3D打印技术在肿瘤整形外科中的应用

3D打印技术作为一种新兴临床辅助技术手段,已广泛应用于肿瘤整形外科领域。本文总结了3D 打印技术在肿瘤整形外科中的应用流程 技术要求、应用范围 并结合团队白身临床应用基础 对国内外研室进展进行绕述,同时提出生物 3D打印技术在肿瘤整形外科中的研究思路和应用前景。     

3D打印技术在肿瘤放疗中的应用进展

3D打印技术正改变着整个人类的工业进程,使得制造业由传统的"流水线"车间化生产变为"个体化"多点制造。医疗领域同样见证了这一改变,主要体现在骨科、口腔科及放射科等多个临床科室,尤其在肿瘤放疗中的作用日益凸显。目前研究和应用热点主要集中于外照射(个体化3D打印组织补偿物、个体化3D打印模体、个体化固定装置)与内照射(后装...     

3D打印技术应用于脊柱肿瘤患者的围手术期护理体会

目的探讨并总结3D打印技术在脊柱肿瘤患者护理中的应用与方法。方法选择2018年1月至2020年12月于郑州大学第一附属医院骨科应用3D打印植入物进行治疗的脊柱肿瘤患者26例,其中应用3D打印植入物治疗患者13例纳入观察组,应用常规植入物(钛笼)治疗患者13例纳入对照组。在脊柱肿瘤常规护理基础上,对观察组加强3D打印模型的指导与并发症的观察、护理,比较2组患者视觉模拟评分法(VAS)评分、护理满意度及并发症情况。结果观察组患者住院时间(10.68±0.95)d,明显短于对照组的(12.47±1.12)d(t=4.965,P=0.028)。观察组患者术后6个月时VAS评分(2.76±1.17)分,明显低于对照组的(4.37±0.59)分(t=7.624,P=0.017)。观察组患者护理满意度评分(9.57±0.41)分,明显高于对照组的(7.96±0.55)分(t=5.346,P=0.023)。2组术后6个月均未见复发。观察组并发症发生率15.38%,低于对照组的30.76%,但差异无统计学意义(χ^(2)=0.503,P=0.478)。结论通过对脊柱肿瘤患者加强3D打印模型的术前宣教与并发症的观察与护理,可有效帮助患者改善术后疼痛及预后,提高患者的满意度。     

3D打印个体化施源器鼻咽癌腔内后装治疗应用初探

目的 初步探讨3D打印个体化施源器在鼻咽癌腔内后装放疗中应用的可行性。方法对1例rT1期复发鼻咽癌及1例T2期残留鼻咽癌患者进行定位CT扫描,传输至3D图像处理软件获得鼻咽腔几何轮廓参数,并设计管道走位使其靠近肿瘤区(rGTV)。按设计参数,使用3D打印机制造出个体化腔内施源器。用类似后鼻孔填塞技术将施源器置入鼻咽腔内。在施源器预设的管道中,插入后装施源管及假源,再次行定位CT并传入3D后装计划系统。勾画靶区和危及器官,设计优化治疗计划,完成首次治疗后取出施源器。再次治疗前复查定位CT并观察假源位置是否准确。结果 施源器置入鼻咽腔后能与鼻咽壁完全贴合,并且自行固定无须额外的固定措施。治疗中多次复查CT并与计划CT比较假源位置误差≤1mm,患者治疗全程无明显不适。优化后三维治疗方案100%剂量曲线包全rGTV,脑干、脊髓最大剂量<30%。复发患者给予处方剂量40Gy分8次4周完成,残留患者12Gy分2次1周完成。2例患者后装治疗后3个月复查肿瘤均全消。结论 使用3D打印技术制作的个体化鼻咽腔内施源器具有自行固定、位置准确、重复性好、患者耐受良好的优点,近期疗效确切,值得进一步研究。     

3D打印个体化模具在宫颈癌近距离治疗中的应用

目的:通过3D打印个体化模具辅助插植,降低宫颈癌近距离治疗难度.方法:前瞻性研究2019年6月至2020年7月30例于重庆大学附属肿瘤医院行根治性放化疗宫颈鳞状细胞癌患者,随机分为15例3D打印组(试验组)和15例通用施源器组(对照组).评估两组治疗情况、靶区适形指数(coformity index,CI)、高危临床靶...     

3D打印个体化施源器鼻咽癌腔内后装治疗应用初探

目的 初步探讨3D打印个体化施源器在鼻咽癌腔内后装放疗中应用的可行性。方法对1例rT1期复发鼻咽癌及1例T2期残留鼻咽癌患者进行定位CT扫描,传输至3D图像处理软件获得鼻咽腔几何轮廓参数,并设计管道走位使其靠近肿瘤区(rGTV)。按设计参数,使用3D打印机制造出个体化腔内施源器。用类似后鼻孔填塞技术将施源器置入鼻咽腔内。在施源器预设的管道中,插入后装施源管及假源,再次行定位CT并传入3D后装计划系统。勾画靶区和危及器官,设计优化治疗计划,完成首次治疗后取出施源器。再次治疗前复查定位CT并观察假源位置是否准确。结果 施源器置入鼻咽腔后能与鼻咽壁完全贴合,并且自行固定无须额外的固定措施。治疗中多次复查CT并与计划CT比较假源位置误差≤1mm,患者治疗全程无明显不适。优化后三维治疗方案100%剂量曲线包全rGTV,脑干、脊髓最大剂量<30%。复发患者给予处方剂量40Gy分8次4周完成,残留患者12Gy分2次1周完成。2例患者后装治疗后3个月复查肿瘤均全消。结论 使用3D打印技术制作的个体化鼻咽腔内施源器具有自行固定、位置准确、重复性好、患者耐受良好的优点,近期疗效确切,值得进一步研究。     

3D打印技术在前列腺癌诊疗中的研究进展

3D打印技术是依靠计算机辅助设计(CAD)提供数据,采用折叠式制造工序实现逐层打印的打印技术.在前列腺癌根治术中,保留患者更多神经血管是手术的关键,3D打印技术可以提供清晰的解剖结构和病变范围,为前列腺癌根治术中保留神经血管血管束提供个体化有形画面,提高手术精准度.文章就3D打印技术在前列腺癌诊疗中研究进展做一综述.     

3D打印技术在蝶骨嵴脑膜瘤切除术中的应用价值

  目的  研究3D打印技术在蝶骨嵴脑膜瘤手术中的应用价值。  方法  选取福建省立医院2016年9月至2016年12月经头颅MRI及螺旋CT扫描发现的蝶骨嵴脑膜瘤患者5例,利用颅脑螺旋CT增强扫描的DICOM图像,针对颅骨、血管及肿瘤,分别进行数据信息的提取和重建,并在同一坐标系下实现装配融合,建立三维复合虚拟模型,再经3D打印技术制作出3D实体模型,于术前、术中参考。  结果  成功重建5例患者的蝶骨嵴脑膜瘤三维复合虚拟模型,并制作出实体解剖模型,模型清晰显示颅骨、肿瘤及其与毗邻血管的位置关系,将其应用于术前规划与术中参考,5例患者手术均获得成功。  结论  基于3D打印技术的蝶骨嵴脑膜瘤三维复合虚拟模型及其实体解剖模型在优化手术预案、提高肿瘤切除率、减少手术损伤等方面具有重要意义。      

个案报道:基于3D打印技术的乳腺肿瘤精准手术治疗2例

目的探讨3D打印技术在乳腺外科精确手术治疗中的意义。方法 2例女性患者均是经查体、B超检查发现右侧乳腺有占位性病变,疑为恶性,要求手术切除。行多排CT胸部平扫、乳腺3.0TMR平扫+增强检查获得CT和MRI的DICOM数据,输入计算机进行立体模拟建模,而后打印,据此精准定位后手术。结果 3D重建模型能清晰地显示乳腺解剖结构、肿瘤所在的三维空间及周围血供。精准定位后完整切除肿瘤,最大限度地保全腺体组织,手术时间大为减少。结论 3D打印技术应用于乳腺肿瘤的手术治疗,能够清晰显示出解剖结构,辨识肿瘤毗邻血管,避免遗漏病灶,更有效地辅助术前规划,对提升乳腺复杂手术的安全性、加快手术速度,提高手术精确性有益,在乳腺外科精确手术治疗方面具有极大的应用前景。     

应用3D打印技术修复肋骨缺损的可行性研究

目的:验证3D打印技术制作个性化钛合金肋骨假体的力学性能和应力分布,探讨个性化肋骨假体在修复胸壁多发肋骨缺损时应用的可行性.方法:通过胸部CT三维重建数据构建骨性胸廓模型,模拟截骨修复过程,设计出肋骨假体的三维数据并进行三维有限元分析;采用钛合金粉末打印出与缺损肋骨完全匹配的假体,进行强度测试;最后进行手术植入完成胸壁缺损的修复.结果:假体模型的三维有限元分析显示,肋骨假体等效应力分布均匀.3D打印钛合金肋骨假体的屈服强度为(950±14) MPa,极限强度为(1 005±26)MPa.假体植入重建术精确复原了胸廓的几何形态及解剖外形,随访期间植入物与周围骨性结构固定牢靠,与周围组织相容性良好,无排异反应发生.结论:通过计算机辅助设计和3D打印技术能够制作出高精度个性化钛合金肋骨假体,材料性能满足临床植入物的标准,个性化肋骨假体对胸壁重建塑形效果好,手术操作简便,此方法是肋骨缺损修复的可靠技术保证.     

骨肉瘤中miR-17-92基因簇作用的研究进展

骨肉瘤是一种原发于骨的常见恶性肿瘤，好发于儿童和青少年，长期以来5年生存率不到70%。目前，骨肉瘤的治疗已到达一个平台期，进一步的预后改善可能依赖于新的生物学疗法。miRNA在肿瘤中的作用日益被重视，其中miR-17-92基因簇作为致癌基因，在骨肉瘤中的作用也被广泛研究。本文综述miR-17-92基因簇在骨肉瘤中的功能和机制，以期为骨肉瘤带来新的治疗方案。     

颌骨骨肉瘤中cyclinD1和CDK4的表达及其意义

分析细胞周期素Ｄ１（ｃｙｃｌｉｎＤ１）和细胞周期素依赖激酶４（ＣＤＫ４）在颌骨骨肉瘤中的表达及意义。方法采用免疫组化ＡＢＣ法检测ｃｙｃｌｉｎＤ１和ＣＤＫ４在２０例颌骨骨肉瘤和８例骨软骨瘤中的表达。结果骨肉瘤中ｃｙｃｌｉｎＤ１和ＣＤＫ４的阳性率表达率分别为６５．００％（１３／２０）和６０．００％（１２／２０），两者的阳性表达存在正相关（γＳ＝０．４８，Ｐ〈０．０５）；而它们在骨软骨瘤中的阳性率均为１     

The application of 3D printing in the development of RECIST standard for evaluating tumor efficacy

Three-dimensional(3D)printing technology,as a novel technical method,can convert conventional computed tomography(CT)or magnetic resonance imaging(MRI)scans to computer-aided design files and develop a 2D spatial structure into a 3D imaging structure.In recent years,the technology has been widely used in numerous areas,including head and neck surgery,orthopedics,and bio-medicinal research.This article uses examples of 3D printed tumor models to develop Response Evaluation Criteria In Solid Tumors(RECIST)standards to evaluate the changes in tumors.RECIST standard is currently recognized as the standard for assessment of chemotherapy.Under the RECIST standard,changes occurring in tumors before and after the surgery,are evaluated.The assessment depends upon a CT evaluation of the changes in the lesions with the largest diameters.In addition,the disease progression and stability of remission is also assessed.Three-dimensional printing technology is more intuitive in the evaluation of changes to human tumors following chemotherapy and targeted therapy.However,a few reports are available.     

骨肉瘤新辅助化疗,保肢手术疗效分析

报告骨肉瘤新辅助化疗，保肢手术的初步成绩。收治５６例四肢骨肉瘤。其中３５例接受了不同的化疗方案，在此基础上，２２例接受了肿瘤广泛边缘切除，假体置换手术。结果显示：化疗组的３年和５年生存率分别达５４％和４０％，优于非化疗组；新辅助化疗疗效优于辅助化疗；保肢术和根治性手术比较，生存率无明显差别。作者认为：在有效新辅助化疗基础上保肢手术是四肢骨肉瘤较为理想的治疗方法。     

吡喃阿霉素为基础的两药联合方案治疗复发或耐药骨肉瘤临床研究

目的探讨吡喃阿霉素(pirarubicin,THP)为基础的两药联合方案治疗复发或耐药骨肉瘤患者的临床疗效及不良反应。方法2007年1月-2010年12月间共收治30例接受吡喃阿霉素为基础两药联合方案治疗的复发或耐药的骨肉瘤患者,每隔2个化疗周期进行疗效评价。研究主要终点为总有效率(overall response rate,ORR),次要终点为总生存率(overall survival,OS),无疾病进展时间(progression free survival,PFS),疾病控制率(disease control rate,DCR)及不良反应。结果所有患者均接受至少2个周期吡喃阿霉素为基础的两药联合方案治疗,总共接受90个周期化疗,中位2个周期(range 2~7),总有效率(PR+CR)为10%,疾病控制率(CR+PR+SD)为40%。中位PFS期为2月(95%CI：2～12),中位OS期为12月(95%CI：4～26)。最常见的Ⅲ～Ⅳ级不良反应为白细胞减少(23.3%)和恶心呕吐等胃肠道反应(11.1%)。结论吡喃阿霉素为基础的两药联合方案治疗复发或耐药骨肉瘤患者疗效肯定,耐受性好。     

骨肉瘤与正常骨组织的蛋白质组学分析

目的 比较骨肉瘤与正常骨组织蛋白质组学的差异,探寻骨肉瘤特异性标志物.方法 分别提取5例骨肉瘤肿瘤标本和5例正常骨组织总蛋白,进行双向电泳,重复3次;银染、扫描后进行ImageMaster 2-DE Platinum 6.0软件分析以发现差异蛋白并对差异蛋白质点进行MALDI-TOE TOF质谱鉴定,获取肽质指纹图谱后应用NCBI数据库查找匹配蛋白质.结果 获得重复性较好的双向电泳银染图谱,骨肉瘤组织蛋白质点数约为(1 296±179),正常骨组织蛋白质点数约为(1108±162),明显差异的蛋白质点25个,其中10个被成功鉴定,6个蛋白质在骨肉瘤中表达上调,以谷胱甘肽转移酶升高最为突出;4个蛋白质在骨肉瘤中表达下降,以核苷二磷酸激酶下降最明显.结论 蛋白质组学的分析能成功发现骨肉瘤与正常骨组织之间的差异蛋白质,为寻找骨肉瘤特异标志物提供依据.     

一种三维规则数据场中复杂组织快速分割方法

提出了一种三维规则数据场中复杂组织快速分割方法：首先熵阈值二值化三维医学图像，然后用三维形态学腐蚀操作，断开复杂组织与其它组织间的弱连接，并对复杂组织进行连通标记；接着提取出腐蚀后的复杂组织模板，并对此模板进行三维形态学扩张操作，恢复先前三维形态学腐蚀操作消除的部分；最后采用改进的快速三维种子填充算法精确地分割出复杂组织。复杂组织分割实验结果表明了该方法的有效性。     

Validation of Segmented Brain Tumor from MRI Images Using 3D Printingthe

Background: Early diagnosis of a brain tumor is important for improving the treatment possibilities. Manually segmenting the tumor from the volumetric data is time-consuming, and the visualization of the tumor is rather challenging. Methods: This paper proposes a user-guided brain tumour segmentation from MRI (Magnetic Resonance Imaging) images developed using Medical Imaging Interaction Toolkit (MITK) and printing the segmented object using the 3D printer for tumour quantification. The proposed method includes segmenting the tumour interactively using connected threshold method, then printing the physical object from the segmented volume of interest. Then the distance between two voxels was measured using electronic callipers on the 3D volume in a specific direction. And next, the same distance was measured in the same direction on the 3D printed object. Results: The technique was tested with n=5 samples (20 readings) of brain MRI images from RIDER Neuro MRI dataset of National Cancer Institute. MITK provides various tools that enable image visualization, registration, and contouring. We were able to achieve the same measurements using both the approaches and this has been tested statistically with paired t-test method. Through this and the observer’s opinion, the accuracy of the segmentation was proved. Conclusion: When the difference in measurement of tumor volume through the electronic calipers and with 3D printed object equates to zero, proves that the segmentation technique is accurate. This helps to delineate the tumor more accurately during radio therapy.