CAD/CAM预制个体化钛合金修复体颅骨缺损

背景：传统的颅骨缺损修复方法存在反复修整塑形时间长、术后效果取决于术者经验等弊端。计算机辅助设计与快速成型技术引入颅颌面外科,使颅骨缺损个体化三维仿真设计与修复成为可能。 目的：拟利用CT数据、计算机辅助设计/与制造预制个体化钛合金修复体,探讨其对创伤后颅骨缺损的重建效果。 方法：连续薄层扫描获得断层数据,在三维重建图像上设计修复体至外观形态满意,获得修复体的三维数据,将数据传输至快速成型机进行修复体的三维原型制造,最后利用医用钛合金铸造修复体。术中将修复体植入缺损区域,钛钉固定。共26例创伤后颅骨缺损患者运用该方法进行修复,缺损面积6 cm×8 cm~12 cm×15 cm。 结果与结论：所有患者伤口1期愈合,修复体与缺损区域有良好的适配性,术中无需修正、固定即可。术后随访4年,修复体形态良好,无感染和修复体外露发生。提示计算机辅助设计/与制造预制个体化修复体重建创伤后颅骨能最大限度的恢复患者外形,术中无需再加工,缩短了手术时间,修复效果良好。     

个体化预制EH复合材料行颅骨修复效果分析

目的分析和探讨三维CT虚拟重建个体化预制的医用树脂和羟基磷灰石（EH）复合人工骨材料行颅骨修复的效果。方法从2003年1月至2006年5月，我科利用计算机三维CT虚拟重建和计算机数控成型技术，使用个体化预制成型的EH复合人工骨材料对98例颅脑损伤术后颅骨缺损患者进行颅骨缺损修复。结果98例不同部位颅骨缺损修复手术均圆满完成，随访6个月，总体外观满意，效果良好。结论用个体化预制的EH复合人工骨材料修复颅骨缺损，成型效果较好，术后并发症较少，是一种比较理想的颅骨缺损修复材料。     

计算机辅助设计个体化塑形钛网修补大面积额颞顶部颅骨缺损16例

背景：近几年来，采用计算机设计的修复体修补颅骨缺损，使颅骨重建技术得到革命性的发展。 目的：利用计算机辅助设计技术进行个体化塑形钛网，观察其用于大面积额颞顶颅骨缺损修补的临床应用价值。 设计、时间及地点：回顾性病例分析，于2006-01/2007-08在柳州市人民医院神经外科完成。 对象：重型颅脑损伤大骨瓣减压术后额颞顶部颅骨缺损患者16 例,男12 例,女4 例;年龄16~52 岁。合并脑积水同时行V-P 分流2 例。缺损面积9.2 cm ×11.2 cm~12.2 cm ×14.6 cm。均于去骨瓣术后3~8个月行颅骨修补。 方法：应用计算机辅助设计、计算机辅助制造技术和快速自动成型技术,将钛网制成个性化颅骨修复体，将已塑形好的钛网置入颅骨缺损处，用钛钉固定缺损边缘。 主要观察指标：颅骨修复后塑形效果、并发症。 结果：1 例出现少量皮下积液，经穿刺抽液加压包扎后积液消失；钛网固定牢固，无浮动，头部正面观察对称适中，侧面观察曲度适合，无不规则凹陷，咀嚼无障碍。所有患者随访3~18 个月,无感染现象发生，无修补材料外露、塌陷、松动等常见颅骨修补并发症发生。 结论：应用计算机辅助设计颅骨缺损成型技术，对大面积颅骨缺损进行修复,可有效减少术后并发症,提高修复效果。     

计算机辅助设计的颅骨成形术治疗颞部颅骨缺损

目的研究颞部颅骨缺损的计算机辅助设计的颅骨成形术的材料制作和固定方法。方法对32例颞部颅骨缺损患者采用计算机辅助设计的颅骨成形术进行处理。头颅超薄CT扫描,了解颅骨及周围软组织的形状,制作患者缺损颅骨及颅骨缺损区周围感兴趣软组织的模型及补片模型;患者认可后制作钛合金网补片,手术植入。结果手术处理32例,补片与缺损颅骨完整适配,平均手术时间50分钟。手术并发症：2例术后出现头痛,1例于2周后、1例于4周后症状消失。术后随访3个月,无植入物松动、移位及感染发生。结论对于颞部颅骨缺损患者,根据CT的颅骨及周围软组织信息,采用计算机辅助设计颅骨成形术,制作钛合金植入材料,联合应用钛钉和加长钛螺丝将颅骨缺损补片固定在颞肌与头皮之间,可以简化手术,提高疗效。     

数字化塑形与手工塑形钛网在大面积颅骨缺损修补应用中的比较

背景：计算机辅助设计个体化塑形钛网修补大面积额颞顶部颅骨缺损能最大限度地达到生理解剖形态上的成型。 目的：对比观察数字化塑形钛网与手工塑形钛网修补大面积额颞顶颅骨缺损塑形效果。 设计、时间和地点：对比观察，于2004-01/2008-07广西柳州市人民医院神经外科完成。 对象：2004-01/2008-07广西柳州市人民医院神经外科收治重型颅脑损伤大骨瓣减压术后大面积额颞顶部颅骨缺损患者62例，男43例，女19例；年龄16~58岁。 方法：34例重型颅脑损伤大骨瓣减压术后大面积额颞顶部颅骨缺损患者采用手工塑形钛网修补，28例颅骨缺损患者采用计算机辅助设计、计算机辅助制造技术和快速自动成型技术，将钛网制成个性化颅骨修复体进行修补。 主要观察指标：两种方法手术时间、钛钉用量、塑形效果及术后并发症比较。 结果：数字化塑形钛网组手术时间比手工组缩短约30 min (P < 0.05)；数字化塑形组钛钉用量比手工塑形组用量少(P < 0.05)。数字化塑形组钛修复体塑形曲度及边缘与缺损处吻合良好，两侧对称，达到生理解剖形态上的成型，外观满意率(96.5%)优于手工塑形组满意率。数字化塑形组2例出现皮下积液。手工塑形组3例出现皮下积液，9例有头皮刺痛现象，4例咀嚼疼痛，2例钛网边缘翘起。 结论：采用数字化塑形钛网对大面积颅骨缺损进行修复，与传统手工塑形相比，具有手术步骤简单，塑形的钛修复体曲度自然，达到生理解剖形态上的成型、术中无需再加工，术后并发症少等优势。     

三维个体化定制EH复合人工骨修补颅骨缺损

目的三维个体化预制医用树脂和羟基磷灰石复合人工骨材料应用于不同部位颅骨缺损患者的颅骨修复和重建。方法本院73例开颅术后颅骨缺损患者,利用计算机三维重建和计算机数控成型技术,将个体化设计成型的医用树脂和羟基磷灰石复合人工骨材料植入颅骨缺损部位进行重建和修复。结果 73例93处不同部位颅骨缺损修复手术,除2例2处因感染再次手术去除骨板外,其余均圆满完成,术后随访总体外观满意,效果良好。结论医用树脂和羟基磷灰石复合人工骨材料个体化修复颅骨缺损,术后成型效果好,未发生排异反应,是目前临床较理想的颅骨成型异体植入物。     

计算机三维塑形钛金属板修复颅骨缺损的临床应用

目的 探讨利用CT资料应用计算机三维塑形钛金属板治疗颅骨缺损的疗效。方法 对12例颅骨缺损患者在颅骨缺损60～180d内行颅骨缺损修复术，修补材料均应用钛网。术前应用螺旋CT薄层扫描，利用计算机进行颅骨三维重建，得到与患者头颅逼真的三维模型．设计出与患者缺损部位完全吻合的修复体。结果 术后切口均一期愈合，局部无红肿，外观无畸形．头颅对称，临床效果良好。结论 应用计算机三维塑形钛金属板修复颅骨缺损具有吻合精度高，手术时间短，安装简单，术中无需塑形，术后无张力，固定稳固，外观形态好，符合美容及生理机能要求等优点，临床应用前景广阔。     

颅颌面部畸形个体数字化修复技术的临床应用

背景：由于颅颌面部骨骼解剖关系的复杂性,传统诊疗方法不能准确再现颅颌面部畸形的特点,更无法进行术前手术模拟。数字化模型外科技术可以提供给医生一个真实头颅的仿体,反应头颅结构的细节,能够更准确地解决颅颌面部修复对称性等难题。 目的：观察数字化外科技术在颅颌面复杂畸形修复重建中的临床应用效果。 方法：针对四川大学华西口腔医院2008/2009收治的7例复杂颅颌面畸形患者利用CT断层扫描得到颅颌面骨三维数据,通过计算机辅助设计并结合三维重建技术,对畸形进行修复前精确诊断、手术模拟设计,并通过快速成型技术和反求工程技术制作出三维头颅模型及个性化修复体,实现畸形的精确化修复。 结果与结论：基于计算机辅助设计-计算机辅助制造技术的个体数字化修复技术能够完成颅颌面部畸形修复体的设计和制造,可以提高手术精度,缩短手术时间,降低手术风险,改善治疗效果,明显提高了复杂颅颌面外科手术的精确性。提示数字化外科技术针对复杂颅颌面畸形修复重建病例有重要的临床实用价值。     

单侧眶缺损的三维仿真设计与快速制作

采用相位测量轮廓技术直接对患者面部三维轮廓信息进行采集,重建缺损面部的睁眼三维数字化模型;在Geomagic实体构造软件中,利用健侧眼眶部组织数据经镜像反转获得缺损区睁眼状态的三维实体数据;运用快速成型技术制作缺损区表面形态的树脂模具;以此模具来定位眼球,制作缺损区表面形态的蜡型,最终完成硅橡胶眶赝复体的制作。完成了单侧眼眶部缺损面部组织的三维重建,获得了修复缺损区眼眶组织的三维实体数据,快速成型制作的树脂模具与缺损区组织具有良好的边缘适合性,硅橡胶眶赝复体达到对称逼真的修复效果。结果提示,应用相位测量轮廓术、计算机辅助设计与制作技术和快速成型技术可以解决眶缺损赝复体塑形难,制作难度大,不易为医生所掌握等关键问题,是一种切实可行的实现单侧眼眶部缺损三维仿真设计与快速制作的方法。     

计算机辅助设计和快速成型技术制造颜面萎缩衬垫物的可能性

背景：半侧颜面萎缩畸形的整复方法较多,以往常通过制备患者的石膏面模,在上面堆蜡来恢复患者的面形,蜡型用作手术中衬垫的参考。但由于畸形的变化多,矫治设计的难度大,矫治效果不甚理想。 目的：探讨应用计算机辅助设计和快速成型技术制造用于矫正半侧颜面萎缩等凹陷畸形衬垫物的可能性。 方法：对半侧颜面萎缩患者行螺旋CT扫描,利用工作站进行扫描图像的容积三维重建后,重新间隔分层,利用CuteFTP 4.0软件以BMP格式下载。应用课题组自主开发的CT图像处理软件对已下载的二维图像进行过滤、筛减、降噪、校正失真等处理,对图像的边缘轮廓进行提取,得到面颅骨皮质骨边缘轮廓的矢量化线图,将该线图数据输入Surfacer 9.0重建软件,对轮廓曲线进行矢量叠加,从而得到面颅骨的三维三角形面片线框模型及实体模型。将健侧面颅骨的点云数据按镜像对称变换到患侧,这样在患侧骨和健侧镜像之间就形成了充填物的三维模型,为补偿软组织的萎缩,将其外表面点云数据外移1.5 mm。对CAD后的三维Surfacer数据重新分层,在RpDataRepare中完成充填物的轮廓编辑和成型的支撑设置,形成RP项目文件,输出快速原型所需的加工文件.par,制造出衬垫物模板,作为实施手术过程中的参照。 结果与结论：获得了患者颅面骨表面轮廓的三维实体模型,并由计算机辅助设计,快速成型制造出衬垫物模板,并以此为参照完成手术,效果满意。说明应用快速成型技术可以完成半侧颜面萎缩等凹陷畸形的衬垫物的制造,精度高,快捷,在颅颌面外科假体的个体化制造方面有良好的应用前景。     

计算机辅助技术在骨关节疾病中的应用

背景：以往采用二维图像资料如X射线片、CT、MRI扫描等进行骨关节病手术设计,在反映骨关节病变严重程度、病变位置和畸形情况等方面不全面、欠准确,而且缺少直观性。 目的：研究计算机辅助设计和快速成型技术辅助骨关节伤病手术治疗的新方法。 方法：按反求工程的基本原理,采用医学CT/MRI扫描获取106例骨伤病患者骨骼二维图像资料,采用计算机辅助三维重建建立骨、关节解剖模型,将骨、关节解剖模型输入CAD软件进行精确分析,进一步采用快速成型技术制作骨关节原型进行实物原型分析,然后将骨关节解剖模型输入计算机进行外科手术过程设计、预演,选择合适的内固定材料,计算机辅助设计、快速成型技术制作外科手术辅助模板、个性化植入物等,最后精确实施骨关节外科手术。 结果与结论：31例骨关节畸形患者术后恢复良好的解剖外形和功能;17例前后交叉韧带损伤患者术后膝关节功能良好;31例骨折患者术后3~6个月获得骨折愈合;7例个性化假体和8例内固定重建肿瘤切除后骨缺损患者,随访期间未发现内固定器械断裂、假体松动和肿瘤复发;12例髋臼发育不良患者术后恢复正常髋臼包容和良好髋关节功能。提示计算机辅助技术可应用于骨关节畸形精确数字化矫形,设计个性化假体,辅助前后交叉韧带重建,疑难假体置换,辅助特殊疑难骨折、关节内骨折、陈旧性骨折复位、固定,骨肿瘤的个性化切除设计、结构与功能重建。     

人体颌骨三维模型重建及种植牙的仿真*☆

摘要：利用螺旋CT扫描技术获得的人体下颌骨扫描数据,通过与快速成型,UG/Imageware逆向工程等技术相结合,在计算机上重建一个可编辑的三维实体模型,在重建模型中分别进行体绘制、面绘制以及三维测量,并选取理想植入点,记录理想植入点坐标数据和定位点的坐标数据,并模拟牙种植手术,在UG中对其进行种植体数控仿真,将仿真结果经过坐标换算后,导入数控机床加工。在计算机上重建了一个可编辑的三维实体模型,它具有精确度高,可编辑等特点,并且可以直接用于实体的生物制造。提示结合CT三维重建技术与计算机辅助设计制造技术,让医生在术前对患者颌骨有全面的、三维方向的认识,方便医生确定手术方案,提高手术的成功率。     

计算机辅助设计在髋臼恶性肿瘤治疗中的应用：1例报告

背景：髋臼恶性肿瘤切除重建的主要目的是在安全边缘切除肿瘤并最大限度获得骨盆稳定及下肢行走的功能。既往多是通过MRI、CT、X射线片等二维资料评估切除范围,具有相当的主观性,缺乏术前设计。计算机三维重建可从整体及各个切面评估肿瘤侵蚀范围,从而做到精确确定肿瘤切除的范围。 目的：评估计算机辅助设计在髋臼恶性肿瘤治疗中的应用价值。 方法：1例髋臼血管肉瘤患者,应用薄层CT扫描获取病变部位的二维数据,计算机三维重建解剖学模型,设计截骨范围、个体化髋臼假体及模拟手术过程。按照计算机辅助设计方案切除髋臼肿瘤组织,采用异体半骨盆+个体化全髋关节置换重建骨盆环及右髋关节。 结果与结论：异体半骨盆+个体化全髋关节置换后2个月患者开始扶拐患肢不负重行走,6个月患者行走步态基本正常,右髋关节活动良好,无疼痛不适。置换后X射线片提示人工假体与骨盆匹配良好。置换后仅右髋关节外侧有少许皮肤麻木,无深静脉血栓、假体脱位、松动等并发症。提示计算机辅助设计在髋臼周围肿瘤的治疗中有着广阔应用前景,它使手术治疗提升到个体化治疗阶段,使手术更精确、更可靠、更方便,效果更佳。     

Customized Cranioplasty Implants Using Three-Dimensional Printers and Polymethyl-Methacrylate Casting

Objective

The prefabrication of customized cranioplastic implants has been introduced to overcome the difficulties of intra-operative implant molding. The authors present a new technique, which consists of the prefabrication of implant molds using three-dimensional (3D) printers and polymethyl-methacrylate (PMMA) casting.

Methods

A total of 16 patients with large skull defects (>100 cm²) underwent cranioplasty between November 2009 and April 2011. For unilateral cranial defects, 3D images of the skull were obtained from preoperative axial 1-mm spiral computed tomography (CT) scans. The image of the implant was generated by a digital subtraction mirror-imaging process using the normal side of the cranium as a model. For bilateral cranial defects, precraniectomy routine spiral CT scan data were merged with postcraniectomy 3D CT images following a smoothing process. Prefabrication of the mold was performed by the 3D printer. Intraoperatively, the PMMA implant was created with the prefabricated mold, and fit into the cranial defect.

Results

The median operation time was 184.36±26.07 minutes. Postoperative CT scans showed excellent restoration of the symmetrical contours and curvature of the cranium in all cases. The median follow-up period was 23 months (range, 14-28 months). Postoperative infection was developed in one case (6.2%) who had an open wound defect previously.

Conclusion

Customized cranioplasty PMMA implants using 3D printer may be a useful technique for the reconstruction of various cranial defects.     

计算机三维塑形在钛网个体化修补颅骨缺损中的应用

目的探讨采用计算机三维塑形技术进行个体化颅骨缺损修补的临床应用价值。方法选择68例颅骨缺损病人,术前利用CT进行头颅扫描取得颅骨缺损部位二维数据,根据二维数据利用计算机三维塑形重建制作个体化钛网。术中将钛网根据解剖结构固定于缺损部位。结果68例患者中,全部患者切口一期愈合,2例出现皮下积液(经皮下穿刺抽液后消失),所有病例修补后头颅对称,外形良好基本恢复了原始状态。结论应用计算机三维塑形钛网修补颅骨缺损值得推广。     

5000/三维EH复合型人工颅骨板在颅骨修补中的应用(英文发表)

目的 探讨三维EH复合型人工颅骨板在修补颅骨缺损中的应用。 方法 采用经螺旋CT（层厚≤5mm）扫描、CAD三维重建成像、快速成型技术预制的三维EH (epoxide acrylate maleic, EAM; hydroxyapatite, HA; mixer of EH) 复合型人工颅骨板对53例颅骨缺损患者进行颅骨修补，随访6个月以上。 结果 所有患者外形均满意；2例有轻度的头皮下积液，经穿刺抽吸加压包扎后消失；未见其他颅骨修补术后常见的并发症。 结论 三维EH型复合人工颅骨板具有良好的生物相容性，操作方便，外形满意，并发症少，是一种理想的颅骨修补材料。     

聚醚醚酮在颅骨缺损个体化重建手术中的应用

目的探讨新型颅骨修补材料——聚醚醚酮（PEEK）进行个体化颅骨重建手术的方法及效果。方法回顾性分析6例颅骨缺损需行重建手术病人的资料。先行头颅CT薄层扫描．数据采集后将其转化生成颅骨缺损区PEEK植入物模型图,经医生确认满意后交付生产。按常规方法显露颅骨缺损区,将PEEK植人物直接放置于缺损区表面,周边用钛连接片和钛钉固定。结果6例颅骨缺损病人均采用PEEK材料进行个体化颅骨重建手术,效果和外观均极为满意,未出现任何不良反应。结论PEEK是一种半晶体一热可塑材料,具有优异的抗高温性、耐化学性和抗疲劳性,具有极好的强度、硬度和韧性,即使被外力碰撞也不会出现局部凹陷或变形。PEEK材料进行个体化颅骨重建手术可达到极为满意的美学效果。缺点是制作过程较长,且价格昂贵．     

CAD/CAM无模多点成形钛网修补大面积颅骨缺损

目的 探讨CAD/CAM无模多点成形钛网技术在大面积颅骨缺损修补中的应用.方法自2007年7月至2009年2月对收治的85例大面积颅骨缺损患者运用CAD/CAM无模多点成形钛网技术进行颅骨修补,并对其临床资料进行回顾性分析.结果 术中塑形修补平均时间为(13.00±2.56)min,术后患者颅骨缺损综合征改善率为85%,无重大并发症发生,术后三维重建示头颅形状恢复生理原貌,塑形满意度为100%.结论 CAD/CAM无模多点成形钛网技术修补大面积颅骨缺损的手术时间短,术后并发症少,患者临床症状改善明显,达到科学与美学的完美结合,值得临床广泛应用.

Abstract：

Objective To evaluate the clinical application of titanium mesh for cranioplasty of large-area skull defect with CAD/ (Computer aided design/manufacture) CAM non-model-multi-spot shaping technique. Methods Eighty-five patients suffered from large-area skull defect were treated by CAD/CAM non-model-multi-spot shaping technique from July 2007 to February 2009. A retrospective analysis of clinical data on these patients was performed. Results The average time for cranioplasty was (13.00 ± 2.56) min, and the postoperative improvement rate of patients with skull defects syndrome was 85% without major complications. Three-dimensional reconstruction of the skull showed physiological original shape recovery. The post-operative satisfaction rate of patients reached 100%.Conclusion Cranioplasty of large-area skull defect with CAD/CAM non-model-multi-spot shaped titanium mesh enjoys short operative time, few postoperative complications and remarkably improved symptoms, and achieves perfect combination of science and aesthetics, which worths widely used in clinic.