结论:利用逆向工程原理和快速成型(RP)技术为颈椎弓根的定位、定向提供了一种新的方法,具有较好的应用前景.
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快速成型技术在正颌外科中的应用
目的 利用螺旋CT扫描、三维重建和快速成型技术制作三维头颅模型,并探讨其在口腔颌面部治疗中应用的可行性与准确性.方法 对1例颅骨和口腔颌面部不对称严重畸形的第一、二鳃弓综合症患者使用螺旋CT连续薄层容积扫描,CT数据传至工作站后行三维重建并转换成STL文件格式.将处理后的数据输入快速成型机制造三维头颅模型,在此模型上直接进行测量,并利用患者健侧下颌骨镜像复制出其患侧下颌.结果 根据CT数据制作的三维模型能立体、精确地显示颅面三维解剖结构及其相互关系.模型与真实个体之间总体误差可以控制在0.02～0.53mm.通过镜像复制出患侧下颌骨模型.为准确了解畸形情况、制定合理的手术治疗计划提供了极为重要的依据.结论 快速成型技术制作颅骨镜像实体模型可行.
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利福平-异烟肼-控释型载药人工骨的实验研究
开发研究一种能承载多药并有控释特性的载药人工骨.利用三维打印技术,制备具有多层同心圆柱体结构的载药人工骨,并将利福平和异烟肼由内到外按特定顺序加载,观察微观结构、孔隙率、体外药物释放特性和体外细胞生物相容性.所制备的载药人工骨呈多孔结构,孔隙率(61.76±2.53)%、微孔孔径50～100 μm,体外药物呈现序贯释放,双药释放峰值依次交替出现,持续释放时间超过50 d, MTT检测示细胞毒性0级,电镜观察细胞生长分化良好,并有大量细胞黏附于载药人工骨表面;三维打印技术可以精确地制备具有复杂结构的载药人工骨,制备的多药控释型载药人工骨具有药物缓释和序贯控释的特性,同时具有良好的孔隙率和细胞相容性,为骨结核治疗提供一种新型有效的手段.
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定制化胫骨平台系统的构建及应用
为解决传统人工胫骨平台假体个体匹配性差,结构强度与生物活性难统一等问题,提出了定制化复合增强型人工胫骨平台系统的设计制造方法.采用解剖学建模技术设计出外形匹配,内含三维网状构架的复合假体模型,利用快速成型技术制造出假体的树脂原型,并分别通过精密铸造和粉末烧结技术制造出钛合金胫骨平台和大段多孔陶瓷人工骨.结果 显示,该方法能快速而精确地制造出形状复杂的人工胫骨平台系统,是实现假体定制化制造的有利保证;通过将金属假体和多孔陶瓷人工骨复合,解决了载重部位大段骨缺损的修复问题.临床应用表明,该假体能与对侧关节匹配运动,通过将机械重建与生物重建相结合可实现受损关节的功能重建.
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3D打印技术在脑外科中的临床应用
3D打印技术是一种快速成型技术,由于该技术制作实体模型具有速度快、精度高的优势,使其在制造业各领域中得到广泛应用.近年来,随着对3D打印技术研究的不断深入,在医疗领域中引起临床上越来越多的关注.目前该技术在打印制作手术器械、人体组织模型、植入材料以及药物打印和生物打印等均有报道,并在许多疾病治疗研究中展现出独特的优势.本文简单介绍3D打印原理并主要针对3D打印技术在脑外科疾病中运用的相关文献进行检索,综述介绍目前3D打印技术在我国脑外科领域中的发展现状及远景展望.
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导板导航在复杂腰椎椎弓根螺钉置入手术中的初步应用
目的：探讨导航导板椎弓根螺钉置入技术在复杂腰椎疾病手术中的应用价值。方法回顾性研究本组7例患者：严重退行性腰椎脊柱侧弯4例，退变性腰椎术后翻修3例，其中HIV阳性患者2例。应用三维CT断层扫描腰椎，保存数据为DICOM格式输入计算机处理，然后进行病变区域的数字化三维重建和快速成型，根据快速成型脊柱模型制作椎弓根导航导板，并将其应用于临床。同时随机抽取未做脊柱模型的7例严重腰椎患者作对照研究。结果7例患者按计划成功完成了手术，无脊髓、神经、血管损伤手术并发症，术后效果满意，术中所见与术前数字化三维重建模型的形状和测量结果完全一致，椎弓根导航导板效果良好，术后X 线和CT复查显示椎弓根螺钉位置正确。结论快速成型脊柱模型椎弓根导板导航是一种新的技术方法，技术简单，不需要特殊的手术经验，并且可以缩短手术时间，减少术中出血，减少或避免手术中透视，为严重腰椎疾病手术中准确、安全有效的辅助技术手段。
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数字化模拟技术在额眶部复杂骨质缺损修复中的应用
目的 探讨数字化技术在修复额眶部复杂骨质缺损中的实际应用.方法 对额眶部复杂骨质缺损的病例采用螺旋CT扫描取得缺损部位骨组织数据,在计算机上进行三维重建,得到数字化模型,通过机械工程快速成型技术得到实体模型,在计算机上对数字化模型进行术前测量、模拟手术,并计算求得修复体模型,选择合适的材料加工得到修复体后,通过实体模型的模拟手术进行验证和修改,术中植入受区.结果 本组患者12例,其中额眶颧骨折4例,眉弓缺损1例,陈旧性额眶颧骨折7例.术后额眶部形态满意,双侧眉弓对称.随访1～2年,1例发生术后1月感染,取出植人体,余均无植入体外露、变形及形态不满意.结论 采用数字化技术可以术前取样、计算机模拟手术、实体模型模拟手术,并术前预制修复体,降低了额眶部复杂骨质缺损的一期修复与重建手术难度,提高了手术的精确性.
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3D打印技术在复杂骨折手术治疗中的应用
目的 评价3D打印骨折模型在复杂骨折诊治疗中的效果.方法 选取自2013-02-2015-03诊治的17例复杂骨折,分别对患者的骨折部位进行螺旋CT断层扫描,用Mimics 17.0软件重建三维模型,3D打印机打印出1:1的3D骨折模型.根据骨折模型进行术前规划,术中辅助,术后根据骨折类型和固定牢固程度指导功能锻炼,随访获得患者功能恢复情况.结果 17例全部获得随访6～24个月,平均13个月,按照模型设计的手术方案,16例达到解剖复位,10例达到功能复位.骨折全部愈合,术后功能恢复:优14例,良10例,可2例,优良率92.3％.结论 3D打印技术制作的骨折模型,能直观了解骨折部位的实际情况,在术前设计手术方案及预测手术效果,术中辅助复位和内固定物放置,进行个性化、精确化和微创化手术治疗,对改善治疗效果有很大的帮助.
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3D打印导板辅助多节段椎弓根螺钉置入在颈椎管内原发肿瘤手术中的应用
背景:计算机辅助设计导板可用于辅助术中置钉,而目前尚缺乏在颈椎管内肿瘤手术中应用3D打印导板辅助多节段椎弓根置钉的临床研究.目的:探讨3D打印导板辅助椎弓根置钉在多节段颈椎管内原发肿瘤手术中的应用效果.方法:回顾性分析2010年7月至2015年4月,采用多节段椎弓根置钉治疗的47例颈椎管内肿瘤患者资料.男28例,女19例;年龄39~79岁,平均(56.3±12.2)岁.根据是否采用3D打印导板辅助置钉分为3D导板组(20例)和传统组(27例).比较两组手术时间、出血量、螺钉精度(Kawaguchi等级评价)、疼痛视觉模拟评分(VAS评分)、日本骨科协会(JOA)颈椎神经功能评分.结果:所有患者手术顺利,手术中病变彻底切除.3D导板组和传统组的手术时间分别为(191±25)min和(229±27)min,组间比较差异有统计学意义(t=-5.077,P=0.000).3D导板组和传统组术中出血量分别为(383±83)ml和(445±76)ml,组间比较差异亦有统计学意义(t=-2.627,P=0.012).按照Kawaguchi等级评价术后螺钉精度,3D导板组0级占93.0%(119/128),1级占5.4%(7/128),2级占1.6%(2/128);传统组0级占84.3%(118/140),1级占7.9%(11/140),2级占7.9%(11/140);两组精确置钉(0级)对比具有统计学意义(P=0.026).术后3个月时3D导板组VAS平均评分为(2.5±0.5)分,与传统组的(2.3±0.5)分比较差异无统计学意义(t=1.143,P=0.259);3D导板组JOA平均评分为(13.6±1.4)分,与传统组的(13.1±1.7)分比较差异亦无统计学意义(t=0.862,P=0.393).结论:3D打印导板辅助颈椎椎弓根置钉置钉精确度较高,能明显缩短手术时间及出血量.
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快速成型技术在脊柱外科的应用进展
快速成型(rapid prototyping,RP)起源于 20 世纪80 年代后期,是一种快速生成模型或者零件的制造技术.在计算机控制与管理下,依靠已有的计算机辅助设计( computer aided design,CAD)数据,采用材料精确堆积的方式,即由点堆积成面,由面堆积成三维,终生成实体 [1].依靠此技术可以生成非常复杂的实体,而且成型的过程中不需要模具的辅助 [2].该技术一经问世,就很快被应用于航天、汽车、模具、电子、五金等工业领域,并于20 世纪 90 年代应用于医学领域 [3-5].
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数字化导航模板在颈椎椎弓根螺钉置入中的应用
目的:评价个体化导航模板辅助颈椎椎弓根螺钉置入的准确性和安全性.方法:2010年8月～2013年8月,对25例需要行颈椎椎弓根螺钉内固定的患者术前行64排螺旋CT连续扫描,计算机重建颈椎三维模型、设计颈椎椎弓根的佳进钉通道,获取每个颈椎椎板的解剖形态,设计与颈椎椎板吻合的反向模板,并模拟螺钉的佳进钉通道,形成单侧定位导向孔的导航模板.利用3D打印技术打印颈椎模型和导航模块,通过术前模拟置钉测量出每个椎弓根的螺钉通道长度及椎弓根宽度,术中采用导航模板辅助置入椎弓根螺钉,术后行CT扫描评价螺钉位置,记录有无与螺钉置入相关的并发症.结果:利用导航模板辅助置入颈椎椎弓根螺钉共164枚,其中152枚完全在椎弓根内,4枚螺钉穿破椎弓根内侧皮质,8枚螺钉穿破椎弓根外侧皮质,无椎弓根上方、下方穿破的螺钉,未发现与置钉相关的椎动脉、神经根和颈髓等损伤的症状.结论:个体化导航模板辅助颈椎椎弓根螺钉置入可以提高置钉的准确率,增加颈椎手术的安全性.
