儿童骨科3D打印技术的临床实践

正3D打印技术于三十多年前首次在国内引进,当时被视为无法获得的、昂贵的和未来的技术,临床应用很有限~[1-3]。近年来,3D打印技术被广泛应用于外科手术中,其在小儿骨科的应用也得到越来越多的认可,在小儿骨科临床实践中发挥着重要作用。一、概述3D打印技术将计算机生成的3D图像转换为物理模型,也被称为快速原型技术或增材制造技术~[4]。是一项将材料结合在一起(通常是层层叠加的),以三维模型数据来制作物品的工艺。通常,3D     

3D打印技术在儿童脊柱外科的应用与展望

正3D打印技术出现于20世纪80年代,是一种快速成形技术(rapid prototyping),它是一种新型的增材制造技术。医学领域中可通过CT、MRI扫描得到数据,以物体的三维数字模型为基础,在计算机控制下通过塑料或金属粉末等可黏性材料以分层加工、逐层叠加的方式制造物体。3D打印模型可使医生更加立体、直观、准确地发现传统影像学资料隐藏的信息,进行精确诊断和制定个体化的治疗方     

从概念到现实:3D打印在先天性心脏病诊治中的现状与前景

先天性心脏病(congenital heart disease,CHD)是出生缺陷中最常见的先天畸形,是新生儿死亡的主要原因,其治疗已成为重要的公共卫生问题.3D打印(three-dimensional printing,3DP)是基于离散、堆积的原理,采用不同方法堆积材料,最终完成零件的成形与制造的技术;是一种由CAD(计算机辅助设计)通过成型设备以材料累加的方式制成实物模型的技术,其综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学及生命科学等诸多方面的前沿技术知识.     

3D打印技术辅助手术治疗儿童重度脊柱侧凸的应用研究

目的探讨3D打印技术辅助手术治疗儿童重度脊柱侧凸的疗效。方法以2013年9月至2017年9月于本院接受手术治疗的重度脊柱侧凸患儿为研究对象,符合入选标准的病例根据术前是否定制3D打印模型,分为3D打印组和非3D打印组。记录患儿年龄、手术时间、术中透视次数、手术前后侧凸Cobb角、脊柱侧凸矫正率、脊髓损伤情况等资料,并进行统计分析。结果 3D打印组共19例,男8例,女11例,平均年龄146. 7个月;非3D打印组共24例,男13例,女11例,平均年龄148. 5个月。3D打印组手术用时显著少于非3D打印组(t=2. 326,P 0. 05),3D打印组术中透视次数显著少于非3D打印组(t=6. 663,P 0. 05),两组患儿胸膜损伤、硬膜损伤、神经根、脊髓损伤的发生率及脊柱侧凸矫正率比较均无统计学意义(P 0. 05)。结论应用3D打印技术辅助手术治疗儿童重度脊柱侧凸的优势在于术中透视次数更少、手术时间缩短;但在矫正效果和并发症控制方面则无明显优势。     

儿童足踝畸形诊治中3D打印技术的应用

正3D打印技术又称快速成型技术或增材制造技术,在医学领域通常以CT或MRI等影像学数据为基础,构建计算机数字化模型文件,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印并叠加不同形状的连续层方式,构造三维物体。近年来其在骨科、口腔颌面外科、心脏外科、神经外科等领域的应用越来越广泛。儿童足踝是一个复杂的解剖器官,涉及很多骨、关节、肌肉、韧带及肌腱等结构。儿童足踝畸形使得原本复杂的足踝部结构及生物力学     

3D打印技术在儿童腹膜后神经母细胞瘤血管骨骼化手术中的应用价值探讨

目的探讨3D打印技术在儿童腹膜后神经母细胞瘤血管骨骼化手术中的应用价值。方法以2016年1月至2018年6月重庆医科大学附属儿童医院收治的腹膜后神经母细胞瘤患儿为研究对象,符合入选标准的40例病例根据术前是否进行3D肿瘤模型打印分为3D打印组和非3D打印组。记录肿瘤大小、手术时间、手术切除率、并发症发生率等资料,术后对患儿家属进行问卷调查,并对调查结果进行统计分析。结果 3D打印组共15例,男7例,女8例,平均年龄(40. 5±28. 6)个月;非3D打印组共25例,男13例,女12例,平均年龄(43. 3±24. 8)个月。3D模型显示肿瘤与临近脏器、血管间的位置关系清晰。所有患儿均成功接受血管骨骼化肿瘤切除术。两组患儿性别、年龄、肿瘤分期、肿瘤侵犯血管数目、手术切除率、并发症发生率、术后复发及生存率差异均无统计学意义(P 0. 05),3D打印组手术用时显著少于非3D打印组(P 0. 05),且患儿家属对病情掌握程度明显高于非3D打印组(P 0. 05)。结论 3D打印肿瘤模型可清晰显示儿童腹膜后神经母细胞瘤复杂的解剖关系,有利于外科医生进行术前规划,缩短手术时间,并可提高患儿家属对于手术方式的认知及认可程度,有利于增进患儿家属对医生工作的理解和配合。     

3D打印对儿童发育性髋关节脱位手术策略的应用价值探讨

目的探讨3D打印技术在儿童发育性髋关节脱位手术策略中的应用价值。方法将2015年1月到2015年12月间由本院收治的18例发育性髋关节脱位患儿随机分组成3D打印组(n=8)和常规组(n=10)。3D打印组通过3D打印技术制作仿真模型以及手术导板,制定个体化手术方案。测量数字模型与打印模型在形态学上的差异。分析两组手术时间、出血量、辐射次数以及住院费用等情况。术后随访采用Mackay和Severin评分标准进行评价。结果测量3D数字模型获得颈干角153.7°±10.9°;前倾角45.3°±7.3°;髋臼长轴(47.7±7.79)mm;短轴(39.7±7.14)mm;髋臼面积(1932±723)mm~2;髋臼体积(6569±738)mm~3;打印模型颈干角157.3°±7.4°;前倾角51.2°±3.7°;髋臼长轴(46±8.24)mm;短轴(40.2±6.06)mm;髋臼面积(1751±421)mm~2;髋臼体积(6 233±506)mm~3;与数字模型相比差异无统计学意义(P0.05)。3D打印组中4例Salter联合截骨;2例Pemberton联合截骨;1例Dega联合截骨;1例Chiari内移截骨;常规组中5例Salter截骨联合截骨,3例Pemberton截骨,2例Dega截骨。3D打印组平均手术时间(2.82±0.42)h,出血量(285±40)m L,术中透视次数(5.7±1.0)次。常规组手术时间(3.4±0.48)h,出血量(355±57)m L,术中透视次数(14±2.9次)。3D打印组较常规组手术时间有缩短,出血量和术中透视次数也减少,差异有统计学意义(P0.01)。,3D打印组为(27 686±1401)元;常规组为(26 934±2 893)元,患儿总治疗费用并无增加(t=0.685,P=0.501)。两组患儿术后均获得随访,平均随访时间0.6年。Mackay评分优良率:3D打印组为87.5%(7/8),常规组90%(9/10);两组比较无统计学差异(χ~2=0.028,P=0.867)。Severin评分优良率:3D打印组为100%(8/8),常规组90%(9/10),两组比较无统计学差异(χ~2=0.847,P=0.357)。结论 3D打印与计算机辅助导板设计技术为儿童髋关节发育不良的个体化手术规划策略提供了良好的辅助工具,具有较好的临床应用价值。     

3D打印技术在儿童先天性脊柱半椎体手术治疗中的应用研究

目的采用3D打印技术建立儿童先天性脊柱半椎体实体模型,探讨该模型在半椎体手术中的应用价值。方法回顾性分析2012年9月至2016年5月,诊断为先天性脊柱半椎体畸形并进行手术的患者40例,根据患者是否采用3D打印技术辅助治疗分为两组,22例未采用3D打印技术辅助治疗组为对照组;18例采用3D打印技术辅助治疗为实验组。对比分析两组患者手术置钉时间、置钉准确率、神经血管损伤发生率等情况。结果对照组共置入椎弓根螺钉102枚,平均置钉时间10~15 min,置钉准确率85.3%(87/102);实验组共置入椎弓根螺钉94枚,平均置钉时间5~8 min,置钉准确率94.7%(89/94);两组置钉时间和置钉准确率比较,差异有统计学意义(P0.01)。所有患者术中及术后均未出现神经、血管损伤等并发症。结论与传统未使用3D打印技术的徒手置钉技术相比,术前利用患者CT数据通过3D打印技术制作脊柱半椎体模型可以缩短手术置钉时间,提高置钉准确率。     

应用3D打印技术治疗Crouzon综合征一例及文献复习

<正>Crouzon综合征是颅缝过早闭合导致的一种颅面部畸形,约占颅缝早闭症的4. 8%[1]。Crouzon综合征是颅缝早闭综合征中最常见的一种类型,手术是治疗的唯一途径,手术主要目的是扩充颅腔容积,解除早闭以及定容颅腔颅骨对大脑发育的阻碍。3D打印(3D printing)技术可以实现针对特定患者、特定需求的各种器官个性化生产。本研究采用3D打印技术,对Crouzon综合征患儿颅骨进行1∶1还原,并进行个体化手术     

永远年轻 永远不忘初心

正2017年,世界在变化,大数据、云计算、物联网,它们用惊人的速度涤荡了我们的大脑,改变了我们的世界;共享单车、新零售、无人驾驶这些由技术驱动而产生的新事物层出不穷。昨天,我们还在为人工心脏瓣膜材料而优虑;今天,3D打印技术柔性心脏就已经翻然而至。又是一年好时节。在过去的一年中,《临床小儿外科杂志》不负众望,秉承着"贴近临床,服务专家、作者、读者"的办刊方针,圆满完成了各项工作任务,杂     

3D打印模型辅助后路内固定治疗儿童颈椎畸形

目的研究个体化3D打印模型辅助后路内固定治疗儿童颈椎畸形的方法和效果。方法对北京儿童医院骨科CT确诊的22例颈椎畸形伴上颈椎不稳患儿进行回顾性分析。采用3D打印技术建立颈椎个体化3D打印模型,在模型上进行模拟置钉及内固定手术,获得个体化置钉数据,再进一步术中辅助真实手术,采取一期后路矫形及内固定治疗。结果 22例均采取个体化3D打印模型辅助术中置钉进行内固定手术,全部置钉成功,元椎动脉及神经根损伤,无内固定松动及断裂,术后随访时间3~23个月,平均13.5个月。术后寰椎齿突间隙(ADI)明显缩小,延髓颈髓角(CMA)明显增大,延髓腹侧受压明显减轻或消失,无手术死亡,1例二次植骨融合,1例同期行胸锁乳突肌切断松解术,1例行枕骨大孔减压术,1例行寰椎后弓切除减压。结论个体化3D打印模型辅助后路螺钉内固定可提高置钉成功率,有效保护椎动脉及神经根,提高安全性,特别是对儿童颈椎畸形的治疗有很大帮助。     

3D打印技术在儿童腹膜后肿瘤手术规划中的应用

目的探讨3D打印技术在儿童腹膜后肿瘤手术规划及医患沟通中的应用价值。方法选取2015年2月至2016年9月收治的11例腹膜后肿瘤患儿的全腹部CT平扫+增强DICOM格式的原始数据,使用Mimics软件对CT图像进行阈值选取、区域增长、模具处理、多层编辑修饰等建模过程,最终获得完整的肿瘤3D模型,通过3D打印机打印出患儿的肿瘤模型。术前将得到的肿瘤3D模型通过计算机进行分析并与患儿家属谈话。采用3D模型使用情况调查表分别对患儿家属及手术助手进行问卷调查。结果本研究成功建立11例腹膜后肿瘤的3D模型,肿瘤与周围临近脏器、血管的情况显示清晰。其中8例成功施行肿瘤切除术,3例患儿家属要求转院治疗。患儿家属较谈话前对病情掌握程度明显提高(P0.05),手术助手满意度调查评分(9.1±1.5)分。结论通过3D打印出的肿瘤模型可清晰显示儿童腹膜后肿瘤复杂的解剖关系,有助于术前规划出合理的手术方式,并可提高患儿家属对于手术方式的认知,有利于增进家属对于治疗的配合。     

胸腔镜联合3D打印生物可降解气管外支架治疗复发性气管食管瘘

目的探讨胸腔镜联合个体化3D打印生物可降解气管外支架治疗复杂的复发性气管食管瘘的可行性和安全性。方法收集2022年1月至2022年8月在西安交通大学第二附属医院小儿外科治疗的7例复发性气管食管瘘(recurrent tracheoesophageal fistula, rTEF)患儿的临床资料, 其中女2例, 男5例, 年龄在4个月至10岁。依据术前胸部薄层CT(0.5 mm)进行气道三维重建并设计个体化支气管外支架, 于西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室3D打印制作。所有患儿均接受胸腔镜气管食管瘘修补术联合3D打印生物可降解气管外支架置入术, 支架于瘘管水平包绕气管并固定于气管软骨。结果 7例患儿均成功完成胸腔镜气管食管瘘修补术及个体化3D打印生物可降解气管外支架置入术。手术时间为120～200 min, 术后机械通气时间为5～11 d, 监护病房住院日6～13 d, 总住院日14～37 d。2例术后出现吻合口瘘, 经保守治疗后痊愈。随访10～15个月时, 7名患儿均未见气管食管瘘复发。结论胸腔镜气管食管瘘修补术联合3D打印可降解气管外支架可阻止rTEF黏膜管道的再通, 可预...     

胸腔镜联合3D打印生物可降解气管外支架治疗复发性气管食管瘘北大核心CSCD

目的探讨胸腔镜联合个体化3D打印生物可降解气管外支架治疗复杂的复发性气管食管瘘的可行性和安全性。方法收集2022年1月至2022年8月在西安交通大学第二附属医院小儿外科治疗的7例复发性气管食管瘘(recurrent tracheoesophageal fistula,rTEF)患儿的临床资料,其中女2例,男5例,年龄在4个月至10岁。依据术前胸部薄层CT(0.5 mm)进行气道三维重建并设计个体化支气管外支架,于西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室3D打印制作。所有患儿均接受胸腔镜气管食管瘘修补术联合3D打印生物可降解气管外支架置入术,支架于瘘管水平包绕气管并固定于气管软骨。结果7例患儿均成功完成胸腔镜气管食管瘘修补术及个体化3D打印生物可降解气管外支架置入术。手术时间为120~200 min,术后机械通气时间为5~11 d,监护病房住院日6~13 d,总住院日14~37 d。2例术后出现吻合口瘘,经保守治疗后痊愈。随访10~15个月时,7名患儿均未见气管食管瘘复发。结论胸腔镜气管食管瘘修补术联合3D打印可降解气管外支架可阻止rTEF黏膜管道的再通,可预防rTEF的复发,安全可行。     

个体化数字导航模板引导儿童髋部锁定加压接骨板置入的应用

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髋部锁定加压接骨板(locking compression pediatric hip plate,LCP-PHP)精确置入的可行性.方法 2012年1月至2014年12月需使用LCP-PHP治疗的8例患儿,4例股骨颈骨折,4例发育性髋关节脱位.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LCP-PHP经颈螺钉置入过程,通过软件设计并打印出与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人导针及LCP-PHP.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均匹配良好,能够辅助2～3枚螺钉精确置入股骨颈,螺钉置入后经术中X线检查与术前设计基本一致.LCP-PHP置入的手术时间平均约为27.5 min,术中使用X线透视平均6.0次,较9例同期传统手术组显著降低(P＜0.05),术后伤口均一期愈合.术后X线片示股骨颈骨折复位良好,股骨近端内翻截骨角度合适,髋关节对股骨头的包容较好.应用导航模板辅助置入的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.术后随访6～12个月,股骨颈骨折处及股骨近端截骨处均愈合、无1例发生股骨头坏死、髋内翻或再脱位.按ratliff评价标准评价髋关节术后功能情况优4例,良4例.结论 3D打印个体化手术导航模板可以辅助LCP-PHP的精确置入,达到预期手术效果,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,减少患儿及手术操作人员的射线暴露,值得推广应用.     

计算机辅助设计3D导航模板在儿童髋关节脱位Salter骨盆截骨手术中的应用

目的探究利用计算机辅助设计和3D打印技术制备导航模板,实现儿童发育性髋关节脱位Salter骨盆截骨髋臼方向精准定位的可行性。方法回顾性分析应用3D打印导航模板技术对2016年10月至2017年4月南京医科大学附属儿童医院骨科收治的12例单侧髋关节脱位行Salter骨盆截骨术患儿的临床资料。其中男4例,女8例;左侧5髋,右侧7髋;年龄1.5~5.0岁(平均2.3岁)。依据CT数据,使用Mimics软件将健侧髋关节镜像到对侧,将患侧髋关节行计算机辅助模拟Salter骨盆截骨术,旋转患侧髋关节与健侧髋关节镜像重合,根据术中可暴露的骨盆表面形态设计导航模板,通过快速成型技术打印模板,指导手术。比较术后患侧髋臼指数(AI)与术后健侧AI、患侧中心边缘角(CEA)与健侧CEA是否存在差异。结果通过12例髋关节脱位患儿,建立了制作Salter骨盆截骨术的个性化导航模板的方法。患儿手术时间为40.2~64.5 min[(50.6±8.5)min];术中出血量为35~60 mL,平均52 mL。患儿术后检查均未出现血管神经损伤,无一例患儿出现感染、导板异物残留等并发症。术前患侧AI[(38.4±2.8)°]与健侧AI[(21.6±0.8)°]比较,差异有统计学意义(t=-18.77,P<0.05);术前患侧CEA[(-5.8±12.6)°]与健侧CEA[(21.1±2.4)°]比较,差异有统计学意义(t=-7.348,P<0.05);术后患侧AI[(21.7±0.8)°]与健侧AI比较,差异无统计学意义(t=-2.037,P>0.05);术后患侧CEA[(21.2±2.6)°]与健侧CEA比较,差异无统计学意义(t=-0.435,P>0.05)。结论利用计算机辅助设计和3D打印技术制备的导航模板具有较好的准确性,为发育性髋关节脱位患儿行Salter骨盆截骨术中精准地行髋臼旋转提供了一种新的方法。     

3D打印模型在儿童先天性脊柱侧凸治疗中的应用研究

目的探讨3D打印模型在儿童先天性脊柱侧凸治疗中的应用疗效。方法回顾性分析2015年12月至2016年12月于首都医科大学附属北京儿童医院接受手术治疗的83例先天性脊柱侧凸患儿临床及影像学资料,根据是否使用3D打印模型分为试验组(n=44)和对照组(n=39),比较两组手术时间、术中透视次数、置钉准确性、矫形效果及并发症情况。结果本研究共纳入83例先天性脊柱侧凸患儿,其中男童47例,女童36例,平均手术年龄5.98 (1.5~13)岁。行半椎体切除术40例,Ponte截骨术31例,经椎弓根截骨术8例,全脊椎切除术4例。随访时间24~35个月。试验组患儿手术时间短于对照组[(180.92±16.74) min (201.51±27.60) min],差异有统计学意义(t=2.798,P<0.05),试验组术中出血量[(340.23±89.52) mL vs.(392.64±100.41) mL]及术中透视次数(4.36±0.89 6.05±1.28)明显少于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);试验组置钉准确率高于对照组(93.55%vs 79.91%)(X^2=218.00,P<0.05),平均置钉时间明显短于对照组[(4.24±1.05) min vs.(8.35±2.29) min],差异有统计学意义(t=10.71,P<0.05)。两组患儿矫形率无明显差异(t=-1.135,P=0.272)。试验组与对照组患儿术后胸膜损伤、硬膜损伤发生率无明显差异(P>0.05)。结论 3D打印模型能清晰、直观显示先天性脊柱侧凸患儿的脊柱结构及形态,为制定手术计划及手术置钉提供帮助,从而提高置钉准确率,减少术中透视次数,缩短手术时间,减少术中出血量。     

3D打印预置钉道模型辅助置钉治疗单发性完全分节型先天性半椎体的临床疗效北大核心CSCD

目的探讨3D打印预置钉道模型在单发性完全分节型先天性半椎体切除术中的临床疗效。方法回顾性分析2016年8月至2019年1月河南省人民医院脊柱脊髓外科收治的13例单发性完全分节型先天性半椎体患儿的临床资料,其中男5例,女8例;年龄5-14岁,平均9.9岁。病变位置在T_(9)3例、T_(10)2例、T_(11)5例、T_(12)1例、L_(1)2例。术中使用3D打印预置钉道模型辅助置入椎弓根螺钉,通过术后CT评估置钉的准确性。所有患儿术前、术后常规拍摄站立位脊柱全长正侧位X线片,测量冠状面及矢状面Cobb角,术后及随访时计算脊柱侧、后凸矫正率。术前、术后及随访时脊柱侧、后凸Cobb角的比较采用单因素重复测量方差分析。结果13例患儿共置入椎弓根螺钉85枚,置钉准确率为95.3%。手术时间(216.9±28.3)min;出血量(478.5±132.6)mL。术前侧凸Cobb角为(57.1±12.7)°,术后为(12.7±4.7)°,矫正率为(78.4±5.9)%,末次随访时为(14.2±7.0)°;术前后凸Cobb角为(46.2±8.4)°,术后为(13.2±4.4)°,矫正率为(72.6±7.0)%,末次随访为(14.0±3.4)°。患儿均未出现严重血管及神经损伤等并发症。术后随访12.3个月(6-18个月),随访期间未见明显角度丢失。术后与末次随访时,侧、后凸角度与术前比较,差异均有统计学意义(均P<0.05);术后侧、后凸角度与末次随访时比较,差异均无统计学意义(均P>0.05)。结论在单发性完全分节型先天性半椎体切除术过程中,3D打印预置钉道模型可提高螺钉置入的精准性,改善脊柱侧后凸畸形的矫形效果。     

关于本刊实行双盲审稿的通知

为了在审稿过程中 ,更好地贯彻公平、公正的原则 ,本刊将于 2 0 0 2年起 ,实行双盲审稿。敬请作者予以配合 :(1)在稿件正文页中 ,只书写 (打印 )文题与论文的全部内容 ,不要书写 (打印 )作者姓名、单位、单位地址、邮政编码等 ,且正文中也不得出现能显示作者单位的有关信息。 (2 )请用另页纸书写 (打印 )文题、作者姓名、单位、单位地址、邮政编码 (文题在正文页与另页纸分别各出现 1次 )。 (3)从 2 0 0 2年 1月起 ,本刊不再接受将作者姓名、单位、单位地址、邮政编码与稿件正文书写 (打印 )在一起的稿件。关于本刊实行双盲审稿的通知@本刊…     

关于本刊实行双盲审稿的通知

为了在审稿过程中 ,更好地贯彻公平、公正的原则 ,本刊将于 2 0 0 2年起 ,实行双盲审稿。敬请作者予以配合 :(1)在稿件正文页中 ,只书写 (打印 )文题与论文的全部内容 ,不要书写 (打印 )作者姓名、单位、单位地址、邮政编码等 ,且正文中也不得出现能显示作者单位的有关信息 ;(2 )请用另页纸书写 (打印 )文题、作者姓名、单位、单位地址、邮政编码 (文题在正文页与另页纸分别出现 1次 ) ;(3)从 2 0 0 2年 1月起 ,本刊不再接受将作者姓名、单位、单位地址、邮政编码与稿件正文书写 (打印 )在一起的稿件关于本刊实行双盲审稿的通知@本刊编辑部…