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医疗3D打印技术进行儿科骨科手术

      台湾高雄退伍军人的医学研究人员和整形外科医生为探索更好的方法来治疗骨骼缺陷,发表了《骨髓炎引起的儿童髋关节脱位的解剖学,用3D打印机制作模型辅助手术计划》。


      尽管骨缺损已经是一个很难解决的难题,但很明显,儿童的问题更加复杂,更小的骨骼在手术中更难修复。目前,在小儿截骨术中,一种用于小骨修复的好装置几乎没有,这使得世界各地的外科医生很难纠正儿童髋关节半脱位和股骨畸形。

 

      外科医生对一名患有骨髓炎后畸形的四岁男孩进行了矫正手术。在准备手术时,他们依靠3D打印的骨骼模型来研究情况、寻找合适的植入物来准备手术。由于这类手术需要“细致的计划”,医生需要二维和3D辅助,分别以轴位的图像来模拟患者解剖的三维虚拟模型。


 

矫正手术前拍摄的射线照片(a)三联片显示股骨近端畸形,骨恢复。3D计算机断层扫描图像:(b)前后和(c)侧视图

 

      当外科医生检查病人并复查CT时,他们注意到膝外翻畸形(更常见的是被称为“膝关节撞击”的情况)。另一项矫正手术也在计划中,进行了骨组织分析的三维CT成像检查。然而,外科医生们意识到,使用一个真人大小的3D模型,整个手术会更成功。他们能够勾勒出一个特定于患者的计划,还从一家专注于3D骨科和为患者定制仪器的骨科咨询公司获得了额外的帮助。

 

为患者定制3D打印指南(a)针对我们患者的特定患者指南。(b)两次截骨术可以达到最佳的关节一致性和内翻角度矫正(c)纠正股骨旋转将导致冠状面和轴面关节平移

 

      对这项手术和相关结果非常有价值的是,外科医生可以利用这个模型进行实践,模拟可能的截骨术选择。

 

      研究人员说:“在分析了一些截骨术选择后,一个截骨术是在股骨转子下垂直于股骨轴进行的,另一个是在股骨中三分之一处进行的,以纠正中轴的弯曲变形。”股骨旋转矫正可导致冠状面和轴面关节移位或固定困难,这两种情况都可借助于目前的3D模型加以预防。

      手术的结果是成功的,病人在四个月后能够伸展并开始其他活动。

 

术后(a)前后和(b)侧视图。术后15个月(c)前后和(d)侧视图

 

作者在总结性讨论中说:“我们的病例结果表明,3D打印模型的使用提高了术后的表现,物理功能和放射学证据都显示了这一点。”

 

术后2年随访时三层膜显示无明显腿长差异(<0.5 cm)


      3D打印技术是一种安全、现代、经济且有前景的方法,它具有以下优点:手术时间短、植入物位置优化、对齐方式可接受、并发症发生率可能较低。3D打印模型在骨骼畸形手术中的应用,尤其是复杂和困难的儿科手术提供了优越的精度和可预见的更好的结果。我们坚信,随着3D打印方法的推广,术前计划模型可能很快成为儿童畸形矫正手术的黄金标准。3D打印继续在骨骼修复、再生和计划复杂手术方面产生影响,包括一系列医疗设备和模型。

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