3D打印技術對骨盆骨折術前評估有什么作用?

cheyao   2017-03-29 15:19:23

在骨盆骨折的手術治療中,骨折復位質(zhì)量、內(nèi)固定選擇及并發(fā)癥預防是治療的關鍵。在傳統(tǒng)的骨盆骨折治療中,我們更多地依賴X線片及CT平掃等二維空間數(shù)據(jù)來對骨盆骨折進行術前評估,但骨盆的解剖結構復雜,常規(guī)X線片及CT平掃數(shù)據(jù)往往難以全面、準確地評估骨盆骨折。CT三維重建可提供任意旋轉(zhuǎn)的三維立體圖像,可更清晰顯示骨盆骨折移位、前后環(huán)破壞情況,彌補了X線片及CT平掃圖像的不足,提高了診斷的準確性。但CT三維圖像的精確度取決于掃描的斷層厚度,層厚越小,三維模型越接近于真實原形。當層厚>2mm時,圖像會出現(xiàn)偽影,造成三維建模失真,進而影響對骨盆骨折的準確診斷。同時,由于骨盆骨折周圍有大量的重要血管神經(jīng),操作不當則可能導致大量出血等嚴重并發(fā)癥。

因此,利用薄層CT平掃數(shù)據(jù)進行骨折的虛擬重建,采用3D打印技術,以光敏樹脂為材料打印l:1比例的三維實體骨盆模型,可以更好地幫助骨科醫(yī)師了解骨折類型和移位程度,有助于做出明確的術前診斷、評估術中可能存在的風險,還能為術中復位提供直觀的參考。術前還可以利用模型進行模擬手術操作和練習,并對鋼板進行預塑形,從而減少術中手術操作時間及X線透視次數(shù)。患者個體的實體模型還有助于術前與患者的充分溝通,更容易取得患者的理解及配合,減少醫(yī)療糾紛的發(fā)生。Hurson等針對復雜的骨盆、髖臼骨折,邀請3名骨科醫(yī)師及3名高年住院醫(yī)師,分別使用常規(guī)骨盆X線片、CT等傳統(tǒng)影像學資料及3D打印等比例實體模型進行評估、分型及術前規(guī)劃,認為實體模型可以幫助年輕醫(yī)師更好地進行骨折分型。


但打印3D的實體骨盆模型需要大量的時間,有學者統(tǒng)計,打印單側(cè)骨盆模型平均為8.6h,筆者在實際工作中打印一個全骨盆模型平均為18h,并且隨著骨盆模型精度要求的提高,打印時間會進一步延長;3D打印模型的材質(zhì)多選用光敏樹脂,成本較高,該項收費尚未納入醫(yī)保報銷項目,這些都進一步限制了3D打印技術在骨盆骨折的臨床應用。


同時,光敏樹脂材質(zhì)強度較大,其制作的骨盆實體模型塑形困難,特別是骨折移位大或存在粉碎骨塊的時候,還可影響術前鋼板預塑形的精確性。為克服3D打印實體模型存在的缺點,也可以通過計算機模擬骨盆骨折復位的方式,并結合血管造影技術模擬動、靜脈與骨盆骨折之間的關系。章瑩等通過血管造影、快速成型、計算機輔助的個體化3D打印技術,術前模擬骨盆骨折手術,與傳統(tǒng)的治療方法比較,有效地減少了術中出血量并降低手術并發(fā)癥的發(fā)生率。


但無論是采用3D實體模型還是計算機虛擬模擬手術,均是單純考慮骨折本身,故與實際的手術仍存在不小的差距。如何模擬真實的手術環(huán)境將是未來的研究方向。虛擬手術也許能為骨盆骨折的治療帶來質(zhì)的飛越,它通過虛擬現(xiàn)實技術在計算機中建立一個包括解剖學信息的模擬環(huán)境,醫(yī)師借助虛擬環(huán)境中的信息進行術前模擬操作及實際手術。

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