数字化人体骨骼重建和快速骨盆成型技术的实验研究

目的探讨骨盆快速成型的初步临床应用价值和前景。方法采集6例骨盆病变患者CT断层扫描的Dicom原始数据,利用Matlab软件进行感兴趣区域的表面计算,将结果转换为STL格式,利用快速成型技术将患者骨盆按照实际大小制造出来,根据骨盆模型进行手术设计,指导病变的切除和骨盆、髋臼等部位的重建。结果6例患者完全按照实际尺寸重建骨盆模型,并根据模型决定手术计划、切除范围和重建方法,更精确和快速进行手术。结论利用人体骨盆快速成型可以更精确和准确进行骨盆病变切除和骨性功能重建。     

计算机辅助技术在骨盆精确模型及个性化假体植入中的应用

背景:骨盆Ⅱ区肿瘤因其解剖结构复杂,应用计算机辅助技术,个体化手术切除范围设计和植入假体制造可能使临床骨盆骨折治疗效果更为显著.目的:观察计算机辅助技术在骨盆Ⅱ区肿瘤手术中的应用研究及临床效果.方法:对8例肿瘤患者应用CT数据及快速成型技术,模拟骨盆Ⅱ区肿瘤切除术,设计手术切除范围,确定截骨面,模拟修复重建,制造病变骨盆精确模型和个体化假体后,进行手术治疗.结果与结论:手术中病变切除彻底,假体安装顺利,修复精确度高.术后2例患者复发,1例术后2年时出现螺钉松动.参照人工全髋关节置换术后Harris评分标准,肢体功能评分良好.说明应用计算机辅助技术参与骨盆Ⅱ区肿瘤的模拟切除重建,保证了手术的顺利进行和精确的假体重建,临床效果优良,有着良好的应用前景.     

计算机辅助在骨盆骨折诊断与治疗方面的临床价值

背景：计算机技术已经实现了从二维图像到三维图像的飞跃,加上与快速成型术的完美结合,使临床医师可以准确判断骨折部位和制定手术计划。术前骨折复位模拟明显提高了手术的安全性和手术的质量。 目的：评价计算机辅助在骨盆骨折诊断与治疗方面的临床价值。 方法：收集20例骨盆骨折患者,随机分成计算机辅助组和传统手术组。传统手术仅行骨盆 X 射线片和二维CT扫描,计算机辅助组提取CT原始数据,利用MIMICS软件进行三维重建,通过快速成型技术按照1∶1比例制作骨盆和钢板模型。术者及手术参与人员术前进行骨折复位仿真模拟训练,重建过程中记录手术时间和术中出血量,与传统手术进行比较。 结果与结论：重建过程中所见与术前制作的三维骨盆骨折模型非常相似,术前的演练使术中参与者配合更默契,操作更迅速,更精确。计算机辅助组患者均获得良好的骨折复位,术中钢板的折弯更伏贴骨质,钢钉的长度更合适,位置更佳。与传统手术相比较,计算机辅助手术术中出血量更少,手术时间更短,差异有显著性意义（P〈0.05）。计算机辅助临床手术具有创伤小、更精确的特点,对患者和医疗人员更加安全,它在骨科及其他科室手术中有着广阔的应用前景。     

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。     

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。     

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.     

三维重建与快速成型在骨盆骨折诊断与治疗中的应用

目的:评价三维重建与快速成型技术应用于骨盆骨折诊断与治疗中的价值.方法:对13例骨盆骨折患者行薄层CT扫描及三维重建,快速成型制作出与实体1:1大小的骨盆模型,依此对骨盆骨折做出明确的诊断、分型,制定手术方案,术前模拟手术,指导手术治疗.结果:术中所见与虚拟三维重建图像及快速成型骨盆模型非常相似,术前的模拟手术使手术时间明显缩短,减少了术中失血.13例患者均获得了良好的骨折复位,内固定器械的植入更加直观和准确.结论:三维重建图像与快速成型制作的模型能全面、直观、精确地显示骨盆的立体形态和各部位解剖结构的空间关系,对于骨盆骨折的诊断、分型及治疗均有很强的临床指导作用.     

盆环原发恶性肿瘤的切除与生物学重建

目的：探讨骨盆环恶性肿瘤的切除、重建方式与并发症的处理。方法：手术治疗骨盆环原发恶性或低度恶性肿瘤5例，其中骶骨恶性畸胎瘤2例、脊索瘤1例，髂骨骨肉瘤1例、恶性骨软骨瘤1例：所有患者术前未行动脉栓塞、结扎髂内血管。髂骨翼肿瘤采用自体髂骨、髋臼肿瘤采用异体骨重建骨盆环、自体股骨头重建髋臼骨床＋人工全髋关节置换术。结果：5例肿瘤均行根治性切除，3例骶骨肿瘤术中出血量150—800mL，术后出血300—1000mL，1例切口感染，1例术后出现失血性休克。髂骨翼肿瘤和髋臼周围肿瘤术中出血量分别为1000mL和4000mL，术后分别为800mL和1100mL。髂骨肿瘤切除与重建患者2月后恢复关节功能，髋臼肿瘤切除与重建患者6月后恢复功能，4例患者术后随访4—24个月，生存良好.结论：骨盆环恶性肿瘤的外科手术治疗关键是完整的手术切除，包膜外切除可以减少出血、预防复发，影响骨盆环稳定时应考虑重建，自体、异体骨移植能够恢复髋臼周围骨量、维持骨盆环生物学稳定.     

Mimics软件三维重建全骨盆几何模型模拟骨盆肿瘤切除假体置换

背景:CT扫描所得DICOM数据在Mimics软件中的运用是目前国际上公认的计算机辅助手术的"金标准".目地:探索一条可行的计算机辅助手术途径.方法;将骨盆肿瘤病例CT扫描图像数据导入Mimics10.01软件,三维重建包含髂血管的全骨盆几何模型,并按EnnekingandDunhan提出的标准分型,该病例为Type Ⅱ型.利用mimics软件的三维重建全骨盆几何模型的各项数据进行术前测量,设计肿瘤切除范围,并进行模拟肿瘤切除假体置换.结果与结论:利用mimics软件重建的全骨盆三维几何模型可准确反映骨盆的三维立体结构和预测肿瘤的大小,并可进行任意旋转观察,精确测量出相关的各项指标.为定制假体提供有意义的参考数据,有效实现了骨盆肿瘤广泛切除特制假体置换术的模拟.结果提示Mimics软件重建的包含髂血管的全骨盆几何模型可立体直观显示骨盆内部解剖结构并明确肿瘤分型.Mimics可以为术前设计和手术模拟提供快捷、便利、精确、可重复运用的模型.     

Mimics软件重建脊柱三维骨骼数据基础上快速成型的脊柱畸形模型

目的：探讨快速成型技术在脊柱侧凸诊断和治疗中的作用。方法：实验于2007-07/09在解放军广州军区广州总医院骨科和南方医科大学临床解剖学研究所进行。选择6例脊柱侧凸病例,男1例,女5例;平均年龄14岁,全部进行脊柱PET-CT扫描,应用Mimics8.1软件进行数字化三维重建,依据三维重建结果进行快速成型,得到与病变完全一致的脊柱实体模型。在脊柱模型上测量各种数据,进行手术操作模拟;术中验证模型与实体的相似性。结果：6例患者术前均应用快速成型模型进行手术设计、内固定植入设计及模拟操作等,术中可将模型带至手术台旁进行参考。所有患者手术顺利,无神经、血管等并发症,术后复查见畸形矫正满意,内固定位置正确。结论：快速成型技术能直观、准确地反映侧凸脊柱的形态,对脊柱侧凸的诊断、手术设计及内固定选择等有较大帮助。     

计算机辅助设计3D打印组配式半骨盆假体置换术的手术配合

目的总结9例计算机辅助设计3D打印组配式半骨盆假体置换手术治疗骨盆髋臼及周围区肿瘤的手术配合要点。方法对2014年4月至2017年3月9例髋臼及周围区肿瘤患者采用三维图像融合和3D打印技术,术前打印出实体模型,明确肿瘤范围和周围解剖,术前模拟手术,制订详尽术前计划。切除肿瘤后采用个体化定制3D打印组配式半骨盆假体重建骨盆肿瘤切除后的骨缺损,总结手术全过程的配合要点。结果 9例髋臼恶性肿瘤患者均顺利完成手术,术后均获短期随访,9例患者均存活,术后无并发症发生,髋关节活动功能良好。结论综合利用三维图像融合和3D打印技术精确肿瘤切除和重建范围,个体化定制组配式关节假体是骨盆肿瘤外科治疗的发展方向。提前做好术前准备,进行骨科专科护理评估并实施相应的手术护理策略,术中做好体位护理,重视无菌操作和无瘤技术,主动采取综合保暖措施,动态观察患者的生命体征变化,密切手术配合是保证手术顺利完成的关键。     

快速成型钛板结合自体骨移植修复犬下颌骨缺损

背景：近年来,快速成型技术被迅速的应用于医学重建领域,利用快速成型技术可为组织缺损患者制作个体化的植入物,可达到空间尺寸上的精确修复。 目的：利用快速成型技术制作个体化钛板,结合自体松质骨移植,修复犬下颌骨节段性缺损。 方法：9只杂种犬行螺旋CT扫描获取头颅骨骼数据,建立数字3D模型,在模型上模拟右侧下颌骨体部切除术,并制作个体化板状修复体,经快速成型加工制造,获得个体化的钛板。然后行动物实验,手术制造右侧下颌骨体部4 cm长节段性缺损,同期手术切取自体髂骨块固定于快速成型钛板的舌侧,修复下颌骨缺损。采用核医学、力学、影像学和组织学等方法评估骨移植后的转归。 结果与结论：应用快速成型支架重建了左右对称的下颌骨形态,自体髂骨移植后逐渐皮质化,植骨和钛板之间形成纤维结缔组织间隔层。在下颌骨缺损修复中,应用快速成型钛板能够达到形态和功能兼顾的效果。     

导板导航在复杂腰椎椎弓根螺钉置入手术中的初步应用

目的：探讨导航导板椎弓根螺钉置入技术在复杂腰椎疾病手术中的应用价值。方法回顾性研究本组7例患者：严重退行性腰椎脊柱侧弯4例,退变性腰椎术后翻修3例,其中HIV阳性患者2例。应用三维CT断层扫描腰椎,保存数据为DICOM格式输入计算机处理,然后进行病变区域的数字化三维重建和快速成型,根据快速成型脊柱模型制作椎弓根导航导板,并将其应用于临床。同时随机抽取未做脊柱模型的7例严重腰椎患者作对照研究。结果7例患者按计划成功完成了手术,无脊髓、神经、血管损伤手术并发症,术后效果满意,术中所见与术前数字化三维重建模型的形状和测量结果完全一致,椎弓根导航导板效果良好,术后X 线和CT复查显示椎弓根螺钉位置正确。结论快速成型脊柱模型椎弓根导板导航是一种新的技术方法,技术简单,不需要特殊的手术经验,并且可以缩短手术时间,减少术中出血,减少或避免手术中透视,为严重腰椎疾病手术中准确、安全有效的辅助技术手段。     

组配式人工半骨盆假体置换后骨盆站立位生物力学有限元分析

背景：目前关于骨盆生物力学有限元分析主要是针对正常和外伤后的骨盆,缺乏对EnnekingⅡ区的恶性肿瘤切除、组配式人工半骨盆假体重建骨盆环缺损后骨盆生物力学模型进行三维有限元分析。目的：观察正常骨盆及半骨盆切除、组配式人工半骨盆假体置换后患者站立体位下应力分布。方法：采用CT薄层扫描采集1例半骨盆切除、组配式人工半骨盆假体置换后17个月患者的骨盆原始数字影像和通信标准数据,将数据导入Mimics8.1软件建立三维实体模型,再将实体模型导入Abaqus6.7-1分析软件,分别以正常骨盆及组配式人工半骨盆假体置换后的骨盆,建立三维有限元模型,并分别对双脚站立、患侧单脚站立两种静力状态下进行生物力学加载并对结果进行分析。结果与结论：在正常骨盆及组配式人工半骨盆假体置换后骨盆2种有限元模型中,不同站立体位相同载荷下健侧骨盆应力值接近;患侧组配式半骨盆假体不同站立体位时应力最大值均出现在髋臼杯上方CS脊柱内固定器与髋臼杯连接部内侧,所受最大应力均远低于其疲劳强度;组配式半骨盆假体重建后骨盆站立位时应力的分布规律与正常骨盆基本一致。说明：①组配式人工半骨盆假体置换对健侧骨盆影响较小。②站立体位下组配式人工半骨盆假体安全性好。③组配式人工半骨盆假体重建后的骨盆符合人体正常生物力学规律,具有良好的生物力学相容性基础。     

神经导航在颅脑微创手术中的护理

目的：总结在神经导航指引下微创手术切除颅内病变的围手术期护理。方法：回顾分析66例术中进行实时导航．小皮瓣锁孔微创手术患者的围手术期护理要点。结果：66例颅内病变显微镜下全切59例，次全切6例，大部切除1例。经过对围手术期患者进行有效的护理，64例术后功能有所好转或无变化，2例出现功能障碍。本组未出现术中、术后死亡。结论：神经导航能精确的定位、动态跟踪、实时导航，在神经导航指引的锁孔微创手术，可以提高手术治疗效果，减少手术负损伤，而围手术期有效的护理是保证治疗质量的关键。     

脊柱外科中快速成型技术的应用分析

目的探究快速成型技术在脊椎外科中的应用及其意义。方法从我院2009年4月到2010年4月人医院的患者中随机抽取8例患者，其中4例严重先天性脊柱侧弯，3例退变性腰椎术后返修，1例腰椎峡部裂。应用三维断层扫描脊柱，将数据输入微机进行合理处理，进行脊椎病变区域的数字化三维重建及其快速成型，且将此技术用于临床。结果按计划完成手术的病患有8例，术后无并发症，效果良好，术前术后的数字化三维重建模型从形状到测量结果均完全一致，术后X线复查显示椎弓根螺钉位置正确。结论快速成型脊柱模型这种新型技术可使外科医生术前精确且之光的了解脊柱畸形的情况，更加有利于手术的成功操作。     

脊柱肿瘤手术后稳定性重建与康复

目的 为改善脊柱肿瘤患者的生活质量，探讨脊柱肿瘤手术后脊柱稳定性重建和术后康复的方法。方法 1994/2002脊柱肿瘤患者28例，采用手术加放疗加化疗综合治疗方案并进行适当的康复功能训练。手术方式：局部姑息切除1例，局部姑息切除加前路或后路重建17例，全椎切除加前后路重建10例。结果 除2例3个月死亡外，26例获6个月至6年零6人月随访，25例脊髓功能损害患者，脊髓有Frankel功能1级以上恢复，10例全椎切除后路重建病例术后恢复快，神经功能由Frankel C级恢复到Frankel E级，改善了生活质量。结论 脊柱肿瘤全椎切除后前后路重建脊柱稳定性效果最理想，术后进行合理的康复训练有助于提高患者的生活质量和延长寿命。     

优化设计个体化钛支架修复下颌骨缺损

目的:采用逆向工程技术设计改良适合于下颌骨部分切除患者个体化修复的钛支架。方法:选取2006-05/06解放军第二六四医院口腔科入院的右下颌造釉细胞瘤患者1例,在患者颌骨CT数据的基础上建立颌骨的数字模型,并对患区按手术要求进行虚拟切除,利用健侧数据虚拟修复患区的下颌骨形态,依据患者实际条件及手术计划,提出了新的支架设计改良方案,最后利用快速成型设备制备树脂实体模型。结果:完成患者下颌骨的三维数字重建并在此基础上完成了个体化支架的优化设计,制作完成树脂模型,为进一步的钛支架的翻铸奠定了基础。结论:运用逆向工程技术在术前对患者个体化钛支架的优化设计,将会有更好地助于患者形态功能的恢复及二期手术的开展。     

鼻内窥镜鼻窦手术中病变鼻甲的处理对筛窦术腔的影响

目的:探讨鼻内窥镜鼻窦手术保留或切除病变中鼻甲对术后筛窦术腔的影响。方法：回顾分析接受功能性鼻内窥镜鼻窦手术伴中鼻甲病变的慢性一鼻窦炎鼻息肉患者73例，观察中鼻甲切除组35例和中鼻甲保留组38例的术后筛窦术腔闭塞的发生率。结果：术后6个月保留组患者的中鼻甲大小形态基本恢复正常的29例（76％）。中鼻甲保留组和切除组筛窦术腔闭塞率分别为7．9％和37％（P＜05）。筛窦术腔闭塞的病变中鼻甲主要为息肉形成型。结论：鼻内窥镜鼻窦手术对病变中鼻甲作适当处理后予以保留有利于筛窦术腔的恢复。     

探讨胃癌患者胃切除后消化道重建手术的效果

目的：探究对于胃癌患者采取胃切除手术后进行消化道重建手术的临床效果。方法：选取2014年1月～2015年6月期间到我院进行临床治疗的90例胃癌患者作为研究对象，按照随机法把患者分成研究组与对照组，每组45例。对照组患者选择吻合手术对消化道进行重建，对于研究组患者则选择空肠袢代胃手术对消化道进行重建。然后统计比较两组患者手术治疗之后机体的恢复情况和生存质量。结果：研究组患者功能恢复明显好于对照组；术后并发症的发生率明显低于对照组；随访半年之后发现，研究组患者的生存质量要明显好于对照组，数据对比差异性显著，有统计学意义（P<0.05）。结论：对胃切除患者采取空肠袢代胃手术进行消化道重建，可以很好的改善患者消化道功能缺失的情况，对患者的临床治疗效果和满意度均有显著的提高，值得在临床上进行推广应用。