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中国研究人员正在研究3D打印模型如何改善骨折治疗

发布时间:2019-03-26


中国研究人员正在研究3D打印模型如何改善骨折治疗。


陈春晖,蔡乐义,郑文浩,王建顺,郭晓山,第二附属医院骨科和浙江温州医科大学育英儿童医院的华晨在“ 使用3D打印模型的功效 ”中解释了他们的发现在治疗骨折方面:一项随机临床试验。



我们已经跟踪过以前的案例,其中3D打印已被用于创建假肢,制造手臂模型以帮助修补骨折,以及制作植入物以治愈损伤,但在本研究中,研究人员评估了该技术在其中进行改进的能力。


术前计划休息非常严重,需要手术治疗。


48名患有桡骨远端骨折的患者(最常见的上身损伤类型之一)参与了这项研究,每次休息都制作了一个3D模型。



然后研究人员注意到以下几点:手术时间,失血量和术中透视频率。


我们接受了使用Star PACS系统(INFINITT,首尔,韩国)在我们医院获得的桡骨远端骨折的计算机断层扫描(CT)扫描。原始CT数据以DICOM格式存储; 使用Mimics软件(版本10.01; Materialise,Leuven,Belgium)重建3D图像。


阈值设置为'Bone(CT)226-Max',这对于骨重建是最佳的。我们将重建数据以STL格式导出到3D打印软件。创建3D数字模型,以Gcode格式保存,并输出到3D打印机(3D ORTHO; Waston Med Inc.,中国江苏常州),用于构建完整的实体模型。


使用聚乳酸(3D ORTHO; Waston Med Inc.)作为印刷材料; 几个参数用于分割原型。


加工参数为:(1)1.65毫米塑料长丝直径,(2)0。- 1个塑料进料速率。总的来说,每个裂缝原型的制造大约需要5小时(预处理1小时,印刷3-4小时)。


3D打印模型清楚地显示了骨折的结构特征,这有助于手术计划的设计。在3D模型上,我们根据骨折线分割骨折碎片,然后用K线暂时复位碎片,然后用金属板和螺钉固定碎片。


这样,术前确定所需植入物的类型和尺寸,我们可以选择合适的金属板和螺钉。我们还记录了重置每个骨折所需的时间。


每次模拟手术大约需要2.5小时。三名外科医生使用Henry方法对远端桡骨进行内固定[ 15]在两组患者中。


外科医生和患者都有机会填写调查问卷,并在最后提供有关研究的意见(在外科医生中,与患者沟通的3D原型的有用性”的平均得分为9.1±0.8,以及'整体有用性3D打印模型'为6.7±1.4。)



由于大量桡骨远端骨折和相关并发症,科学家们认为需要进行这项研究。


一些作者报道,在骨折治疗中使用3D打印模型具有有益效果。


因此,我们假设3D打印模型可以作为治疗桡骨远端骨折的新方法,研究小组表示。


问卷调查结果

问卷项目的分数“您对骨折情况了解多少”和“您对手术计划的了解程度”在常规治疗组和3D模型组之间存在显着差异(P ?= 0.001;表  5)。

在外科医生中,“与患者沟通的3D原型的有用性”的平均得分为9.1±0.8,而“3D打印模型的整体有用性”的平均得分为6.7±1.4。


由于桡骨远端的解剖体积很小,可以方便地创建实现的模型,只需很少的时间和成本。此外,这种骨折的高发生率使得能够收集标准病例的数据。


因此,我们认为远端桡骨骨折是评估3D打印模型在骨折治疗中使用效果的合适例子。


CT数据以DICOM格式存储,然后在PLA中进行3D打印之前通过Mimics软件进行转换。


科学家们报告了3D打印模型的成功,因为它们清楚地显示了骨折。每次手术大约需要两个半小时。


在3D模型上,我们根据骨折线分割骨折碎片,然后用K线暂时复位碎片,然后用金属板和螺钉固定碎片,研究小组说。


通过这种方式,所需植入物的类型和尺寸在术前确定,我们可以选择合适的金属板和螺钉。



Mimics软件v10.01中桡骨远端骨折的重建


研究人员在讨论中指出,3D打印模型可以进行更准确的诊断和手术,并在需要时作为指导。


由于3D打印可以用于在复杂手术之前生成个性化,实现的骨折固体原型,因此初级外科医生可以观察骨折的解剖结构并模拟外科手术以确定内固定所需的种植体大小。


该研究还表明,3D打印模型允许更快的手术时间,更少的患者失血,以及术中透视的频率,但它没有改善术后功能。


限制还包括仅对骨骼进行建模,而不考虑软组织,以及由软件和硬件的复杂性引起的可能的错误。


我们的研究表明,3D打印模型有效地帮助医生计划和执行手术,并提供医生和患者之间更有效的沟通,但与常规治疗相比,不能改善术后功能,研究人员总结道。


3D打印在骨折治疗中的使用也具有几个优点。可以在原型上以360°观察骨折,从而实现准确的表征并增强医生对患者病情的现实和直接理解。


该模型还帮助患者和家属了解患者的病情,实现更有效的沟通。患者和家属对这种通信方法的结果感到满意,这增加了患者在治疗期间的依从性。


此外,众所周知,手术的频繁表现以及手术和手术模拟可以提高外科医生的技能。




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