本文關(guān)鍵詞：3D打印導(dǎo)向模板在復(fù)雜轉(zhuǎn)子下骨折內(nèi)固定手術(shù)中的設(shè)計(jì)及研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《河北醫(yī)科大學(xué)》 2015年

3D打印導(dǎo)向模板在復(fù)雜轉(zhuǎn)子下骨折內(nèi)固定手術(shù)中的設(shè)計(jì)及研究

吳帆  

【摘要】：目的:高能量傷造成的復(fù)雜粉碎性轉(zhuǎn)子下骨折逐漸增多,目前手術(shù)內(nèi)固定為主要的治療方式。但是,因患者骨折復(fù)雜、個(gè)體之間變化差異很大,對其臨床處理往往成為創(chuàng)傷骨科醫(yī)生的難題。在治療過程中,固定方式的選取,內(nèi)置物安放過程中導(dǎo)針定位點(diǎn)及方向的選擇主要根據(jù)術(shù)者的臨床經(jīng)驗(yàn),其準(zhǔn)確性及安全性不足,易導(dǎo)致內(nèi)置物偏差或術(shù)后內(nèi)固定失敗等并發(fā)癥。故手術(shù)方式的選擇及術(shù)中內(nèi)置物安放位置的準(zhǔn)確性是影響療效和預(yù)后的關(guān)鍵因素�；诖�,本研究利用3D打印骨折模型設(shè)計(jì)最佳手術(shù)方式及步驟,利用3D打印手術(shù)導(dǎo)向模板進(jìn)行輔助定位,以增加手術(shù)的安全性和準(zhǔn)確性,縮短復(fù)雜骨折手術(shù)的學(xué)習(xí)曲線,為臨床手術(shù)治療提供一種新的方法和有效的輔助手段。方法:1獲取圖像:選取1名復(fù)雜股骨轉(zhuǎn)子下骨折患者,56歲,體重78kg,身高172cm,X線示:左股骨粉碎性轉(zhuǎn)子下骨折,Seinsheimer分型Ⅴ型。行Philips Brilliance 64排螺旋CT從骨盆上緣至股骨遠(yuǎn)端掃描,層厚1mm,掃描范圍包括患肢及健側(cè)肢體。獲得Dicom格式CT 326張。2建立數(shù)字三維模型:將獲得的Dicom格式圖像導(dǎo)入軟件Mimics 17.0中,對原始圖像進(jìn)行蒙版、分割、光滑等步驟處理,對不同骨折塊單獨(dú)重建及標(biāo)記,生成骨折及健側(cè)股骨近端數(shù)字三維模型。3虛擬手術(shù)復(fù)位并確定手術(shù)方案:在Mimics中對骨折數(shù)字三維模型進(jìn)行虛擬手術(shù)復(fù)位,通過對骨折復(fù)位前及復(fù)位后數(shù)字三維模型的各個(gè)角度觀察分析,綜合多因素的考慮,確定最終應(yīng)用動(dòng)力髁螺釘固定。4 3D模型的打印、手術(shù)模擬及內(nèi)置物預(yù)塑形:應(yīng)用3D打印機(jī)同時(shí)打印出兩份骨折模型及一份健側(cè)股骨近端鏡像模型,選取一份骨折模型,復(fù)位骨折塊,選定適合長度的動(dòng)力髁鋼板并擬定螺釘?shù)拇蛉胛恢眉皵?shù)目,進(jìn)行模擬手術(shù),并對選定的公版內(nèi)置物進(jìn)行預(yù)塑形。5動(dòng)力髁螺釘數(shù)字模型的建立及組裝驗(yàn)證:測量塑形后的動(dòng)力髁螺釘詳細(xì)參數(shù)。在Creo Parametric 2.0軟件中得到動(dòng)力髁螺釘數(shù)字模型,導(dǎo)入3-matic 9.0中,安放在符合AO固定標(biāo)準(zhǔn)的位置,進(jìn)一步檢驗(yàn)螺釘?shù)奈恢门c固定骨塊的關(guān)系。6手術(shù)導(dǎo)向模板的設(shè)計(jì)、打印及驗(yàn)證:根據(jù)之前驗(yàn)證的DCS安裝位置定位出動(dòng)力髁加壓螺釘及近端松質(zhì)骨螺釘?shù)倪M(jìn)針點(diǎn),提取進(jìn)針點(diǎn)周圍外側(cè)特征皮質(zhì)骨曲面的解剖形態(tài),在軟件中建立與進(jìn)針點(diǎn)周圍骨皮質(zhì)解剖形狀一致的反向模板,通過3D打印機(jī)將導(dǎo)向模板制作出來。選取另一份骨折模型,通過手術(shù)導(dǎo)向模板安裝動(dòng)力髁螺釘。驗(yàn)證手術(shù)導(dǎo)向模板的可行性。結(jié)果:1利用患者CT數(shù)據(jù)在Mimics 17.0軟件中經(jīng)過蒙版、分割、填洞以及后期的光滑處理,得到了復(fù)雜股骨轉(zhuǎn)子下骨折及健側(cè)股骨近端鏡像骨的數(shù)字三維模型,并對骨折模型進(jìn)行模擬手術(shù)復(fù)位,獲得了骨折復(fù)位后的數(shù)字三維模型。對骨折復(fù)位前及復(fù)位后的數(shù)字三維模型進(jìn)行各個(gè)角度觀察分析,綜合多因素的考慮,選擇了最終的手術(shù)方案,通過動(dòng)力髁螺釘固定。2通過3D打印技術(shù)制作出了1:1大小的復(fù)雜股骨轉(zhuǎn)子下骨折物理模型,提供了逼真的術(shù)前模擬環(huán)境,模擬復(fù)位后選定了適合本研究對象長度的動(dòng)力髁螺釘系統(tǒng),在實(shí)體模型上模擬內(nèi)固定手術(shù)并完成對選定的公版動(dòng)力髁螺釘鋼板預(yù)塑形,確定了螺釘?shù)拈L度。3利用Creo Parametric 2.0軟件中得到根據(jù)3D打印模型選定好規(guī)格并塑形后的DCS數(shù)字三維模型,與骨折復(fù)位后數(shù)字三維模型共同導(dǎo)入3-matic 9.0軟件中,根據(jù)AO組織內(nèi)固定標(biāo)準(zhǔn)安裝DCS數(shù)字三維模型,進(jìn)一步檢驗(yàn)了螺釘?shù)奈恢门c固定骨塊的關(guān)系,驗(yàn)證結(jié)果顯示與通過3D打印骨折模型選擇的鋼板及螺釘長度吻合。最終確定了應(yīng)用動(dòng)力髁螺釘規(guī)格:鋼板長度242mm,14孔,拉力螺釘長度65mm,4.5mm松質(zhì)骨螺釘長度由近端至遠(yuǎn)端依次為54mm、44mm,4.5mm皮質(zhì)骨螺釘長度由近端至遠(yuǎn)端依次為34mm、34mm、34mm、32mm、32mm、32mm。4根據(jù)數(shù)字三維模型定位出動(dòng)力髁加壓螺釘及近端空心釘?shù)倪M(jìn)針點(diǎn),提取進(jìn)針點(diǎn)周圍外側(cè)特征皮質(zhì)骨曲面的解剖形態(tài),在軟件中建立與進(jìn)針點(diǎn)周圍骨皮質(zhì)解剖形狀一致的反向模板,通過3D打印機(jī)生成實(shí)物手術(shù)導(dǎo)向模板。5應(yīng)用3D打印出的手術(shù)導(dǎo)向模板在實(shí)物骨折模型上進(jìn)行模擬手術(shù)操作,制備出的手術(shù)導(dǎo)向模板具有良好的匹配性和準(zhǔn)確性,大大縮短了模擬手術(shù)時(shí)間,適用于復(fù)雜股骨轉(zhuǎn)子下骨折的手術(shù)治療。結(jié)論:本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助工程軟件及3D打印技術(shù)建立了1:1大小的復(fù)雜股骨轉(zhuǎn)子下骨折三維模型以及符合患者解剖結(jié)構(gòu)的手術(shù)導(dǎo)向模板。為制定復(fù)雜股骨轉(zhuǎn)子下骨折患者個(gè)體化手術(shù)方案提供了解剖學(xué)基礎(chǔ),縮短了手術(shù)的學(xué)習(xí)曲線,增加了手術(shù)固定的準(zhǔn)確性和安全性。為手術(shù)醫(yī)生術(shù)中快速、準(zhǔn)確定位提供了一種新的方法,具有一定的臨床應(yīng)用價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：河北醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R687.3
【目錄】：

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【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：236427