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  • 跟骨骨折3D 模型制作的探讨

    作者:云致硕;黄家生

    目的:探索跟骨骨折3D模型的制作。方法:将CT扫描层厚1mm的DICOM格式图像导入Mi-misc软件,经过设定灰度阈值、蒙罩编辑、应用空腔填充等方法逐层对扫描图像进行填充构建两病例的三维模型。并导出STL格式的文件。结果:运用3D打印机打印出1∶1的三维模型都能真实的反映跟骨骨折的情况。讨论: Mimics 软件可快速、有效生成三维模型,3D打印机打印的真骨模型为医生提供术前评估,模拟手术,定制植入物等,简化了手术操作,缩短了手术时间,提高了手术质量和治疗效果,减少了手术风险。前者投资大,效果好。后者投资小,制作及时,效果也不错,但操作稍复杂。

  • 应用三维打印技术构建心脏瓣膜病术前主动脉根部模型的可行性研究

    作者:马连彩;刘坤;张茗卉;崔跃;张宝祥;李君涛;吕滨

    目的 探讨应用三维(three dimensional,3D)打印技术构建心脏瓣膜病术前主动脉根部模型的可行性.方法 前瞻性入选术前接受CT检查且拟行主动脉瓣置换术的患者8例,其中6例的主动脉疾病手术指征为主动脉瓣重度狭窄(2例合并主动脉瓣二叶式畸形),1例为人工生物瓣置入术后瓣膜失功能,1例为主动脉根部瘤合并主动脉瓣反流.CT扫描均使用前瞻性心电门控采集,将患者收缩期CT图像导入Mimics?、3-matic、Magics?、Freeform?等医学三维图像建模及编辑软件,逐一进行疾病三维模型的构建,并打印出实物模型.结果8例患者的主动脉疾病模型均成功构建,模型质量满意,有3例模型得到了手术验证.患者中位年龄为74岁(52~82岁),三维建模的中位耗时为4.5 h(3.0~5.5 h),3D打印的中位耗时为5 h(5~9 h),中位材料成本为3050元(2600~9700元).结论 应用3D打印技术构建心脏瓣膜病术前主动脉根部模型是可行的.

  • 医学三维打印材料分类及应用介绍

    作者:潘周娴;陈适;刘巍;潘慧;姚勇;朱慧娟;杨华

    医学三维打印成品的用途决定了对材料选取的特殊要求,材料主要分为模型材料和生物相容材料两大类.本文旨在对已有的医学三维打印材料进行介绍、比较适用范围和优缺点,并列举应用实例,给医学工作者在选择材料上提供有用的参考.

  • 3D 打印技术在复杂胫骨平台骨折临床诊治中的应用

    作者:吴云峰;尹勇;黄斐;王浩;李家华;马广文;尹宗生

    目的:观察3D 打印技术在胫骨平台骨折临床诊治中的应用。方法对安徽医科大学第四附属医院骨科2013年6月—2014年1月收治10例 Schatzker Ⅴ型胫骨平台骨折患者按随机化原则分组,其中5例为对照组,5例为观察组。2组患者均采用膝关节前内外侧手术入路进行切开复位加植骨内固定术;观察组术前利用 Mimic 软件进行3D 重建,快速成型制备出1:1的模型,以此对骨折进行明确诊断和分型,制定手术方案,预弯钢板,指导手术。对比2组患者的骨折复位效果、手术时间和术中出血量。结果观察组术中所见与虚拟3D 重建图像及3D 打印模型非常相似,2组患者均获得了良好的骨折复位。观察组手术出血量(150±32.15)mL,较对照组的(200±25.30)mL 少,差异有统计学意义(t =2.73, P <0.05);观察组的平均手术时间为(105±11.85)min,较对照组的(140±20.25)min 少,差异有统计学意义(t =3.34, P <0.05)。结论3D 打印技术对于复杂胫骨平台骨折的诊断及治疗均有很强的临床指导作用。

  • 基于影像学的3D打印在心血管系统中的应用现状及准确性分析

    作者:王益佳;周青;郭瑞强

    3D打印技术在心血管领域快速发展,尤其是新型打印材料的研发、心血管体外功能流体模型的建立,使3D打印模型在心血管外科及介入领域的应用价值不断提升,关于3D模型的准确性与再现性引起广泛关注.本文围绕基于医学影像学的3D打印在心血管系统中的发展现状、3D模型准确性的影响因素进行综述.

  • 三维打印技术在骨组织工程中的应用及进展

    作者:周怡;夏阳;章非敏

    创伤、炎症和肿瘤等病理性因素或先天因素导致的骨缺损的治疗,特别是大段骨缺损的治疗是临床上的难点之一。现有骨缺损治疗方法主要包括骨移植(自体、同种异体和异种骨移植)、植入人工生物材料和牵张成骨等,但均不能取得满意的效果[1]。近年来,快速发展的骨组织工程技术为骨缺损的修复提供了一种新的方法。骨组织工程包括种子细胞、支架材料和细胞因子三个基本要素。支架材料作为骨组织工程的基础,其结构特征对骨缺损修复的终效果具有非常重要的影响。随着影像技术、计算机辅助技术和材料工程的发展,三维打印技术开始应用于骨组织工程,给予制备生物学性能更佳的个性化骨组织工程支架以新希望。

  • 三维打印个体化导航模板在枕骨髁螺钉固定技术中的应用研究

    作者:黄轩;李凤宁;张帆;王琨;陈智;阳青松;党瑞山;沈洪兴;李明

    目的:探讨一种基于三维打印技术制备个体化枕骨髁螺钉导航模板的可行性,并对该方法辅助置钉的准确性和安全性进行评估。方法:选取20具成人尸体的枕颈部标本,将其CT扫描数据导入Mimics软件,对枕骨至枢椎水平行选择性三维重建,观察并测量枕骨髁相关解剖结构以确定置钉参数。在计算机三维模型上虚拟枕骨髁螺钉钉道及其导向通道,设计与枕骨后部结构相贴合的阴模,将阴模与导向通道整合后利用三维打印技术成型,制作出枕骨髁模型及对应的个体化导航模板。然后导航模板辅助下分别于模型和尸体标本置入双侧枕骨髁螺钉,并通过解剖观察及CT扫描评估置钉准确性。结果:枕骨髁的大体形态及毗邻解剖结构个体差异较大,虚拟置钉后测得置钉轴位内倾角、矢状位倾角和进钉点至寰枕关节面的垂直距离分别为30.2°±6.3°、8.1°±2.6°和3.69±0.42mm。根据置钉参数设计并打印出20个枕骨髁模型及对应的个体化导航模板,在其辅助下成功置入双侧枕骨髁螺钉共40枚,置钉耗时(60.1±9.3)s。术后解剖观察及CT扫描提示所有螺钉均准确置入枕骨髁内。结论:使用Mimics软件能够根据CT扫描结果利用三维打印技术制作出个体化枕骨髁螺钉导航模板,辅助置钉准确性高,操作简单,为枕骨髁螺钉的精确置入提供了新思路。

  • 三维打印成型导航模板辅助枢椎椎板螺钉置入的实验研究

    作者:黄轩;李凤宁;张帆;王琨;陈智;阳青松;党瑞山;杨学东;沈洪兴;李明

    目的:探讨基于三维打印成型技术制备个体化枢椎椎板螺钉导航模板的可行性,并对该方法辅助置钉的准确性进行评估。方法:选取19具成人尸体的正常颈椎标本,行CT扫描后将原始数据导入Mimics软件,对枢椎行选择性重建,设计与枢椎椎板背侧贴合的阴模,利用三维打印技术成型,基于枢椎模型直视下徒手将阴模制成带钉道的导航模板,并在其辅助下于枢椎标本置入双侧椎板螺钉。术后再次行CT扫描评估螺钉位置。结果:基于CT图像,使用Mimics软件能够精确重建枢椎,并建立其对应阴模。共制作19个导航模板,辅助置入枢椎椎板螺钉38枚。术后CT扫描图像显示38枚螺钉均完全位于枢椎椎板内,无穿破椎板壁或进入横突孔的螺钉。结论:利用三维打印模型设计的个体化导航模板辅助置钉准确性高、操作简单,为枢椎椎板螺钉的精确置入提供了一种可供选择的新方法。

  • 三维成像及三维打印技术在胰腺恶性肿瘤临床诊疗中的应用进展

    作者:朱春富;潘昌杰;程立华;陈强;贾中芝;秦锡虎

    三维(3D)成像及打印技术已经逐渐用于指导胰腺恶性肿瘤的治疗.3D成像不但可以对患者进行术前评估和术前规划,还可以对年轻医生进行教学、培训,并有助于对患者及家属进行病情讲解,提高工作效率.3D打印技术可以打印出胰头及其周围组织结构的实物模型.此实物模型不但可以辅助术者对复杂解剖结构及其变异进行空间对比认知,还有利于明确解剖间隙,防止术中重要结构损伤,并预见胆管、胰管及血管等重要组织结构的离断位置,终实现实时、有效导航.3D成像和3D打印技术对胰腺恶性肿瘤的治疗具有重要的实用价值.

  • 3D打印联合3D虚拟技术提高患方对肾部分切除术认知理解的临床分析

    作者:王东文;张彬;原小斌;张旭辉;荆强

    目的 评估个体化三维打印实物模型(three-dimensional individual printed model,3D-IPM)联合三维数字演示技术提高患方对肾部分切除术(laparoscopic partial nephrectomy,LPN)认知理解水平的可行性和有效性.方法 回顾性分析2015年6月至2016年6月我们收治的37例cT1期肾肿瘤接受LPN患者的临床资料.术前基于CT扫描数据,运用三维医学影像重建及导引系统,获得患者个体化三维数字模型(three-dimensional individual digital models,3D-IDM),并运用3D打印机打印出3 D-IPM.对于每例患者及其亲密的一名直系陪侍亲属(配偶或子女),主刀医师在术前与之进行两次面谈:一次通过讲解CT胶片来完成沟通,另一次则通过3D-IPM实物结合3D-IDM的方式交流.患者及其家属在每次谈话后即刻独立填写我们设计的问卷以定量评估其在肾脏解剖与生理、肿瘤特点、即将进行的肾脏手术、可能发生的手术并发症和随访预后5个方面的认知程度.结果 在患方术前理解总体得分方面,3D-IPM实物结合3D-IDM演示明显高于CT胶片讲解(患者组:42.7与31.5,P<0.05;家属组:44.6与33.1,P<0.05).各分项得分方面,3D-IPM实物结合3D-IDM演示在肾脏解剖与生理(患者组:9.2与7.1,P<0.05;家属组:9.9与8.3,P<0.05)、肿瘤特点(患者组:9.4与7.2,P<0.05;家属组:9.6与7.5,P<0.05)、即将进行的肾脏手术(患者组:8.5与7.1,P<0.05;家属组:9.1与7.2,P<0.05)、可能发生的手术并发症(患者组:9.5与7.6,P<0.05;家属组:9.7与7.6,P<0.05)和随访预后(患者组:4.6与3.4,P<0.05;家属组:4.9与3.6,P<0.05)5个方面得分均显著高于CT胶片讲解.结论 3D-IPM实物结合3D-IDM演示可有效提高患方在术前对LPN手术的认知理解程度.

  • 三维打印技术制备枕骨髁螺钉个体化导航模板的实验研究

    作者:黄轩;李凤宁;张帆;王琨;阳青松;党瑞山;苏佳灿;沈洪兴;李明

    目的 探讨一种基于熔融沉积快速成型-三维打印技术制备个体化枕骨髁螺钉导航模板的可行性,并对该方法辅助置钉的准确性和安全性进行评估.方法 选取30具成人尸体的枕颈部标本,将其CT扫描数据导入Mimics软件,对枕颈部行选择性重建,测量枕骨髁相关解剖结构以确定置钉参数.手工选取钉道,设计与枕骨后部结构相贴合的阴模,并利用三维打印技术成型.基于枕骨髁打印模型,直视下徒手将阴模制成具有双侧枕骨髁螺钉钉道的导航模板,并在其辅助下于尸体标本置入双侧枕骨髁螺钉.术后对寰枕间隙行解剖观察并再次行CT扫描评估螺钉位置.结果 根据生成的计算机三维模型设计并制作30个枕骨髁螺钉个体化导航模板,在其辅助下置钉的操作耗时为(91.4 ±8.2)s.60枚螺钉的轴位内倾角、矢状位倾角和进钉点至寰枕关节面的垂直距离分别为(33.2±6.4)°、(8.9±3.4)°和(3.9 ±0.9)mm,性别及个体左右侧所致相关参数的差异均无统计学意义(P>0.05).术后解剖及CT检查提示所有螺钉均未侵犯椎动脉、舌下神经管、髁导静脉管或寰枕关节面.除1枚螺钉穿破枕骨髁外侧皮质外,余钉位准确.结论 本研究结果表明,基于CT图像,使用Mimics软件能够精确重建枕骨髁及相关解剖结构,并建立其对应阴模.利用三维打印模型所设计的个体化导航模板,辅助置钉准确性高、操作简单,为枕骨髁螺钉的精确置入提供了一种可供选择的新方法.

  • 三维打印技术在胰腺外科领域的发展现状

    作者:杨媛媛;黄鹤光

    三维打印技术早兴起于20世纪70年代末,作为全球第三次工业革命的代表性技术之一,三维打印技术在机械制造、工业设计、建筑构型、生物医学等领域都有着飞速发展.本文仅就三维打印技术在胰腺外科领域的研究及应用现状做一整理,旨在明确现阶段三维打印技术在胰腺外科领域的发展水平和研究进展,并对其在胰腺外科领域的研究前景及发展方向提出意见.

  • 数字医学技术在中国普通外科应用的十年回顾

    作者:方驰华;刘允怡;周伟平;蔡伟

    数字医学技术对我国普通外科学的发展起到了强有力的推动作用,本文回顾了三维可视化、三维打印等技术在普通外科疾病诊断和治疗中的应用现状;介绍了光学、电磁技术引导下的手术导航技术的发展和应用情况,以及联合增强现实技术应用于复杂性肝切除术的初步应用尝试;展望了以手术机器人和影像组学为代表的人工智能和大数据时代的数字医学发展方向.外科医师应该主动掌握先进的科学技术,加速我国普通外科学的创新发展.

  • 胰头癌三维可视化精准诊治专家共识

    作者:中华医学会外科学分会胰腺外科学组;中国研究型医院学会胰腺疾病专业委员会;中华医学会数字医学分会;中国研究型医院学会数字医学临床外科专业委员会

    胰头癌三维可视化技术可为术前准确诊断、可切除性评估和个体化手术方案规划提供决策.胰腺三维打印实现了三维可视化图像向三维可视化物理模型的跨越式转变,可更好地指导复杂性胰头癌精准手术.为规范三维可视化和三维打印在胰头癌精准诊治的应用,国内4个行业学术组织共同组织国内相关领域的专家编写了本共识.共识从胰头癌的术前评估、CT数据采集方法、三维可视化模型构建、三维可视化可切除性评估临床分型、仿真手术、三维打印、三维可视化指导胰头癌精准手术治疗、可切除性评估的术中检验和三维可视化对胰头癌其他治疗手段9个方面提出了建议,以供正在开展或准备开展胰头癌三维可视化的医师参考.

  • 中国骨科肿瘤专业的发展与展望

    作者:郭卫

    随着近代医学技术的不断发展,中国骨肿瘤的诊断和治疗取得了长足的进步.1985年成立的中华医学会骨科学分会骨肿瘤学组标志着我国骨肿瘤专业化的形成,自此国内骨肿瘤规范化治疗的理念获得大范围的推广.多种保肢技术、脊柱整块切除术、人工骨盆置换术的开展及骶骨肿瘤的规范化治疗、出血控制措施等方面的进展,明显提高了骨肿瘤治疗的手术效果和安全性,改善了患者的生存质量.近年来,分子生物学和免疫学诊疗水平不断提高,立体定向放疗技术的发展、新材料的应用及大数据与医学的紧密结合,使骨肿瘤的诊治进入一个全新的精准治疗和个体化治疗的新时期.

  • 数字医学技术在我国普通外科应用的现状和前景

    作者:方驰华;刘允怡;蔡伟

    数字医学技术在我国普通外科中的应用已有近10年的时间,目前以三维可视化技术、虚拟现实、仿真手术、三维打印等为代表的数字医学技术正在改变着传统的诊治模式,在准确高效诊断疾病、选择合理治疗方案、提高手术成功率和降低手术风险等方面发挥了积极作用,同时也对培训医学生和年轻医师产生了重大影响。

  • 个性化金属三维打印髋臼翼形接骨板结合腹直肌外侧切口入路治疗复杂髋臼骨折

    作者:麦奇光;谷诚;林学智;李涛;黄伟奇;王华;谭新宇;林辉;王艺锰

    目的 探讨经腹直肌外侧切口入路显露、复位,利用三维打印技术,结合个性化设计、私人定制金属三维打印髋臼翼形接骨板治疗复杂髋臼骨折的手术技巧及早期临床疗效.方法 回顾性分析2016年3-7月在南方医科大学第三附属医院骨科采用经腹直肌外侧入路显露、复位,使用金属三维打印髋臼翼形接骨板固定治疗的8例复杂髋臼骨折患者的临床资料.其中男性4例,女性4例;年龄31~76岁,平均57岁.髋臼骨折按Letournel-Judet分型:前方伴后半横2例,双柱骨折6例,均无涉及髋臼后壁的骨折及对侧半骨盆的骨折.术前患者髋臼的薄层CT扫描数据导入计算机,对骨折进行智能分割并模拟复位,应用三维打印技术打印出1∶1骨折模型.设计并生产金属三维打印髋臼翼形接骨板后采用经前方腹直肌外侧切口入路,直视下使用接骨板固定髋臼前柱及方形区骨折,使用空心拉力螺钉固定后柱骨折.结果 本组8例均顺利完成手术.术后X线及CT检查显示髋臼前后柱骨折复位固定良好,个性化设计接骨板与骨面完全贴合,无围手术期并发症发生,有1例75岁老年骨质疏松患者术后1个月复查时出现耻骨支螺钉松动,患者无不适,未做特殊处理.按照Matta影像学复位评估标准,优3例,良4例,一般1例.随访3~6个月,骨折均愈合.根据改良的Merle D'Aubigné和Postel评分系统,髋关节功能优5例,良2例,可1例.结论 经腹直肌外侧切口入路结合个性化设计、私人定制、金属三维打印髋臼翼形接骨板治疗复杂髋臼骨折,能对复杂髋臼骨折进行解剖复位,并达到坚强的固定,真正实现复杂髋臼骨折治疗的精准化、个性化、微创化.

  • 单侧齿槽嵴裂骨缺损体积测定的研究

    作者:刘静;王永前;杜奉舟;陈树秀;李秉航;李海东;宋涛;吴镝;尹宁北

    目的 探讨齿槽嵴裂患者上颌骨质缺损的测定方法.方法 对2015年7月至2016年12月收治的26例9~12岁单侧齿槽嵴裂患者颅面部进行CT扫描,将CT数据分别通过3D打印和计算机辅助工程软件进行处理.在3D打印模型上,使用橡皮泥填充缺损,模拟齿槽骨移植物,并通过排水法测量其体积;在计算机辅助工程软件中,通过镜像-翻转技术求得骨质缺损的体积.结果3D打印模型获得的模拟移植物的平均体积是1.61 ml,计算机辅助工程软件计算得到的平均骨缺损体积为1.60 ml.2种方法求得的体积差异从-0.34 ml到0.54 ml.配对t检验显示应用2种方法得到的体积值之间差异无统计学意义.结论 9~12岁的单侧齿槽嵴裂患者上颌骨缺损体积约为1. 6 ml. 计算机辅助工程软件的镜像-翻转技术与在3D打印模型测定上颌骨质缺损体积同样准确,可作为测量上颌骨质缺损的可靠方法.

  • 3D打印赝复体即刻修复BrownⅡ类缺损的临床初步研究

    作者:王洋;王育新;张诗雷;俞青;卢晓林;杨旭东

    目的 探讨应用数字化外科技术制作赝复体即刻修复上颌骨BrownⅡ类缺损的可行性和临床效果.方法 对2016年8月至2017年4月收治的5例上颌骨原发肿瘤或累及上颌骨恶性肿瘤的患者,术前应用计算机辅助外科设计手术导板及赝复体,术中在手术导板引导下及手术导航验证下完成手术,并戴入赝复体即刻修复上颌骨BrownⅡ类缺损.对术前与术后2周CBCT数据行计算机图像融合并作偏差分析,评价手术精度.术后1个月行三维立体摄影,比较患者戴与不戴赝复体时口角宽度、双侧唇部高度差、双侧大空间距离差值、鼻唇角、口角偏斜角度及差值体积和差值表面积的变化情况.数据应用SPSS 21.0行Mann-Whitney U检验.结果 5例患者术中均在20 min内戴入赝复体,咬合关系良好.术后2周拆除缝线,伤口愈合良好,均无感染.随访期间(5 ~13个月)5例患者肿瘤均未复发.实际手术与虚拟手术大偏差为(3.75±0.87) mm,小偏差0 mm,平均偏差为(0.35±0.08) mm.戴入赝复体前、后双侧唇部高度差分别为(2.66±1.52) mm和(0.46 ±0.49) mm,两者比较差异有统计学意义(P=0.016);口角偏斜角度分别为(3.43±1.70)°和(1.98±1.24)°,两者比较差异有统计学意义(P=0.047);双侧大空间距离差值分别为(5.75 ±3.66) mm和(2.19±1.14) mm,两者比较差异有统计学意义(P =0.009);鼻唇角、口角宽度差异均无统计学意义(P =0.251,0.251).戴入赝复体前、后面部软组织的差值体积为(5.54 ±2.50) cm3,差值表面积为(66.42 ±21.18) cm2.结论 通过数字化外科技术可以实现BrownⅡ类上颌骨缺损的即刻赝复体修复,恢复了面容及牙列,取得良好的治疗效果.

  • 三维打印结合计算机辅助导航技术精确治疗二例颌面部多发骨折

    作者:王思园;江倩;李浩;陈晓璇;鲁勇

    2015年11月至2016年1月,收治2例成年男性颌面部多发骨折患者.术前行颌面部三维重建,并将数据输入三维打印机,制成与患者颌面部1:1的模型,在模型上模拟骨折手术及骨折固定材料预成型,手术中利用计算机辅助导航技术实时导航,术后与模型对比,面部多发骨折被准确复位固定,手术时间明显缩短,术后面部外形和咀嚼功能恢复良好.可见,三维打印结合计算机辅助导航技术可以提高颌面部多发骨折手术的精确性,并达到良好的修复效果.

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