摘要：目的:采用CAD技术拟合三维CT扫描数据、薄层MR数据,以重建包括椎体、椎间盘纤维环、髓核等重要软硬组织解剖结构信息的全腰椎三维解剖计算机模型。方法:采集1例中国男性志愿者三维CT扫描数据、薄层MR数据。扫描范围:L1~S5全节段。MRI:Spce及Stir序列,层厚0.5 mm;CT:120 kV,层厚0.75 mm,FOV矩阵512×512。CT、MR均保存为DICOM格式。将MR、CT数据分别导入Midivi医学图像处理软件,重建软、硬组织三维结构;并在其中测量椎间盘髓核、纤维环的数据。根据所得数据在Midivi中刻画髓核、纤维环的分布,并依据椎体、椎间盘解剖标志点进行配准。从而得到融合椎体、椎间盘纤维环、髓核的全腰椎三维解剖建模。结果:MR获得Spce序列470幅、Stir序列240幅,CT获得断层图像738幅。生成的椎体与骶骨的体积按顺序分别为47.49、50.92、58.95、62.86、62.60、218.85 cm^(3);椎间盘的体积按顺序分别为11.08、12.30、13.12、13.89、13.55 cm^(3);全腰椎三维模型STL数据文件238 M。结论:通过MR、CT扫描,能够分别获得高精度椎间盘(髓核、纤维环)、椎体的三维解剖数据,通过基于解剖标志点的三维MR、CT配准融合法,能够精确地建立高精度全腰椎三维解剖模型。

摘要：目的探讨3D打印个性化定制导板(PSG)在复杂全膝关节置换术(TKA)中的应用效果。方法回顾性分析2016年1月至2019年10月南京医科大学附属南京医院骨科采用人工TKA治疗的44例复杂膝关节畸形(含关节外畸形)患者资料。根据术前是否应用3D打印PSG将患者分为3D打印个性化导板(3D-PSG)组和常规组(21例)。3D-PSG组23例,男11例,女12例;年龄为(63.7±10.2)岁(53~81岁)。常规组21例,男10例,女11例;年龄为(64.2±12.1)岁(51~79岁)。3D-PSG组患者术前将CT扫描数据进行三维重建,由此计算下肢骨骼解剖参数并设计3D导板,将导板STL文件导入3D打印机制造导板,导板辅助完成TKA。常规组:采用标准的TKA。记录3D-PSG组的TKA手术方案,并与术中实际结果进行比较。比较两组患者的手术时间、术中出血量、术后引流量、住院时间及术后的疼痛视觉模拟评分(VAS)、膝关节功能评分(KSS)、冠状面髋-膝-踝角(HKA)、冠状面股骨组件角(FFC)、冠状面胫骨组件角(FTC)、矢状面股骨组件屈曲角(LFF)、矢状面胫骨组件角(LTC)等下肢力线偏差值。结果两组患者术前一般资料比较差异均无统计学意义(P>0.05),具有可比性。3D-PSG组术前规划与术中使用的股骨髁假体型号[(3.4±1.1)、(3.5±0.9)]、胫骨平台假体型号[(3.1±0.9)、(3.3±1.2)]、垫片厚度[(10.6±3.2)mm、(10.9±4.7)mm]比较差异均无统计学意义(P>0.05)。44例患者术后平均随访10.8个月(7~13个月)。3D-PSG组的手术时间[(65.7±10.5)min]、术中出血量[(19.8±7.3)mL]、术后引流量[(124.6±27.9)mL]、住院时间[(7.3±2.5)d]均少于常规TKA组[(82.4±11.7)min、(86.5±35.7)mL、(154.6±21.3)mL、(10.6±3.1)d],3D-PSG组术后1 d、1周、2周VAS评分及KSS评分较常规组占优势,3D-PSG组的HKA、FFC、FTC、LFF、LTC接近理想值的患者数量较常规组多,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论3D打印个性化定制导板能够显著提高复杂膝关节置换术精准度,减少手术时间,提高手术疗效。

摘要：目的比较iASSIST智能导航辅助人工全膝关节置换（iASSIST-TKA）与三维（3D）打印个性化膝关节导板辅助人工全膝关节置换（PSI-TKA）的应用效果。方法收集2016年4月至9月南京医科大学附属南京医院骨科采用全膝关节置换术（TKA）治疗的47例膝关节骨关节炎患者的临床资料，男性20例，女性27例，年龄57～77岁，平均（63.8±8.2）岁。采用电脑随机分组，iASSIST-TKA组23例，PSI-TKA组24例。比较两组患者术后冠状面髋-膝-踝（HKA）角、冠状面股骨组件（FFC）角、冠状面胫骨组件（FTC）角、矢状面股骨组件屈曲（LFC）角、矢状面胫骨组件（LTC）角的偏移值；比较两组的手术时间、术中出血量、术后引流量和住院时间；比较两组患者术后1 d、7 d、14 d、1个月、3个月的视觉模拟评分（VAS）与膝关节评分（KSS）。计量资料组间比较采用t检验，计数资料组间比较采用Fisher确切概率法或χ2检验，配对设计差值及等级资料采用秩和检验。结果两组患者术后HKA角、FFC角、FTC角、LFC角、LTC角的偏移值均〈3°（－2°～2°），两组间各测量角的偏移值差异无统计学意义（Z＝－0.610～0.000，P＝0.542～1.000）。与PSI-TKA组相比，iASSIST-TKA组手术时间长[（80.7±8.8）min比（60.2±7.8）min]、引流量多[（210.7±32.1）ml比（185.5±30.2）ml]、平均住院时间短[（5.4±2.4）d比（6.7±1.6）d]，差异均有统计学意义（t＝－2.190～8.460，P＝0.000～0.033）；iASSIST-TKA组和PSI-TKA组术中出血量[（18.4±5.4）ml比（17.3±6.2）ml]相比差异无统计学意义（t＝0.650，P＝0.521）。与iASSIST-TKA组相比，PSI-TKA组术后1 d、7 d的VAS降低（4.8±0.6比5.5±0.9、3.6±0.8比4.3±0.9），KSS临床评分（49.3±5.5比44.2±6.4、54.9±4.0比50.8±4.2）和功能评分（44.1±2.9比41.2±3.5、49.6±3.8比46.6±3.2）均增加，差异均有统计学意义（t＝－3.420～3.150，P＝0.001～0.007）；术后14 d、1个月、3个月的VAS及KSS评分差异无统计学意义（t＝－1.390～0.530，P＝0.170～1.000）。结论采用iASSIST-TKA及PSI-TKA治疗膝关节骨关节炎的手术精度均较好，采用iASSIST-TKA的患者手术时间较长，术后早期恢复慢于采用PSI-TKA的患者，而采用PSI-TKA的患者住院时间更长。

摘要：目的探讨利用计算机辅助设计和3D打印技术制备的个体化经髂嵴植钉导板在骨盆外固定架深部植钉中的应用。方法 2017年5月—2018年2月,收治5例骨盆骨折患者。男1例,女4例;年龄29~68岁,平均52岁。骨盆骨折Tile分型B型3例,C型2例。受伤至手术时间6~14 d,平均9 d。依据术前CT扫描数据三维重建骨盆,并设计个体化经髂嵴植钉导板,利用3D打印技术制备骨盆模型及导板;术前模拟植钉过程后,术中在个体化经髂嵴植钉导板辅助下植入外固定钉。术后复查CT,依据手术前后三维图像,测量实际钉道和规划钉道起始端与髂前上棘骨性凸起顶部的距离,分别在横断面和冠状面上测量规划钉道和实际钉道的内倾角及尾倾角。结果所有患者术中均应用个体化经髂嵴植钉导板辅助成功植钉,共植入20枚外固定钉,均为单次植入。X线片和CT检查显示所有外固定钉位置良好,植入长度70.13~100.53 mm,平均83.16 mm。拟合后的三维重建图像显示所有外固定钉的进钉点、钉道方向均与术前规划一致。和规划钉道比较,实际钉道与髂前上棘的距离、内倾角、尾倾角差异均无统计学意义(P>0.05)。术后随访3个月,所有外固定钉均未发生松动、断裂;均未发生血管、神经损伤,浅表和深部组织感染,切口均Ⅰ期愈合。所有患者对治疗过程满意,髋、膝关节活动度正常,末次随访时疼痛视觉模拟评分(VAS)为0~3分,平均0.5分。结论个体化经髂嵴植钉导板辅助植钉技术是对传统经髂嵴植钉技术的改良,可提高外固定钉植入精确度和有效延长钉道长度,使患者术后迅速获得骨盆力学稳定性、降低钉道相关并发症风险。

摘要：目的探讨利用计算机辅助设计和3D打印技术制作的个体化手术导航模板实现儿童股骨颈骨折内固定装置精确置入的可行性。方法选取2例股骨颈骨折患儿，依据CT数据使用3D打印机打印个体化股骨近端模型，计算机辅助模拟骨折复位和股骨颈空心螺钉或儿童髋部锁定加压接骨板（LCP-PHP）置入过程，通过软件设计并打印出与复位后股骨近端匹配的经颈螺钉置入导航模板，术前3D模型模拟手术验证可行后，术中在导航模板辅助下置入导针及螺钉。结果3D打印的个体化手术导航模板术中与股骨近端骨性标志匹配良好，能够辅助2～3枚螺钉精确置入股骨颈并稳定骨折端，螺钉置入后经术中X线检查与术前设计基本一致。螺钉和LCP-PHP置入的手术时间约分别为12min和27min，术中使用X线透视仅4次和6次，术后伤口均一期愈合。术后X线片示股骨颈骨折复位良好，应用导航模板辅助置入的2枚空心螺钉和LCP—PHP的进钉点、进钉方向、螺钉长度均与术前设计方案基本一致，螺钉未损伤骺板。术后3个月随访，股骨颈骨折临床愈合，按Ratliff评价标准评价髋关节术后功能情况为优，钢板螺钉无松动、断裂。结论3D打印个体化手术导航模板可以辅助股骨颈空心螺钉和LCP—PHP的精确置入，减少医源性股骨颈骨骺及血供损伤，而且可以节省手术时间，减少术中出血，减少患者及手术操作人员的射线暴露。

摘要：目的 :探讨利用计算机辅助设计和3D打印技术制作的一种个体化手术导航模板实现儿童肘内翻畸形精准截骨的可行性。方法:2015年6月至2016年6月需手术治疗的15例儿童肘内翻畸形患者,依据上肢CT数据结合计算机软件设计并利用3D打印机打印出与肱骨远端匹配的截骨导航模板。术中在导航模板辅助下精准截骨,纠正冠状面的内翻畸形和水平面的内旋畸形,2枚克氏针交叉固定截骨断端,伸直位石膏固定,术后定期复查X线片。结果:计算机辅助设计和3D打印的个体化手术导航模板术中与肱骨远端骨性标志匹配良好,沿导航模板截骨面进行截骨精准简便,术后患肢外观满意,截骨端平均愈合时间6.7周(6~8周)。随访3~6个月后影像学和肘关节活动范围评估优12例,良3例,无切口感染、内固定松动断裂或继发性尺神经炎发生。结论:3D打印个体化手术导航模板可以辅助儿童肘内翻畸形的精准截骨,最大程度恢复肘关节正常解剖结构,操作方便,值得推广应用。

摘要：背景:基于三维CT数据的个性化定位导板可提高后稳定型假体关节置换的精确度,但基于三维CT扫描数据的骨性结构重建忽略了股骨远端关节软骨厚度,将影响个性化截骨导板使用及全膝关节置换后的临床效果。目的:探讨基于MRI和三维CT的个性化截骨导板辅助内轴型膝关节假体置换的安全性、准确性及早期临床疗效。方法:选择南京医科大学附属南京医院骨科2018年2月至2019年4月收治的110例膝关节骨关节炎患者,均使用内轴型膝关节假体行全膝关节置换,随机分2组进行手术,试验组58例在基于MRI和三维CT的个性化截骨导板辅助下完成膝关节截骨,对照组52例采用传统髓内、髓外定位方法完成膝关节截骨,记录两组手术时间、术中出血量。术后随访复查X射线片,并评估膝关节协会功能KSS评分与目测类比评分。结果与结论:①110例患者获得6-10个月随访,未出现严重术后并发症;②试验组手术时间、术中出血量少于对照组(P0.05);⑤结果表明基于MRI和三维CT的个性化截骨导板辅助内轴型膝关节假体置换,能有效提高假体安放准确性,缩短手术时间,该方法安全可行,早期临床效果满意。

摘要：目的:探讨应用3D打印个性化多孔钛金属支架重建髋臼骨缺损的可行性、安全性、初始稳定性及中期临床疗效。方法:采用3D打印个性化多孔钛金属支架重建12例髋臼骨缺损患者,利用计算机对患者髋臼骨缺损进行三维建模,设计个性化多孔钛金属支架模型,再利用钛合金3D打印完成个性化支架的实体加工成型,并对实体部件进行喷砂、超声波振荡、高温处理、消毒等后处理。通过髋关节外侧入路显露髋关节,植入个性化髋臼支架,记录手术时间、术中出血量及并发症发生情况。术后门诊随访,分别采用视觉模拟度量表(visual analogue scale,VAS)和Harris功能评分评估患髋局部疼痛和髋关节功能情况,结合髋关节X线及CT扫描分析髋关节力线恢复情况,骨缺损与支架的匹配度和包容性。结果:12例手术时间1.1~3.5 h,平均(2.23±0.7)h;术中出血量150~820 mL,平均(406.67±219.29)mL;随访时间为12~26个月,平均15.33个月,患者关节功能恢复满意,VAS评分由术前(5.17±1.53)分下降至术后1年(1.67±0.78)分(t=9.225,P<0.001),Harris功能评分由术前(47.67±7.15)分升高至术后1年(86.75±4.52)分(t=-27.380,P<0.001)。术后复查髋关节X线及CT扫描显示:关节假体位置良好、关节力线恢复满意,髋臼骨缺损区与金属支架之间紧密接触、无松动。结论:3D打印个性化多孔钛金属支架能够重建髋臼骨缺损,增加髋关节的初始稳定性,降低髋关节重建术的手术难度,术后髋关节功能恢复良好。

摘要：目的:探讨利用计算机辅助设计和3D打印技术制作的个体化手术导航模板实现儿童股骨颈骨折空心螺钉精确置入的可行性。方法:选取1例儿童股骨颈骨折患者,依据CT数据使用计算机辅助模拟骨折复位和股骨颈空心螺钉置入过程,通过软件设计并打印出与复位后股骨近端匹配的经颈螺钉置入导航模板,术前3D模型模拟手术验证可行后,术中在导航模板辅助下置入导针及螺钉。结果:3D打印的导航模板术中与股骨近端骨性标志匹配良好,能够辅助螺钉精确置入股骨颈并稳定骨折端,螺钉置入后经术中X检查与术前设计基本一致。螺钉置入的手术时间约为12min,术中使用X线透视仅4次。术后X线片示股骨颈骨折复位良好,两枚空心螺钉的进钉点、进钉方向、螺钉长度均与术前设计方案一致,螺钉未损伤骺板。术后3个月随访,股骨颈骨折临床愈合,按Ratliff评价标准评价髋关节术后功能情况为优,螺钉无松动、断裂。结论:3D打印个体化手术导航模板可以辅助股骨颈空心螺钉的精确置入,减少医源性股骨颈骨骺及血供损伤,节省手术时间,减少术中出血,减少患者及手术操作人员的射线暴露,值得推广应用。

摘要：目的:探讨三维可视化(3DV)与计算机辅助设计(CAD)在精准化全膝关节置换术(P-TKA)中的应用。方法:将19例拟行TKA的患者采用电脑随机法分为3DV-CAD组和常规手术组,3DV-CAD组先行基于膝关节高分辨CT与MR数据的CAD设计,再于术中采用3DV适时显示CAD设计结果,并在3DV指导下行TKA手术,常规手术组行常规的TKA。测量下肢解剖轴,确定截骨平面及截骨量、TKA假体型号,并与手术实际使用值对比。记录术中出血量、术后引流量、手术时间、术后并发症发生率,以及术后1d与1、2、4周的疼痛视觉模拟评分(VAS)与美国膝关节协会评分(KSS)。结果:3DV-CAD组术前计划的股骨及胫骨截骨量与实际值无统计学差异。3DV-CAD组手术时间、术后引流量均优于常规手术组。3DV-CAD组术后无膝内外翻畸形、假体松动等并发症发生,术后1 d、1、2、4周的VAS评分、KSS评分3DV-CAD组优于常规手术组(P<0.05)。结论:CAD可准确重建三维解剖形态并进行手术设计,3DV技术可以在术中适时显示CAD的计算结构,3DV-CAD计算的综合应用可提升TKA手术的精度与疗效。