3D打印辅助个性化骨盆病损重建的现状与展望
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罗丁豪,郝永强1 3D 打印辅助个性化骨盆病损重建的术前规划
骨盆病损可致骨盆畸形,传统术前规划手段以体格检查及CT、MRI等影像分析为主,但临床研究表明,这些传统技术在骨盆病损病灶定位和手术实施时的准确性并不理想,亟需更加准确、直观、高效的技术支持。
近年来,精准、立体的3D打印个性化解剖模型突破了传统术前规划手段的瓶颈,在骨科、耳鼻喉科、头颈外科、泌尿外科、心胸外科等领域已得到较广泛的应用[1-7]。采集CT 或MRI影像数据后,经医师与工程师讨论及精细三维重建,并利用3D 打印技术将数据实体化即形成3D 打印个性化术前规划辅助模型,可清晰直观展示术区解剖结构,极大便利病灶定位、入路选择、内植物设计等。该方法可在多种应用场景下获得应用,如在对体积巨大的肩胛骨软骨瘤、颈椎恶性肿瘤、股骨远端骨肉瘤等结构复杂且定位要求高的病例治疗中,3D 打印个性化骨骼模型可实现更加准确的病损切除、更加精准的内植物定位、更少的术中出血、更短的手术时间及辐射暴露。Fang 等[8]在骨盆巨大肿瘤切除重建手术中使用虚拟数字化三维重建和3D 打印个性化骨盆模型进行术前规划,成功指导手术定位安装,术后验证表明切缘准确性提高,术中出血量及手术时间均减少。Zhang 等[9]应用3D 打印个性化骨盆模型进行髋部翻修术前规划,结果表明较传统X 线+CT 方法更加准确。Gladnick等[10]借助3D打印骨盆模型精准判断不同患者差异性的骨缺损形态,并利用定制型三翼翻修臼杯实现了精确重建。Zanasi 和Zmerly[11]将骨盆模型和内植物三维模型互配以指导内植物设计,显著提升了内植物-骨骼适配性。
3D打印个性化骨盆模型还可指导骨折内固定手术的接骨板预折弯,结果显示预弯接骨板与实际骨骼匹配良好,手术便捷、精准、高效[12]。此外,3D 打印骨骼模型可以为初级医务人员、工程师等提供学习辅助,提升医工交互效率[13]。
3D打印个性化骨盆模型还可用于模拟手术。在骨肿瘤方面,Iqbal 等[14]制备Ⅱ+Ⅲ区骨盆肿瘤模型,并将内植物与之进行模拟手术安装,从而对内植物适配度、术中操作可行性等进行研判;在骨折方面,Upex 等[15]利用3D 打印骨盆模型的健侧解剖形态进行接骨板预弯后 ......
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