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我國(guó)研究人員使用對(duì)稱(chēng)性和3D打印醫(yī)學(xué)模型修復(fù)骨骨折

時(shí)間:2020-06-21 09:52 來(lái)源:中國(guó)3D打印 網(wǎng) 作者:中國(guó)3D打印網(wǎng) 閱讀:
     中國(guó)3D打印 網(wǎng)6月21日訊,在一項(xiàng)新研究中,來(lái)自中國(guó)的一組研究人員比較了使用傳統(tǒng)的3D打印計(jì)劃模型并采用反映人的雙側(cè)對(duì)稱(chēng)性的方法對(duì)受影響的區(qū)域進(jìn)行鏡像的方法,對(duì)孤立的髖臼(骨盆凹面)骨折的臨床療效進(jìn)行了比較。他們的假設(shè)是,盡管3D打印的模型在修復(fù)髖部骨折方面絕對(duì)可以提供幫助,但鏡像髖骨模型以更準(zhǔn)確地重建受損前的骨骼可能會(huì)更有效地進(jìn)行最終修復(fù)。這在我國(guó)是一個(gè)重要的新聞,因?yàn)椤绑y臼骨折和相關(guān)死亡率”的數(shù)量在我國(guó)近年來(lái)持續(xù)上升。
       研究人員寫(xiě)道:“我們的發(fā)現(xiàn)與先前的報(bào)告1,5,7一致,并表明鏡面模型技術(shù)傾向于改善髖臼骨折患者的臨床療效。”他們解釋說(shuō),在大多數(shù)情況下,人體骨骼是“雙向?qū)ΨQ(chēng)的;它是對(duì)稱(chēng)的。這就是所謂的鏡像關(guān)系。”這種鏡像關(guān)系是使用對(duì)側(cè)髖臼鏡模型作為患側(cè)模板的理論基礎(chǔ)。對(duì)側(cè)髖臼的鏡像成像模型替代了患側(cè)髖臼的復(fù)位后狀態(tài),可以極大地簡(jiǎn)化骨折的組裝和復(fù)位過(guò)程,提高復(fù)位的準(zhǔn)確性,并為骨盆重建的預(yù)彎曲提供了一個(gè)極好的模板板和螺絲長(zhǎng)度的確定。”
        在過(guò)去的幾年中,我們已經(jīng)看到3D打印在手術(shù)室和自定義斷裂管理中變得越來(lái)越有用。為了成功完成髖臼骨折手術(shù),股骨頭和髖臼需要匹配,并且關(guān)節(jié)表面必須具有高度的完整性。 3D圖像顯然比CT數(shù)據(jù)要好,但仍可以在2D平面上讀取。這就是3D打印模型可以提供幫助的原因。“使用3D模型,我們可以準(zhǔn)確地測(cè)量關(guān)節(jié)表面的塌陷程度,確定骨折碎片的數(shù)量和形狀,對(duì)每個(gè)碎片模型進(jìn)行分割,分別打印和組裝骨折碎片,模擬復(fù)位并確定他們植入物的位置,長(zhǎng)度和數(shù)量。研究人員使用CT醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)打印對(duì)側(cè)髖臼的模型,然后使用新的3D打印鏡面模型“作為手術(shù)預(yù)鉆孔的基準(zhǔn),并確定骨盆重建板的位置和預(yù)彎曲特性以及其螺絲長(zhǎng)度。”
       “我們對(duì)2011年6月至2017年12月從我們的醫(yī)療中心收集的前瞻性數(shù)據(jù)進(jìn)行了回顧性審查,其中根據(jù)國(guó)際疾病分類(lèi)確定了連續(xù)的3D打印技術(shù)或3D打印鏡面模型技術(shù)在孤立的髖臼骨折后接受連續(xù)治療的患者(第10版)。在原發(fā)性髖臼骨折手術(shù)后的第一天開(kāi)始隨訪。”共有62名男性和84名女性參加了這項(xiàng)研究。使用傳統(tǒng)3D打印治療的患者屬于T組,而使用3D打印鏡像模型技術(shù)治療的患者屬于M組。“總共評(píng)估了146例單純髖臼骨折的高齡患者(146髖)(T組,n¼72; M組,n¼74),平均隨訪期為29個(gè)月(范圍:24- 34個(gè)月)。團(tuán)隊(duì)寫(xiě)道。 “主要終點(diǎn)是術(shù)后哈里斯髖關(guān)節(jié)評(píng)分(HHS)。次要終點(diǎn)是手術(shù)時(shí)間,術(shù)中失血量,透視檢查時(shí)間,骨折復(fù)位質(zhì)量以及最終隨訪時(shí)的術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率。”


  (a)初診時(shí)的術(shù)前骨盆X線照片(前后視圖)顯示右髖臼骨折(均為兩列)。 (b和c)基于3D打印鏡面模型技術(shù)的右髖臼骨折的術(shù)中透視圖像。 (d)術(shù)后骨盆X線照片(前后視圖),以及(e)股骨的前部和(f)側(cè)面圖像,顯示植入物的位置。
所有患者都需要納入某些標(biāo)準(zhǔn):
.單側(cè)孤立性髖臼骨折
.新鮮髖臼骨折,從受傷到手術(shù)持續(xù)2周
.沒(méi)有髖關(guān)節(jié)功能障礙或骨折前骨折
.能夠理解說(shuō)明并遵循康復(fù)計(jì)劃

        使用Materialize Mimics軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,研究人員直接為T(mén)組生成了患髖臼的3D圖像,而在M組中,“受影響的髖臼的3D圖像以及對(duì)側(cè)髖臼的新3D圖像”被生成。兩者都產(chǎn)生了。使用Cura軟件對(duì)STL文件進(jìn)行切片,并在Stratasys Objet 3D打印機(jī)上進(jìn)行3D打印。

     同一組整形外科醫(yī)生對(duì)所有患者進(jìn)行手術(shù)。“對(duì)于M組,我們選擇了合適的重建板,將其預(yù)彎曲以適合骨骼表面,然后將其調(diào)整到合適的位置;然后,我們確定了骨盆重建板的規(guī)格和型號(hào),固定螺釘?shù)姆较蚝烷L(zhǎng)度以及髖臼關(guān)節(jié)的關(guān)系。”T組患者完成了相同的術(shù)中管理,除了在選擇重建板之前,該團(tuán)隊(duì)在3D打印的模型中從骨頭之間移除了支撐物,并“分離了每個(gè)碎片以直觀,準(zhǔn)確地了解骨折情況。“根據(jù)術(shù)前計(jì)劃,我們盡快完成了復(fù)位,將彎曲前的骨盆重建板放置在排練期間確定的位置,確保該板和骨表面很好地貼合,并暫時(shí)固定該位置,然后將適當(dāng)?shù)穆葆敳迦?D模型上的預(yù)先設(shè)計(jì)的螺釘軌跡中,以提供骨折的絕對(duì)穩(wěn)定性在多個(gè)平面上查看了C型臂圖像,以證明解剖復(fù)位。”


(a和b)雙側(cè)髖臼的3D打印模型,可了解骨盆邊緣和髖臼柱的正常3D解剖結(jié)構(gòu)。 (c&d)通過(guò)在鏡像模型上劃刻來(lái)表示的斷裂線的形狀和方向。 (e&f)帶有印版的3D打印模型。
     所有患者均遵循相同的術(shù)后和康復(fù)說(shuō)明,例如,穿壓縮襪至少21天,術(shù)后1天完成連續(xù)的被動(dòng)運(yùn)動(dòng),并在2-30天之間用助行器觸地負(fù)重,并拐著拐杖。術(shù)后30-90天之間。根據(jù)臨床和影像學(xué)檢查結(jié)果,在90天后允許完全負(fù)重。


研究流程圖。
     研究小組說(shuō):“在術(shù)后1、3、6、9和12個(gè)月以及以后每年對(duì)患者進(jìn)行臨床和影像學(xué)檢查。 HHS,手術(shù)時(shí)間,術(shù)中失血量,透視檢查時(shí)間和術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率在兩組之間存在顯著差異,M組的臨床療效更好。”

您可以在下表中看到主要端點(diǎn)和輔助端點(diǎn)的結(jié)果。



       研究人員總結(jié)道:“總而言之,與傳統(tǒng)的3D打印技術(shù)相比,治療髖臼骨折的3D打印鏡面模型技術(shù)具有更好的臨床效果。這項(xiàng)研究的患者數(shù)量相對(duì)有限,這不是一項(xiàng)前瞻性研究;因此,需要對(duì)較大樣本進(jìn)行分析以獲得更準(zhǔn)確的結(jié)論。盡管如此,這項(xiàng)研究顯示通過(guò)3D打印鏡面模型技術(shù)準(zhǔn)確治療髖臼骨折,為髖臼骨折的外科治療提供了新的方向。”

      中國(guó)3D打印 網(wǎng)編譯文章!

(責(zé)任編輯:admin)

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