摘要：3D打印指三维模型技术,即使用计算机辅助设计软件将数字模型转换为物理对象。3D打印技术发展迅速,尤其是在医疗保健领域,3D打印技术得到了不断的发展。本文综述了3D打印技术在治疗脊柱侧凸中的临床应用,总结了3D打印技术的优缺点,并对其未来发展方向进行了探讨,为3D打印技术在脊柱侧凸治疗中的应用提供参考。

摘要：背景:目前传统矫形器制造技术需要消耗大量的时间和材料,加工时石膏膨胀系数较大和材料冷却产生回弹会降低矫形器精度,故而计算机辅助设计技术和3D打印技术在矫形器领域的应用正蓬勃开展。目的:基于多学科协作理念,通过光学扫描、计算机辅助设计及3D打印设计,制作一种新型脊柱侧凸矫形器,并对其矫正效果进行评估。方法:选择2019年3至10月就诊于上海交通大学附属第九人民医院3D打印中心的青少年特发性脊柱侧凸患者7例,使用3D扫描仪对患者躯干进行扫描取模,应用Rodin4D软件进行虚拟矫形处理,然后导入Magics进行矫形器的镂空设计,通过3D打印技术进行制作。7例患者每日佩戴矫形器时间20 h以上,随访6个月,对干预前后脊柱侧凸的情况进行分析,观察临床疗效。结果与结论:①非接触式iPad扫描仪成功取模,法国Rodin4D软件内设计矫形器模型、Magics软件对矫形器模型镂空操作,经3D打印方式制作,成功制作出合适的3D打印个性化脊柱侧凸矫形器;②7例患者均有显著改善,未治疗前Cobb角为(29.43±7.68)°,躯干倾斜角为(11.57±2.76)°;治疗6个月后随访Cobb角为(8.71±5.96)°(矫正72%),躯干倾斜角为(3.57±2.57)°(矫正70%),治疗前后Cobb角和躯干倾斜角差异均有显著性意义(P<0.01);③提示基于多学科协作理念,将数字化医学与3D打印技术联合应用于康复辅具领域,制作个性化脊柱侧凸矫形器的方案具有可行性,并且矫形器的康复疗效显著。

摘要：背景:目前外科手术前通过3D打印技术进行规划和手术设计已经成为一种发展趋势,并且应用于骨盆骨折、肿瘤切除并取得了良好的效果,但应用于青少年特发性脊柱侧凸的术前规划的报道还很少。目的:探讨青少年特发性脊柱侧凸患者内固定前采用3D打印仿真脊柱侧凸型体外模拟手内固定后应用选择性椎弓根螺钉治疗的临床疗效。方法:回顾性分析2014年6月至2015年6月青少年特发性脊柱侧凸患者70例,内固定前先将患者CT薄层扫描数据用DICOM格式导入Mimics软件进行三维重建、虚拟内固定设计,采用3D技术打印出患者虚拟复位后的仿真脊柱侧凸模型,并按照虚拟内固定设计方案进行椎弓根螺钉最佳位置设计、螺钉长度测量、螺钉进入途径设计等一系列内固定前模拟内固定,然后现实手术行选择性节段椎弓根螺钉内固定三维矫形。结果与结论:与内固定前相比,患者内固定后冠状面主胸弯Cobb角、顶椎偏距明显改善,且未出现神经、血管和内脏损伤等并发症,同时椎弓根螺钉置入良好。说明3D打印技术可使手术更加精准、安全、完美及脊柱矫正率提高。内固定前模拟螺钉置入、螺钉数据测量缩短了手术时间。

摘要：作者报告从１９８３年应用Ｈａｒｒｉｎｇｔｏｎ加节段椎板下钢丝矫正术治疗脊柱侧凸３１０例，其临床疗效满意．特发性侧凸２５０例，先天性５８例，麻痹性２例，其中８３例合并有大于５０°的后凸，平均椎板下钢丝固定４．６节．术前侧凸平均９２．５°，术后平均４１．３°，平均矫正５５．３５％，后凸畸形矫正平均达３４．５％，身高平均增加６．８ｃｍ．随访１年以上１４３例．除４例外均骨质融合良好．此方法可用于椎板完整的脊柱侧凸矫正术．本方法设计生物力学合理，手术操作简单，融Ｈａｒｒｉｎｇｔｏｎ及Ｌｕｑｕｅ手术优点，增加了手术矫正度及内固定的稳定性．局部麻醉可有效的预防术中脊髓损伤．

摘要：目的:建立精确的脊柱侧凸病人的脊柱数字化模型,探讨其在临床诊断及治疗中的应用。方法:随机选择6例脊柱侧凸病例,进行脊柱CT连续断层扫描,扫描结果导入Mimics软件中进行三维重建。利用三维重建模型指导临床。结果:全部病例均进行脊柱数字化三维重建,得到病变脊柱的三维立体图像。可以方便地从任意角度和方向观察脊柱畸形情况,测量有关的数据;还可以在数字化模型上进行手术设计,模拟内固定器械植入操作等。术中发现数字化模型与脊柱实际畸形情况完全一致。所有病人均接受手术治疗,手术过程顺利,术后效果满意。结论:脊柱的数字化三维模型能够更直观、更准确地反映了脊柱病变的三维立体结构。对临床医生的诊断、手术计划、内固定选择等有较大帮助。

摘要：目的:观测脊柱侧凸患者胸椎弓根等结构的形态变化,于脊柱侧凸矫形术中应用自行设计的胸椎椎弓根外内固定技术,探讨其临床意义。方法:对30例脊柱侧凸患者行术前CT扫描,观测椎弓根形态变化及椎体旋转程度,主动脉位置变化等;对过窄或变形严重的椎弓根行胸椎椎弓根根外内固定,观察效果。结果:CT扫描发现,侧凸患者凹侧椎弓根直径明显窄于凸侧椎弓根直径,差异具有显著统计学意义(P<0.05)。凹侧及凸侧椎弓根直径都明显小于相应肋骨-椎弓根单元直径,差异具有显著统计学意义(P<0.05)。椎体呈楔形变,主动脉位置相对向后外侧移位;临床选择5例侧凸病人共24个胸椎弓根过细(小于2mm)或变形严重不适合经椎弓根内固定,而对这部分椎弓根行椎弓根根外内固定取得满意效果,无神经血管并发症发生,经3,6及12个月随访无螺钉拔出或松动,无矫正度丢失。结论:脊柱侧凸病人椎弓根等结构的形态发生了改变;在脊柱侧凸病人中应用胸椎椎弓根根外内固定技术具有操作简单安全、固定牢固可靠等优点,具有临床实用价值。

摘要：目的对脊柱侧凸手术后患者进行翻修手术,探讨翻修的原因、方法并评价其疗效。方法1996年6月～2002年8月,36例脊柱侧凸手术后患者接受翻修手术治疗。男15例,女21例;平均年龄16.8岁。既往手术史平均1.57(1～3)次。所有患者术前进行详细的影像学评价,畸形程度为侧凸52°～108°,平均76.2°;其中11例合并后凸36°～79°,平均53°。手术方法包括:内固定拆除21例、前路松解5例,原融合松解或截骨18例,所有患者均同时进行椎弓根螺钉固定矫形和融合术。对患者手术前、后的临床和影像学结果进行了分析评价。结果手术均安全完成,手术时间3.8 h(2.8～5.1)h,出血量平均817 ml(630～1800)ml,无神经系统并发症发生。侧凸矫正平均48°(矫正率56%);后凸矫正平均47°(矫正率72%)。所有患者术后随访12个月以上(12～76个月),均获得坚强融合,未发现术后假关节形成以及侧凸加重等现象。最终随访时91.7%的患者对治疗效果表示满意。结论脊柱侧凸翻修术具有难度大和危险大的特点,术前对患者进行详细的检查和评价,针对患者的畸形特点周密设计手术方案,是获得满意矫正效果的关键。

摘要：目的 ：设计新型脊柱侧凸个体化数字导航模板（简称导板）并在手术中应用,评价其置钉准确性和安全性。方法：2013年12月至2014年12月,对10例脊柱侧凸病例（观察组）进行CT扫描,应用计算机软件进行模型重建、模拟置钉和导板设计;应用快速成型技术制造导板;在手术中应用导板辅助置钉,记录其出血量、手术时间、术前与术后血肌酐含量变化、置钉相关并发症发生情况,术后CT扫描明确螺钉位置并进行分级,评价置钉准确率,并与同期行徒手置钉的10例脊柱侧凸病例（对照组）进行对比。观察组包括特发性侧凸5例,先天性侧凸5例;男3例,女7例;年龄4~18岁,平均11.9岁;主弯Cobb角42.1°~78.4°,平均54.9°。对照组包括特发性侧凸5例,先天性侧凸5例,男2例,女8例;年龄6~17岁,平均12.6岁;主弯Cobb角38.2°~93.4°,平均56.6°。结果 ：观察组置钉167枚,其中Ⅰ级138枚（82.6%）,Ⅱ级25枚（15.0%）,Ⅲ级4枚（2.4%）,无Ⅳ级螺钉;穿破皮质29枚（17.4%）,可接受螺钉163枚（97.6%）。对照组置钉165枚,其中Ⅰ级98枚（59.4%）,Ⅱ级39枚（23.6%）,Ⅲ级21枚（12.7%）,Ⅳ级7枚（4.2%）;穿破皮质67枚（40.6%）,可接受螺钉137枚（83.0%）。两组病例置钉分级、穿破皮质比例、可接受螺钉比例均有差异（Z=-5.013,P=0.000;χ2=9.347,P=0.002;χ2=20.242,P=0.000）。Cobb角矫正率[（74.1±10.0）%vs（69.7±17.6）%,出血量（455±447）ml vs（415±389）ml,手术时间（163.5±53.7）min vs（164.0±48.7）min,术前与术后3 d血Cr变化（-5.3±3.2）vs（-3.4±3.1）μmol/L,差异均无统计学意义（t=0.696,P=0.496;t=0.214,P=0.833;t=0.022,P=0.983;t=1.375,P=0.192）。两组均未见与置钉相关的并发症。结论：应用个体化数字导航模板辅助脊柱侧凸术中椎弓根螺钉置入,准确性较徒手置钉明显提高,且安全性良好。

摘要：背景:脊柱侧凸是一种包括椎体水平面旋转的复杂病理特点的三维脊柱畸形。有限元分析法可取代传统的生物力学实验法进行重复实验分析以及数字化仿真模拟,在脊柱侧凸的生物力学研究中的运用日益深入。目的:旨在强调运用有限元分析法对脊柱侧凸的支具和手术治疗方面进行简要的阐述。方法:以"脊柱侧凸;有限元"为检索词,检索PubMed数据库以及万方数据库1986年1月至2013年5月文献。选择文章主要内容与脊柱侧凸治疗的有限元分析直接相关的、代表性好、相关领域权威杂志的文章共38篇进行讨论。结果与结论:如何设计出更加符合脊柱侧凸生物力学特征的个体化支具已成为研究热点。利用多重影像学技术将肋骨、胸骨以及骨盆等引入有限元模型中,分析研究脊柱侧凸施加三维矫形力的最佳方式。研究发现施加载荷最佳的方式是在脊柱侧凸的凸侧区域。有限元分析法可预测和评估患者的矫形过程及效果,进而制定出合理的矫形治疗方案。有限元分析法模拟分析内固定器械与脊柱之间的应力分布情况,更有效的预防治疗后并发症的发生。

摘要：脊柱侧凸是一种由多种病因导致的三维复杂脊柱畸形,常合并胸廓畸形、肩失衡等并发症。由于其尸体标本难以获取以及动物模型制作困难,致使脊柱侧凸的生物力学研究受到限制。近年来,随着计算机技术、软件开发和图像处理的不断发展,应用有限元分析法建立人类脊柱有限元数字模型的技术日臻成熟,已为脊柱侧凸的病理机制、支具的设计及应用和手术方式的选择等研究提供了有力的支持,成为脊柱侧凸生物力学研究中不可缺少的工具。建立高质量的脊柱有限元数字模型是进行分析研究的基础,但有限元建模方法多样且过程复杂,因而如何根据研究目的选择合适的建模方法成为有限元研究者的首要任务。笔者在查阅近几年国内外相关文章后,对脊柱侧凸有限元建模过程包括脊柱侧凸数据的获取方式、几何模型的建立、各组织材料属性及参数设定、有限元模型的有效性验证等方面作一综述,以资参考。