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3D打印颈椎前路椎弓根螺钉导板的准确性评估
[目的]设计制作3D打印颈椎前路椎弓根螺钉置钉导板,通过导板置钉并分析置钉的准确性.[方法]选取4具Sawbones颈椎骨模(C1～C7)进行CT扫描,三维重建颈椎椎体,通过计算机辅助设计在重建的3D模型上模拟出椎弓根螺钉的安全通道,并选取与相应椎体前方贴合的区域为导板基底部,将通道和导板基底部结合起来设计出合理的置钉导板,利用3D打印机制作出导板,导板辅助下在4具颈椎骨模(C3～C7)上置入20枚椎弓根螺钉.然后将带有螺钉的颈椎模型进行二次CT扫描,测量螺钉在椎弓根横断面和矢状面偏离中线的值,按照螺钉偏离椎弓根的绝对值及相对值两种评价方式评价置钉安全性.[结果] 3D打印导板能成功辅助颈椎前路椎弓根螺钉的置入.螺钉在横断面向内、外偏移差异无统计学意义(P=-0.688),在矢状面向上、下偏移差异无统计学意义(P=0.967).按照螺钉偏离椎弓根的绝对值评价,位于安全位置的螺钉为19/20 (95％);按照螺钉偏离椎弓根的相对值评价,不安全置钉数为0/20.[结论]使用3D打印导板辅助置入颈椎前路椎弓根螺钉,简易、实用、安全.该技术的临床应用值得深入研究.
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参数化微型导航模板在辅助寰椎个性化椎弓根置钉的研究
[目的]制造微型寰椎导航模板,统计设计、制造时间,并检验准确性.[方法]随机选取16例受试者的寰椎CT连续扫描数据,利用Mimics 10.01软件三维重建后导UG7.0,设计并测量直径为3.5 mm螺钉通道,分别记录左、右侧出钉点同寰椎顶点(LA1,RAl)、寰椎后弓左下方拐点(LB1,RB1)、右侧下方拐点(LC1,RC1)直线距离.记录通道出入点、寰椎后弓高点、寰椎后弓下方左、右侧拐点至外侧1 cm骨脊的空间坐标和几何参数,参数化设计导板.利用三维打印机,制作寰椎椎体、导向模板实物模型.用直径3.0 mm克氏针模拟置钉,利用游标卡尺在实物上测量左、右侧出钉点同寰椎顶点(LA2,RA2)、寰椎后弓左侧(LB2,RB2)、右侧下方拐点(LC2,RC2)的直线距离,后统计导板设计时间,打印时间.[结果]32枚克氏针,经观察均未穿过椎弓根骨皮质,计算机测量组各参数同3D打印后游标卡尺测量参数对比,P值均＞0.05,差异无统计学意义.16枚平均重量9.37 g,平均设计时间15分30秒,平均打印时间29分40秒.[结论]该微型导板能保证置钉精度,能快速的设计和制造,满足临床需要.
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简易胶片固定夹
口腔科拍摄X线根尖片,常要求患者手指放入口腔内按压固定胶片,由于手指和胶片的刺激,容易引起患者恶心、呕吐等反应,致使拍片失败.有鉴于此,作者由翼状颌导板受启发,制作了简易胶片固定夹,临床使用效果良好,现介绍如下.
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微型快速成型导向模板辅助经后路寰枢关节突螺钉置钉偏差分析
目的：验证微型快速成型导板辅助经后路寰枢关节突螺钉置钉的准确性及偏差分析。方法随机选择12例受试者寰、枢椎 CT 连续扫描数据，利用 Mimics 10.01重建后导入 UG 7.0设计偏差检测板及枢椎后表面互补基板。用桌面3D 打印机器制作颈椎及导板模型，利用导板、直径3 mm 克氏针在3D 颈椎模型模拟置钉。后利用游标卡尺在偏差检测导板上测量出钉点距 X 轴、Y 轴位移，克氏针置入长度，并与计算机测量数值进行比较。结果12例患者24枚螺钉均未穿过骨皮质，通过配对样本 t 检验，游标卡尺测量组与计算机测量组比较差异未见统计学意义（P >0.05）。结论使用微型导板在减少设计和制造时间的同时能有效引导后路寰枢关节突螺钉置入，提高了该手术的安全性，同时为数字化导航手术的实现奠定了基础。
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3D打印导板辅助置钉技术在椎弓根内固定术中的应用进展及前景
3D打印导板辅助置钉技术在脊柱外科手术中得到越来越多的应用。国内外各项研究均已证明3D打印导板辅助置钉技术在各级椎体的椎弓根置钉中不仅能取得较高的准确度，而且能显著降低椎弓根螺钉误入椎管、穿透皮质以及椎弓根骨折的发生率。在所有的置钉方法中，虽然3D打印导板辅助置钉技术的精确度略低于计算机辅助导航技术，但其操作简单、价格相对低廉以及近似的准确度使得该技术应用更加广泛。本文就该技术在椎弓根内固定中的应用及发展前景作一综述。
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一种通用型种植导板的精度分析
目的:通过CT扫描、计算机辅助设计和制造技术获得带有不同定位方式的通用型种植导板精度.方法:采用通用型导板进行种植,然后获取90颗种植体的术后位置数据,并按照黏膜支撑导板和牙支撑导板进行分类,后将该数据与术前设计数据进行比较,并以种植体颈部、顶部、深度和角度误差进行描述.结果:牙支撑导板的平均颈部偏差为1.56 mm,顶部平均偏差1.78 mm,深度平均偏差1.1 mm,角度平均偏差2.96°;黏膜支撑导板平均颈部偏差1.71 mm,平均顶端偏差1.9 mm,深度平均深度偏差1.09 mm,角度平均偏差3.19°.结论:牙支持导板与黏膜导板相比,牙支持导板精度更高;与专用导板相比通用导板在颈部误差方面要偏大,而在深度、顶端和角度误差方面则没有显著差异.
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固定矫治器与导板、(牙合)垫的联合应用
目的:通过固定矫治器与平面导板、斜面导板、后牙(牙合)垫等联合应用,探讨缩短固定正畸矫治时间,减少因频繁粘接矫治器附件而导致的釉质损害,提高矫治效率.方法:将86例覆殆过深病例随机分成2组,即固定矫治器与平面导板、斜面导板、或后牙(牙合)垫等联合治疗组和单纯应用固定矫治器治疗组(对照组),分别统计整平排齐,打开咬合等第一阶段治疗时间,以及因咬合障碍所致的矫治器附件脱落次数及牙位,比较两组病例在固定矫治器治疗第一阶段疗效差异.结果:对照组平均整平排齐,打开咬合时间为5～6个月,因咬合障碍所致的矫治器附件脱落率达33.97%,治疗组平均整平,打开咬合时间为2～3个月,仅有2例因后牙耠垫配戴问题致2个托槽、1个颊面管脱落.所有咬合过低患者,因固定矫治器与平面导板、斜面导板或后牙耠垫早期联合应用后,均达到了缩短治疗时间,提高效率,减少或降低了釉质医源性损伤的发生率.结论:固定矫治器与平面导板、斜面导板、后牙(牙合)垫的早期联合应用可提高错(牙合)畸形的矫治效率,缩短矫治时间,有效减少了釉质脱矿的发生率.
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3D打印技术在牙体牙髓病学中的应用
3D打印技术是近十年来快速发展的一项新兴多学科交叉产业,而口腔医学行业是3D打印增长快的市场之一.目前,3D打印已广泛用于口腔颌面外科学、口腔修复学、口腔正畸学等领域,近年来在牙体牙髓病中的应用也在逐步深入.3D打印技术结合锥形束CT、显微CT、计算机辅助设计与制作、数字化软件等技术都为牙体牙髓病诊疗和研究提供了新的理念和模式.本文将对3D打印技术在牙体牙髓病学中的应用进展作一综述.
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数字化口腔修复（9）--以修复为导向的种植导板CAD（附病例报告）
目的：利用计算机辅助设计软件EXOCAD和Segma impland guide完成右下后牙区牙支持式种植导板设计。方法：临床病例为46、47拔除6月的患者，制取印模和摄取CBCT片后，采用软件EXOCAD，并结合软件Segma impland guide完成种植导板的设计。结果：将CBCT数据与虚拟模型数据结合，利用种植导板软件，完美地设计出46、47虚拟种植导板。结论：数字化种植导板的CAD软件使＂以修复为导向的种植学＂成为现实，其具有可视化和精确化的优点，且便于口腔医师、技师和患者之间的交流。
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3D打印个体化导板辅助寰椎侧块结合枢椎椎弓根置钉的可行性研究
目的 探讨个性化3D打印导板辅助寰椎侧块结合枢椎椎弓根置钉在临床应用中的可行性,并进行置钉准确性及安全性分析.方法 选择2013-06/2017-09月作者医院收治的寰枢椎脱位患者21例,其中男14例,女7例;年龄21～59岁,平均42岁.术前行颈椎电子计算机断层扫描(computed tomography,CT)平扫及三维重建,将数据导入计算机软件后重建颈椎椎体模型,设计理想置钉钉道,并结合寰枢椎后方表面骨性结构数据设计出个性化导板.术中使用导板辅助寰椎侧块及枢椎椎弓根置钉.术后行颈椎CT平扫及三维重建,测量并比较术前理想钉道与术后实际钉道的位置,同时通过观察寰椎侧块及枢椎椎弓根螺钉的穿透位置与穿透程度,来进行螺钉的安全性分析.结果 所有患者手术顺利,手术时间(165±75)min,术中出血量(385±150)ml.寰枢椎术后实际钉道与术前理想钉道的内倾角、头倾角差异均无统计学意义(P>0.05).患者术中未出现脊髓及椎动脉损伤并发症.结论 个体化3D打印导板辅助寰椎侧块结合枢椎椎弓根置钉能有效提高临床手术置钉的准确性和安全性,减少手术并发症.
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3D打印对儿童发育性髋关节脱位手术策略的应用价值探讨
目的 探讨3D打印技术在儿童发育性髋关节脱位手术策略中的应用价值. 方法 将2015年1月到2015年12月间由本院收治的18例发育性髋关节脱位患儿随机分组成3D打印组(n=8)和常规组(n=10).3D打印组通过3D打印技术制作仿真模型以及手术导板,制定个体化手术方案.测量数字模型与打印模型在形态学上的差异.分析两组手术时间、出血量、辐射次数以及住院费用等情况.术后随访采用Mackay和Severin评分标准进行评价. 结果 测量3D数字模型获得颈干角153.7° ±10.9°;前倾角45.3°±7.3°;髋臼长轴(47.7 ±7.79)mm;短轴(39.7 ±7.14)mm;髋臼面积(1932 ± 723)mm2;髋臼体积(6569 ±738)mm3;打印模型颈干角157.3°±7.4°;前倾角51.2°±3.7°;髋臼长轴(46 ±8.24)mm;短轴(40.2 ±6.06)mm;髋臼面积(1751 ±421)mm2;髋臼体积(6233 ±506)mm3;与数字模型相比差异无统计学意义(P>0.05).3D打印组中4例Salter联合截骨;2例Pemberton 联合截骨;1例Dega联合截骨;1例Chiari内移截骨;常规组中5例Salter截骨联合截骨,3例Pemberton截骨,2例Dega截骨.3D打印组平均手术时间(2.82 ±0.42)h,出血量(285 ±40)mL,术中透视次数(5.7 ± 1.0)次.常规组手术时间(3.4 ±0.48)h,出血量(355 ±57)mL,术中透视次数(14 ±2.9次).3D打印组较常规组手术时间有缩短,出血量和术中透视次数也减少,差异有统计学意义(P<0.01).,3D打印组为(27686 ±1401)元;常规组为(26934 ±2893)元,患儿总治疗费用并无增加(t=0.685,P=0.501).两组患儿术后均获得随访,平均随访时间0.6年.Mackay评分优良率:3D打印组为87.5%(7/8),常规组90%(9/10);两组比较无统计学差异(χ2=0.028,P=0.867).Severin 评分优良率:3D打印组为100%(8/8),常规组90%(9/10),两组比较无统计学差异(χ2=0.847,P=0.357). 结论 3D打印与计算机辅助导板设计技术为儿童髋关节发育不良的个体化手术规划策略提供了良好的辅助工具,具有较好的临床应用价值.
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数字骨科技术在寰枢椎手术中的应用寰枢椎脱位系列讲座（七）
1概述
寰枢椎位于颅脊交界区，解剖结构上具有独特性。寰椎由前后弓、侧块、横突构成，侧块上接枕骨髁、下邻枢椎关节突上关节面，形成寰枢外侧关节，而枢椎齿突与寰椎前弓构成寰齿关节，寰枢、寰枕之间由横韧带、翼状韧带和齿突尖韧带等多个韧带连接，这样就形成了一个复杂的三维复合结构；寰枢椎还毗邻诸多重要的血管和神经，因此治疗难度较大，风险较高[1-2]。 -
3D打印金属手术导板在复杂上颈椎手术中的应用
目的 探讨3D打印个体化金属手术导板在复杂上颈椎手术中的应用效果. 方法 对2015年8月至2017年6月期间收治的5例上颈椎患疾合并复杂颅颈交界区畸形患者资料进行回顾性研究.男4例,女1例;年龄3 ～ 36岁.术前均行薄层CT扫描,将数据导入计算机后,建立三维仿真模型,并设计置钉导航模板.在置钉导板引导下共实施后路手术2例,前后联合手术3例.通过术后CT评价螺钉位置是否正确.结果 5例患者均顺利施行手术,共置入椎弓根螺钉5枚,椎板螺钉5枚.术后CT证实10枚螺钉位置均准确.未出现脊髓神经损伤、椎动脉损伤等并发症.结论 3D打印个体化金属手术导板引导上颈椎置钉手术准确率及安全性较高,对合并复杂颅颈交界畸形的患者可有效降低手术风险,提高手术的成功率.
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改良版颈椎前路椎弓根螺钉导航模板的可行性研究
目的 设计并打印改良版颈椎前路椎弓根螺钉(ATPS)导航模板,研究模板辅助下置钉的准确性及导板的钉道控制能力.方法 选取正常成人颈椎(C3～C7)湿性标本8具,男女各4具,薄层CT密扫后获取其DICOM格式数据导入Mimics 17.0软件,三维重建颈椎模型后在透明模式下选取下颈椎ATPS的佳钉道,设计普通导板及改良导板并通过3D打印机快速打印成型,随机于椎体两侧在两种导板指导下共置入64枚ATPS(n=32);术后通过CT评价螺钉的准确性,比较两种导板螺钉理想钉道与实际钉道在进针角度(外倾角偏差、头倾角偏差)与进针点上(X轴偏移、Y轴偏移)的差异. 结果 改良导板组有1枚螺钉穿破椎弓根内侧皮质,普通导板组共有4枚螺钉穿破椎弓根,准确率分别为96.9％、87.5％.改良导板组的外倾角偏差(0.72°±0.69°)、头倾角偏差(0.91°±0.70°)、X轴偏移[(0.53±0.40) mm]、Y轴偏移[(0.54±0.42) mm]均小于普通导板组[1.16°±0.70°、1.49°±0.68°、(0.88±0.40) mm、(1.22±0.42) mm],差异有统计学意义(P＜0.05). 结论 相比普通ATPS导板,改良版导板在运用时具有更好的贴合性及稳定性,增加螺钉准确性的同时能够保护邻椎椎间盘,有临床应用价值.
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基于外固定支架的3D打印导板在骨盆骨折中的应用
目的 探讨基于外固定支架的个体化3D打印手术导板辅助骨盆前后环经皮空心钉精确置入的可行性.方法 2017年1月至4月期间收治5例Tile B型骨盆骨折患者,男4例,女1例;年龄为42～65岁,平均54.8岁;骨盆骨折Tile分型:B1型1例,B2型4例.一期行闭合复位外固定支架术进行损伤控制,然后行CT扫描.基于骨骼及外固定支架的CT数据通过Mimics 10.01软件和Geomagic studio 2012软件设计个性化螺钉置入导板,并进行3D打印,辅助进行顺行耻骨上支螺钉及骶髂关节螺钉固定.通过术前预操作验证可行性后,二期行导板辅助下的微创螺钉内固定术.术后通过CT测量并评估与术前规划螺钉位置的差异.结果 基于外固定支架的3D打印导板可以满足耻骨上支螺钉及骶髂关节螺钉的精确置入,导板与外固定支架匹配良好.5例患者共置入9枚螺钉,其中耻骨上支螺钉3枚,骶髂关节螺钉6枚.每枚螺钉置入时间为5.1～17.5 min,平均10.3 min;每枚螺钉透视次数为6～16次,平均9次.术后患者伤口均一期愈合,无神经、血管损伤等并发症发生.螺钉置入位置经术前和术后CT验证中轴位移偏差平均为(1.60±0.21) mm,角度偏差平均为2.0°±0.3°,螺钉基本位于骨通道中,未穿出重要部位皮质.结论 基于外固定支架的3D打印个性化导板可以精确辅助经皮耻骨支螺钉及骶髂关节螺钉的置入,减少了手术时间及透视次数.
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3D打印导板在Bernese髋臼周围截骨术中的应用
目的 探讨3D打印导板在辅助Bernese髋臼周围截骨术(PAO)的可行性.方法 应用3D打印导板技术对2013年7月至2015年3月收治的26例(26髋)髋臼发育不良患者施行PAO,男10例,女16例;右髋14例,左髋12例;年龄为12～32岁,平均18.6岁.术前对患者行骨盆X线片检查及CT扫描,CT断层数据导入Mimics10.1软件中进行三维重建,模拟髋臼周围截骨及游离髋臼的旋转,制定术前规划;在逆向工程软件中根据术中可暴露的骨盆表面形态和旋转后的髋臼截骨面设计导板,将导板以STL格式导入3D打印机,打印出导板实物;术中将消毒后的导板贴敷于骨盆和截骨面,辅助完成精确髋臼周围截骨和游离髋臼的旋转移位;对术前、模拟术后及实际术后测量的外侧边缘中心(LCE)角、臼顶倾斜(AC)角、股骨头超出(EI)指数及覆盖率等参数进行比较. 结果 本组患者手术时间为2.7～4.6 h,平均3.2h;术中出血量为950 ～3 300 mL,平均1 630 mL.所有患者术后检查均未出现股神经和坐骨神经损伤;未出现截骨进入髋关节内等严重并发症.无一例患者术后发生感染.1例患者出现后柱断裂.患者术前与实际术后测量的LCE角、AC角、EI指数及覆盖率比较差异均有统计学意义(P＜0.05).模拟术后与实际术后测量的LCE角、AC角、EI指数及覆盖率比较差异均无统计学意义(P＞0.05).结论 基于CT三维重建设计和3D打印的导板应用于PAO,可以提高该手术的精确性及安全性,是解决该手术难点的有效方法.
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数字化3D打印技术在腓骨肌皮瓣修复下颌骨缺损中的应用
目的 探讨数字化3D打印技术在腓骨肌皮瓣修复下颌骨缺损中的应用价值,为精准修复下颌骨缺损提供依据.方法 选择9例下颌骨肿瘤或肿瘤术后缺损病例,完善颌骨螺旋CT和下肢CT血管造影(CT-angiography,CTA)检查,然后利用获得的数据在电脑软件上制作截骨导板和塑形导板,并且根据打印的下颌骨实体模型预弯制重建钛板.在手术中根据截骨导板、腓骨取骨及塑形导板,完成下颌骨切除,腓骨肌皮瓣的制备塑形及下颌骨缺损的修复等.结果 所有病例的腓骨肌皮瓣均成活,咬合关系基本正常;供区无并发症;患者自觉外形恢复满意;3～6个月复查,腓骨与下颌骨基本愈合.结论 将数字化3D打印技术用于腓骨肌皮瓣修复下颌骨缺损,能较好地恢复颌面外形及咬合关系.
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滑动直丝弓技术结合迷你平导矫治伴Ⅲ度深覆（牙合）的错（牙合）畸形
目的探索伴Ⅲ度深覆（牙合）的错（牙合）畸形的快速矫治方法.方法用滑动直丝弓矫正技术结合迷你平导对低角伴Ⅲ度深覆（牙合）的错（牙合）畸形17例进行矫治观察.结果与单纯滑动直丝弓技术矫治相比,平均缩短疗程5.7个月.结论滑动直丝弓技术结合迷你平导矫治伴有Ⅲ度深覆（牙合）的错（牙合）畸形是一种快速矫治方法.
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数字化种植导板临床应用前景和研究进展
利用种植义齿来代替缺失牙齿或修复缺损颌骨的治疗方案已广泛用于牙科及整形外科.随着种植技术及材料的不断更新 ,"以修复为导向种植技术"理念的提出 ,要求医生所植入的种植体能满足术后修复的需要 ,因此 ,种植体的准确植入成为种植修复的关键[1] .1987年 EDGE 首次应用了种植导板辅助技术 ,改变了之前仅凭医生临床经验和术前影像学信息进行自由手式种植手术 ,将种植手术推向了"精确化时代"[2 ] .数字化软、硬件用于口腔种植外科导板能更好地帮助术者实现从种植设计到临床操作的精确转移.这种种植技术实现以修复为导向的种植方案设计提高了修复后美学及功能效果的可预见性 ,也使医技沟通更为直观、顺畅[3 ] .
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3D打印技术在骨科的临床研究进展
3D打印技术作为数字化技术的集中体现,是实现各种骨科手术个体化、精确化的有效手段.随着基于CT、MRI图像的人体组织器官的三维数字化建模技术和3D打印技术的进步,使越来越多的骨科手术向具有高度个性化、精确化和快速化发展.本文对3D打印技术在还原重建骨骼模型、个体化手术导板、个体化替代物、存在的问题及展望方面进行综述.
