医学3D打印技术
基于3D打印的骨折复原技术在胫腓骨远端骨折中的应用
中华创伤骨科杂志, 2017,19(7) : 589-595. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1671-7600.2017.07.007
摘要
目的

探讨3D打印胫腓骨远端的骨折复原模型用于术前规划和设计。

方法

回顾性分析2015年10月至2016年9月治疗的35例胫腓骨远端骨折患者资料。所有患者均行双侧胫腓骨全长的CT扫描,获取Dicom数据,通过Mimics 15.0软件将双侧胫骨上端距离膝关节5、10、15 cm处做横截面,记录符号为PT5、PT10、PT15,并测量对比左侧与右侧长轴(LL vs. RL)、短轴(LS vs. RS)。通过Mimics 15.0软件生成3D模型的STL文件,打印出实际尺寸的胫腓骨远端骨折部位和健侧胫腓骨镜像模型。在镜像模型上绘制骨折线并进行术前演练。术中采用术前预演的置入物,实际测量螺钉长度及摄片与术前预演对比。

结果

对胫骨近端的左、右侧3个层面(PT5、PT10、PT15)的长短轴进行数据汇总,按照每个层面的相同轴分组,每组数据及成对数据差值均符合正态分布,每组成对样本的相关系数均>0.95,相关性极强。成对样本中PT5、PT10、PT15的LL与RL比较及LS与RS比较差异均无统计学意义(P >0.05)。35例患者均进行了手术治疗,术后复查X线片示置入物贴服程度及螺钉长度与术前设计符合,手术使用螺钉长度偏差均在容许范围,钢板贴服良好,内固定满意。

结论

健侧镜像模型作为骨折解剖复位后的模型进行术前预演及置入物的准备,具备一定的临床实用价值,而3个层面长、短轴对照使双侧相似性比较变得简单、有效,避免了直接采用健侧镜像模型进行术前规划的盲目性。

引用本文: 张文玺, 王新明, 吉跃平, 等.  基于3D打印的骨折复原技术在胫腓骨远端骨折中的应用 [J] . 中华创伤骨科杂志, 2017, 19(7) : 589-595. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1671-7600.2017.07.007.
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对于需手术治疗的胫腓骨远端骨折,通常采用X线片、CT等影像资料了解骨折情况,虽然骨折立体结构也可以由CT三维重建图象显示,然而术中无法任意角度观察和了解内部细节。3D打印骨折模型可以在手术时对各部分细节任意角度观察,协助外科医生更好地进行骨折精确复位。实际应用时,将骨折模型的各个骨折块分别进行3D打印,然后拼合并进行钢板等固定[1,2],然而由于各种因素骨折块无法紧密贴合使模型无法达到解剖复位,这样在模型上固定时钢板的预弯和螺钉的长度将不准确,难以达到预期效果。为了获得骨折前形态,可以通过CT扫描健侧胫腓骨,获取的数据直接打印出健侧胫腓骨镜像模型,将其用作手术前器械选取的模板和手术期间解剖复位的参考。采用镜像技术的前提是双侧胫腓骨需要足够的相似,但是将骨折区域与健侧进行比较是困难的,然而为了实现骨折的复原,通常都是默认双侧胫腓骨是对称的,一些涉及到镜像技术的文献[3,4]也是基于此而报道。然而并非所有情况都会有理想的镜像关系,一些环境因素及生长发育过程中的异常可能导致不对称出现,如小儿麻痹症、单侧肢体有过骨折史、单侧肢体过度运动或劳动等。因此,有必要在使用镜像技术前进行对称性验证。镜面成像技术实现骨折的复原涉及了2个实体表面的相似性对照,采用面部识别技术中的特征点对照方法可以减少数据量[5],但仍然比较复杂且不便于推广。

 
 
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