3D掃描+3D打印技術(shù),，開啟骨科微創(chuàng)精準(zhǔn)矯正手術(shù)“私人定制”時代

來源：先臨三維

數(shù)字科技的發(fā)展,，正在不斷改變醫(yī)療治療手段。作為一種新興的前沿技術(shù),，3D數(shù)字化為骨科醫(yī)生新型治療方式的實施提供了技術(shù)支撐,，以其高效、準(zhǔn)確的特征,，助力開啟骨科微創(chuàng)精準(zhǔn)矯正手術(shù)“私人定制”時代,。

本期將分享一則來自廣州市第一人民醫(yī)院的案例——在三維掃描和3D打印導(dǎo)板輔助下，實現(xiàn)脛骨后傾畸形微創(chuàng)三維精準(zhǔn)矯正,。該案例由丁煥文教授帶領(lǐng)的醫(yī)療團隊進行診斷及手術(shù),，樹蟻醫(yī)療團隊進行數(shù)字化設(shè)計，先臨三維進行術(shù)前,、術(shù)中,、術(shù)后的下肢準(zhǔn)確三維數(shù)據(jù)的獲取。

案例背景

“醫(yī)生伯伯,，我老是被同學(xué)說腿怪怪的,。”在廣州第一人民醫(yī)院9歲小李妹妹對醫(yī)生這樣說道,。據(jù)患者家屬描述,，2016年9月小李妹妹因夾傷所致右下肢膝關(guān)節(jié)骨折，彼時當(dāng)?shù)蒯t(yī)院對其進行了固定手術(shù),。但術(shù)后卻逐步出現(xiàn)右下肢畸形,，且越來越嚴(yán)重以致步態(tài)異常。

△小李妹妹的腿部狀況,；X線片

在丁煥文教授的安排下小李妹妹進行X線片,、CT,、MR等傳統(tǒng)影像檢查,，患兒X線片和CT掃描二維斷面圖像均發(fā)現(xiàn)患者右膝有嚴(yán)重后傾畸形改變。于是,，拿到CT數(shù)據(jù)的樹蟻智能數(shù)字精準(zhǔn)外科云服務(wù)系統(tǒng)團隊使用建模軟件對患者的全下肢進行了精準(zhǔn)分離式三維重建,，對小李妹妹重建后的患處進行了解剖方位對齊和多方位的精準(zhǔn)三維測量，發(fā)現(xiàn)小李妹妹因為骨骺外傷和多年肢體畸形原因,，右下肢短縮明顯,，達41mm,。

△臨床診斷：右膝部畸形

1.    矢狀面畸形：脛骨平臺后傾26.4736°
2.    額狀面畸形：內(nèi)翻6°
3.    右下肢短縮畸形（41mm）

◆手術(shù)三維設(shè)計方案◆

41mm不是一個很短的距離，在手術(shù)中,，不能一次性撐開和簡單的運用鋼板解決問題,。因此，樹蟻團隊第一時間為小李妹妹進行了手術(shù)三維規(guī)劃,，運用基于人體解剖學(xué),、樹蟻Z字截骨新方案為基礎(chǔ)，確定截骨位,、截骨線,。

確定“Z”形截骨線，確定脛骨近端及遠端

輔助右脛骨截骨導(dǎo)板設(shè)計并匹配,、3D虛擬場景構(gòu)建與樹蟻系統(tǒng)云端顯示

明確患情后,，丁煥文教授帶領(lǐng)廣州市第一人民醫(yī)院臨床研究團隊制定了以下治療計劃：選用數(shù)字化3D打印技術(shù)輔助下行右脛骨遠端精準(zhǔn)截骨矯形、外固定+術(shù)后緩慢撐開延長術(shù),。

△三維模擬手術(shù)效果（樹蟻系統(tǒng)云端數(shù)據(jù)）

◆3D數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用◆

術(shù)前,，為了手術(shù)可以準(zhǔn)確無誤的進行，丁教授使用先臨三維白光三維掃描技術(shù)——EinScan Pro 2X Plus多功能手持三維掃描儀對患者腿部進行掃描,，為截骨設(shè)計了專用的手術(shù)輔助Z字截骨導(dǎo)板,，并使用CAD設(shè)計和3D打印技術(shù)，精準(zhǔn)定制手術(shù)導(dǎo)板和個性化外固定架,，讓手術(shù)導(dǎo)板能夠更準(zhǔn)確的貼合患肢,，提高外固定置釘精準(zhǔn)度，防止截骨位置發(fā)生偏差,，達成微創(chuàng)截骨,，幫助患者避免再次手術(shù)。

△腿部3D掃描過程

△腿部彩色3D掃描數(shù)據(jù)

高精度3D數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢：

EinScan Pro 2X Plus多功能手持三維掃描儀采用非接觸式白光掃描技術(shù),，掃描幅面大,，細節(jié)完善，精度高,，單幅精度最高可達0.04mm,，因此可以無創(chuàng)、快速高效地獲取患者腿部表面的高品質(zhì)數(shù)據(jù),，形成相應(yīng)的3D文件,，以進行CAD設(shè)計及數(shù)據(jù)存檔。

術(shù)中,，為了將設(shè)計的置釘定位導(dǎo)板安裝妥帖,，丁教授利用掃描所獲取的3D數(shù)據(jù)在電腦上進行畸形狀態(tài)評估、輔助手術(shù)導(dǎo)板快速匹配和精準(zhǔn)安放,。同時,，術(shù)后可將3D數(shù)據(jù)用于評估畸形矯形手術(shù)效果和引導(dǎo)術(shù)后矯形過程,。

△輔助導(dǎo)板3D掃描

△術(shù)中皮外導(dǎo)板使用情況

△三維預(yù)后良好（樹蟻系統(tǒng)云端數(shù)據(jù)）

◆未來可期◆

△小李妹妹術(shù)后三天借助拐杖落地行走

術(shù)后為了更加確保療效，丁教授常規(guī)安排了小李妹妹進行了X線片,、CT掃描等術(shù)后評估檢測,，證實小李妹妹右下肢的力線完全正常，手術(shù)效果良好,。先臨三維提供了下肢外觀白光三維掃描,，輔助術(shù)前導(dǎo)板定制設(shè)計、術(shù)中導(dǎo)板精準(zhǔn)安放,、術(shù)后評估效果及引導(dǎo)矯正,。借助于高精度3D數(shù)字化技術(shù)，這樣一臺復(fù)雜疑難下肢畸形矯正手術(shù)得以精準(zhǔn),、安全和輕松解決,。

丁煥文教授：現(xiàn)為華南理工大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授、人體解剖教研室主任,，臨床醫(yī)學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)碩士研究生導(dǎo)師,，第二附屬醫(yī)院暨廣州市第一人民醫(yī)院骨科主任醫(yī)師。現(xiàn)學(xué)術(shù)任職為SICOT數(shù)字骨科學(xué)會常委,、中國生物材料學(xué)會生物材料臨床試驗研究分會副主任委員,、中華醫(yī)學(xué)會醫(yī)學(xué)工程分會數(shù)字骨科學(xué)組委員、中國醫(yī)師協(xié)會骨科醫(yī)師分會3D打印骨科學(xué)組委員等,。

樹蟻醫(yī)療：丁教授基于自身21年研究數(shù)字化精準(zhǔn)骨科,，依靠華南理工大學(xué)醫(yī)學(xué)院虛擬應(yīng)用解剖與外科手術(shù)虛擬仿真研究中心、國家人體組織功能重建工程技術(shù)研究中心,，在積累了眾多數(shù)字化手術(shù)使用案例后成立的一個技術(shù)轉(zhuǎn)化型醫(yī)療服務(wù)公司,。

*圖文信息來源于 廣州市第一人民醫(yī)院  丁煥文教授團隊 樹蟻醫(yī)療團隊