
探讨健侧3D打印模型能否指导桡骨远端骨折的精准复位,尤其是模型关节面精度能否满足临床治疗需求。
2016年11月至12月期间采集15名正常志愿者(男11例,女4例;平均年龄为22.8岁)的双侧桡骨CT扫描数据。对桡骨远端1/3的骨性结构进行三维重建,将左侧桡骨模型镜像重建并进行3D打印,通过光学扫描仪获取3D打印模型的数据(测试模型组),并与右侧桡骨远端数据(参考模型组)进行三维偏差分析。
两组模型最大体积差异为6.86%;参考模型组和测试模型组体积平均分别为(19 165.82±3 250.50)、(19 310.65±3 305.15)mm3,差异无统计学意义(t=-0.941,P=0.363)。两组模型最大表面积差异为3.84%;参考模型组和测试模型组表面积平均分别为(5 075.80±549.34)、(5 139.43±572.48)mm2,差异有统计学意义(t=-2.451,P=0.028)。三维偏差分析结果显示:平均正偏差为(0.37±0.10)mm,平均负偏差为(0.30±0.07)mm。模型间差异的最大均方根值为0.65。3D偏差主要分布在1.0 mm以内区间,分布频率为96.27%。
高精度设备制备的健侧桡骨远端镜像3D打印模型可以指导成人桡骨远端骨折的精准重建。临床手术中,可以采用精确、可靠的健侧桡骨镜像3D打印模型作为参考对象指导桡骨远端骨折的精准复位与重建。
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3D打印又称增材制造,已迅速成为一种方便、创新和通用的技术,并在各行各业广泛应用。有文献[1,2,3]已报道3D打印技术在医学领域的潜在应用价值,其对临床医生在疾病诊断分析、治疗手段选择及手术操作方面均有一定的辅助作用。在骨科领域,基于3D打印模型的钢板预弯和术式改进,3D打印辅助下的肿瘤切除手术设计及基于3D打印导航模板下的椎弓根置钉等3D打印技术的新型医疗方案在临床实践中已得到初步应用,并取得了一定成绩。临床上涉及关节面的移位骨折合并远侧桡尺关节脱位,为明确诊断常需进行CT检查,甚至需行双腕多次、多位CT检查[4]。针对上述情况,术前应用健侧骨骼的镜像模型3D打印来指导手术被认为是一种理想的技术手段,但考虑到需要精准重建关节内骨折形态,这一技术理念尚需3D打印模型精准程度的确切证据支持,以评估高精度设备制备的健侧桡骨远端镜像3D打印模型能否指导成人桡骨远端骨折的精准重建。对于模型精准性的验证,Chen等[5]通过二维、三维图像配准来研究模型的精准性,然而该方法由于依赖配准算法及标记物,仍存在一定限制[6]。另有一些学者,如Jastifer和Gustafson[3]、严超等[7]通过手工测量偏差检测板后进行数据统计分析。陈庆等[8]认为现有技术中,用于3D打印的光敏树脂仍存在后期固化时间较长、容易导致变形的缺陷。然而,大部分试验并没有对模型本身与人体的一致程度进行讨论[3,9,10]。本研究设计通过三维光学扫描和三维偏差分析的方法对比15名志愿者左侧桡骨远端镜像3D打印模型与右侧桡骨远端的解剖形态学特点,以期为3D打印模型辅助下桡骨远端骨折关节面精准重建提供理论依据,从而进一步提高桡骨远端骨折的临床治疗效果。





















