3D打印手術(shù)導(dǎo)板助力整形業(yè)

中國(guó)美容行業(yè)是繼房地產(chǎn)、汽車,、旅游,、電子通訊之后的五大消費(fèi)熱點(diǎn)，且日益散發(fā)出的誘人前景,。隨著人們對(duì)精神生活要求的提高,，擁有一個(gè)美麗的外貌無(wú)論是從增加自信以及更加有助于提升生活品質(zhì)來(lái)說(shuō)，選擇整容是個(gè)不錯(cuò)的選擇,，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)目前中國(guó)每年的整容手術(shù)實(shí)施次數(shù)已經(jīng)達(dá)到千萬(wàn)級(jí)別,。那么問(wèn)題來(lái)了，整容真的可以讓我們絕對(duì)變得美麗么,？ 客觀的說(shuō),，結(jié)果離現(xiàn)實(shí)還是有距離的。

對(duì)于我們來(lái)說(shuō),，整容大國(guó)的“風(fēng)扇大媽”曾將讓很多人聞?wù)�而色��,，在整容大�?guó)還是如此，何況是其他呢,？

其實(shí)，整容就像是雕刻作畫一樣,，藝術(shù)家們靠靈感與手感來(lái)完成心目中的作品,，而醫(yī)生們用手術(shù)刀完成你心目中的作品。

但是,，手術(shù)畢竟關(guān)系著我們的身心健康,，正如如今的機(jī)器人手術(shù)一樣，人們心中充滿恐懼,，何況于感覺二字,？

怎樣才能精準(zhǔn)的完成一臺(tái)手術(shù)呢？除了醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù),，在復(fù)雜手術(shù)中使用3D打印的手術(shù)導(dǎo)板也是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)手術(shù)的保證,。

今天南極熊讓你了解北京協(xié)和整形醫(yī)院是怎樣借助3D打印手術(shù)導(dǎo)板成功完成一臺(tái)面部重建手術(shù)的,。

手術(shù)詳解

1手術(shù)挑戰(zhàn)與風(fēng)險(xiǎn)

在這臺(tái)手術(shù)中，醫(yī)生需要切掉下巴骨骼,，并使用植入物將切下的骨骼重新固定到指定位置,。手術(shù)過(guò)程中既要做到面部組織、神經(jīng)不受損傷,，又要保證患者面部的修復(fù)效果,，手術(shù)的難度和不確定性非常高。面對(duì)這樣的復(fù)雜手術(shù),，如果僅依靠醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù),，無(wú)疑是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。因此,，醫(yī)療團(tuán)隊(duì)使用手術(shù)導(dǎo)板作為切割和固定骨骼的工具,，提高手術(shù)精準(zhǔn)性、降低風(fēng)險(xiǎn),。

2采用即刻叁三維手術(shù)指導(dǎo)

術(shù)前,，根據(jù)患者的CT影像使用即刻叁三維轉(zhuǎn)換技術(shù)，將平面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為三維立體模型,，在這個(gè)模型上進(jìn)行精確計(jì)算模擬切割并根據(jù)最優(yōu)切割效果進(jìn)行智能導(dǎo)板生成,。

3導(dǎo)板輸出

4手術(shù)使用

暈血者請(qǐng)做好準(zhǔn)備！

到此,，3D手術(shù)導(dǎo)板輔助手術(shù)主體工作完美收官,！各位熊熊可以看出，在精確制導(dǎo)下,，手術(shù)變得更加準(zhǔn)確可控,。其失誤及風(fēng)險(xiǎn)也降到了一個(gè)極低的程度，還有哦,，手術(shù)時(shí)間也縮短了三分之二哦,！經(jīng)過(guò)南極熊的分說(shuō)，3D手術(shù)導(dǎo)板與傳統(tǒng)手術(shù)相比的有何優(yōu)略一目了然,！

即刻叁醫(yī)療平臺(tái)

即刻叁醫(yī)療平臺(tái)充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),，創(chuàng)新機(jī)制，有效資源整合,，為醫(yī)生提供全新的診療技術(shù)服務(wù),。即刻叁醫(yī)療平臺(tái)通過(guò)醫(yī)學(xué)成像信息（如CT、MRI,、PET）,，智能還原、重構(gòu)目標(biāo)器官的三維場(chǎng)景，在此基礎(chǔ)上基于互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)端展示技術(shù)為醫(yī)生之間及醫(yī)患之間搭建一種更高效更專業(yè)的遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)診斷平臺(tái)及醫(yī)療三維模型庫(kù),。

即刻叁醫(yī)療平臺(tái)為北京即刻叁醫(yī)療成像技術(shù)服務(wù)有限公司搭建醫(yī)療影像數(shù)據(jù)平臺(tái),，即刻叁深耕3D行業(yè)多年，與人社部為多所高校提供3D教學(xué)技術(shù)支持,，中國(guó)3D產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟常任會(huì)員單位,。中國(guó)歐美同學(xué)會(huì)醫(yī)師協(xié)會(huì)戰(zhàn)略合作伙伴，AutoDesk中國(guó)區(qū)合作伙伴,，公司致力于3D技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用開發(fā),，整合相關(guān)行業(yè)專家，為專業(yè)醫(yī)生和病患提供了高效率,、低風(fēng)險(xiǎn)的專業(yè)工具和后臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)的支持,。

即刻叁官網(wǎng)http://www.jike3-medical.com/medical/

3D打印導(dǎo)板在手術(shù)中的應(yīng)用


隨著3D打印技術(shù)的推廣使用，基于3D打印技術(shù)的手術(shù)導(dǎo)板設(shè)計(jì),、制作工藝孕育而生,。手術(shù)方案設(shè)計(jì)是結(jié)果，而導(dǎo)板則是達(dá)到這種結(jié)果的方式,，因此,，導(dǎo)板是手術(shù)設(shè)計(jì)的逆向工程產(chǎn)物。在手術(shù)設(shè)計(jì)的同時(shí),，即可在設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上完成導(dǎo)板的設(shè)計(jì),，生成文件用于3D打印加工。加工好的導(dǎo)板能夠在手術(shù)過(guò)程中還原手術(shù)設(shè)計(jì)方案,，引導(dǎo)手術(shù)者順利的按照手術(shù)前的設(shè)計(jì)進(jìn)行手術(shù)操作,。

材料與方法
1納入標(biāo)準(zhǔn)及手術(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

　　手術(shù)前對(duì)手術(shù)所操作部位進(jìn)行薄層CT平掃，層距要求0.625mm,，必要時(shí)同時(shí)掃面健側(cè)骨組織,，將掃描所得的數(shù)據(jù)以Dicom3.0格式存儲(chǔ)與移動(dòng)介質(zhì)(光盤或移動(dòng)硬盤)中，轉(zhuǎn)存到手術(shù)設(shè)計(jì)所使用的電腦中,，同時(shí)準(zhǔn)備MR及SPECT/CT的Dicom3.0格式文件,，儲(chǔ)存在電腦中。

2 手術(shù)前設(shè)計(jì)及導(dǎo)板加工

　　手術(shù)設(shè)計(jì)使用Materialise Mimics 10.01,，將薄層CT以lossless格式導(dǎo)入軟件,，對(duì)手術(shù)區(qū)域進(jìn)行表面三維重建，結(jié)合MR,、SPECT/CT等其他影像學(xué)資料協(xié)助確定腫瘤邊緣，再根據(jù)腫瘤性質(zhì)確定切除或刮除范圍,。使用定位線標(biāo)記切除范圍,，將骨組織與標(biāo)記線的三維模型以STL文件格式導(dǎo)入到Materialise Magics 16.0。在軟件中選取手術(shù)時(shí)能夠顯露的骨組織表面,，通過(guò)逆向工程技術(shù)求得反向模型,，確保導(dǎo)板模型可以直接吻合于骨表面,，將標(biāo)記線的位置設(shè)計(jì)成圓孔(圖1e)，如使用金屬材質(zhì),，可設(shè)計(jì)成方形扁槽(圖2c),。重建設(shè)計(jì)需要大段異體骨時(shí)，同時(shí)在數(shù)字化骨庫(kù)中選取合適的異體骨(圖1b),，比對(duì)截骨后缺損情況設(shè)計(jì)修整方案,，使用如上方法再次設(shè)計(jì)異體骨截骨導(dǎo)板。設(shè)計(jì)好的導(dǎo)板生成STL文件轉(zhuǎn)入3D打印設(shè)備,。

圖1：患兒10歲,，男性，右髂骨尤文肉瘤,。

圖說(shuō) 1a手術(shù)前MR,1b匹配的異體骨,1c設(shè)計(jì)的截骨形態(tài),1d截骨標(biāo)記線,1e導(dǎo)板設(shè)計(jì)方案,
1f導(dǎo)板在異體骨表面貼附情況,1g切除的腫瘤與修整好的異體骨,1h手術(shù)后骨盆平片可見
腫瘤切除完整,，重建穩(wěn)定。

圖2：患兒6歲,，男性,，右肱骨近端骨軟骨瘤。



圖說(shuō) 2a手術(shù)前X線片,，可見右肱骨外側(cè)骨軟骨瘤;
2b手術(shù)設(shè)計(jì)切除腫瘤并最大程度保留骨骺,，并設(shè)計(jì)金屬導(dǎo)板;
2c3D打印加工好的金屬導(dǎo)板及ABS試模;2d術(shù)中導(dǎo)板引導(dǎo)擺鋸截骨;
2e腫瘤切除后驗(yàn)證，可見按手術(shù)設(shè)計(jì)完整切除;
2f術(shù)后X線片可見腫瘤切除徹底,，重建穩(wěn)定,。

　　本研究使用的4種3D打印技術(shù)設(shè)備分別為：熔融沉積成型 Inspire S250(北京太爾)，光固化立體成型 ProJet 3510SD(ProJet),，三維印刷工藝 ProJet 460Plus(ProJet),，選擇性激光燒結(jié) LSF-IV(西安鉑力特)，所使用材料分別對(duì)應(yīng)為ABS樹脂9例,、光敏樹脂14例,、石膏5例、鋁合金3例,。導(dǎo)板加工完成后,，使用對(duì)應(yīng)方法除去支撐材料，貼骨面及導(dǎo)孔與手術(shù)前設(shè)計(jì)方案比對(duì)無(wú)誤后,，消毒封裝,。

3 手術(shù)中應(yīng)用

　　手術(shù)操作按照正常流程消毒鋪無(wú)菌單，按計(jì)劃做切口并顯露骨面,，將導(dǎo)板貼附于骨面后,，使用克氏針將導(dǎo)板固定于骨面，再打入標(biāo)記位置所需的定位針，使用手術(shù)中透視確定克氏針位置及標(biāo)記范圍無(wú)誤差,。去除導(dǎo)板,，依據(jù)定位針?biāo)�指示位置進(jìn)行截骨或刮除病灶。術(shù)后重建過(guò)程中,，大段異體骨的修整也按照術(shù)前計(jì)劃使用導(dǎo)板進(jìn)行,。重建結(jié)束后,，透視證實(shí)腫瘤切除完整,、內(nèi)固定位置確實(shí)后，逐層關(guān)創(chuàng),，無(wú)菌包扎,。

4 術(shù)后驗(yàn)證及統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

　　分別記錄每類導(dǎo)板的制作加工周期， stl文件交接時(shí)間起開始計(jì)時(shí),，得到去除支撐的成型導(dǎo)板結(jié)束計(jì)時(shí),，通過(guò)導(dǎo)板加工周期對(duì)比分析4種3D打印方法的效率。同時(shí)記錄術(shù)前設(shè)計(jì)時(shí)間(min),、手術(shù)時(shí)間(min),、術(shù)中透視次數(shù)等數(shù)據(jù)，選擇我院同期,、同部位,、同類手術(shù)作為對(duì)照組，分別使用配對(duì)T檢驗(yàn)分析,，統(tǒng)計(jì)分析使用SPSS19.0,。手術(shù)后拍攝患者X線片及CT驗(yàn)證腫瘤切除及重建效果。

結(jié)果全部31例患者均計(jì)劃進(jìn)行手術(shù)前設(shè)計(jì),、導(dǎo)板設(shè)計(jì),，并成功進(jìn)行導(dǎo)板制作，消毒合格后,，應(yīng)用于手術(shù),。所有手術(shù)的骨面顯露范圍均達(dá)到手術(shù)前涉及范圍，全部導(dǎo)板均能正常安裝于骨面,，其中3例在術(shù)中操作時(shí)發(fā)生導(dǎo)板斷裂變形,，ABS樹脂1例，石膏2例,，導(dǎo)板斷裂后，嚴(yán)重影響定位精度,，轉(zhuǎn)變成按照常規(guī)方法繼續(xù)行手術(shù)治療,。

3d打印導(dǎo)板優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)

   數(shù)字化的手術(shù)輔助定位系統(tǒng),，可以幫助醫(yī)生將手術(shù)前的設(shè)計(jì)方案完整,、準(zhǔn)確的導(dǎo)入到手術(shù)中,。目前較為流行的手術(shù)定位系統(tǒng)有：術(shù)中計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航、術(shù)中導(dǎo)板等,，這些輔助定位系統(tǒng)各有利弊,，在不同部位的不同手術(shù)中各有優(yōu)缺點(diǎn),�,？傮w來(lái)說(shuō),，計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航定位精確，術(shù)中操作靈活性強(qiáng),，具有很強(qiáng)的應(yīng)變性,，術(shù)中可以給與實(shí)時(shí)的圖像支持，切除后可驗(yàn)證范圍;但其硬件投資較大,，操作學(xué)習(xí)曲線長(zhǎng)，術(shù)中定位裝置的安裝會(huì)照成二次損傷,。導(dǎo)板的優(yōu)勢(shì)在于設(shè)備價(jià)格低廉,，術(shù)中定位準(zhǔn)確,，不造成過(guò)多損傷;但對(duì)術(shù)前設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)要求較高,，設(shè)計(jì)耗時(shí)較長(zhǎng)，且術(shù)中一旦手術(shù)方案變化,，導(dǎo)板將不能繼續(xù)使用,。兩種系統(tǒng)互有長(zhǎng)處，只要能夠依據(jù)具體手術(shù)部位和方式做出選擇,，就可以充分發(fā)揮二者的優(yōu)勢(shì),。

　　作為一種簡(jiǎn)單可行的方式，術(shù)中導(dǎo)板系統(tǒng)可以很好的將手術(shù)前的設(shè)計(jì)方案帶入手術(shù)中,，輔助醫(yī)生按照設(shè)計(jì)完成手術(shù)操作,。在手術(shù)前的個(gè)體化設(shè)計(jì)中，使用定位線可以輕松而簡(jiǎn)單的標(biāo)記腫瘤范圍,、確定截骨角度,、引導(dǎo)內(nèi)固定安裝等等，但術(shù)前精確到毫米級(jí)的手術(shù)設(shè)計(jì)很難在手術(shù)時(shí)實(shí)現(xiàn),。手術(shù)導(dǎo)板的設(shè)計(jì)原理就是設(shè)計(jì)出一個(gè)曲面,，使得這個(gè)曲面能夠很好的貼附于手術(shù)中顯露出的骨面,，貼附應(yīng)具有位置唯一性，固定好的導(dǎo)板應(yīng)不易移動(dòng)位置,，同時(shí)導(dǎo)板上還帶有引導(dǎo)細(xì)克氏針的孔洞,，通過(guò)引導(dǎo)，將克氏針固定于骨組織,，去除導(dǎo)板后,，可使用磨鉆或擺鋸進(jìn)行截骨,，范圍較小的良性病變也可定位后直接使用刮勺刮除,。總之,，設(shè)計(jì)導(dǎo)板合理的導(dǎo)板可以將手術(shù)前的設(shè)計(jì)準(zhǔn)確的帶入手術(shù)中,，而且隨著3D打印技術(shù)的逐步普及，導(dǎo)板的加工難度逐漸降低,，因此手術(shù)導(dǎo)板技術(shù)已成為基層骨科醫(yī)生的最佳選擇,。

　　手術(shù)導(dǎo)板系統(tǒng)的最重要環(huán)節(jié)是設(shè)計(jì)，在導(dǎo)板的設(shè)計(jì)階段需要同時(shí)關(guān)注幾個(gè)方面問(wèn)題：1,、手術(shù)方式,、部位，2,、顯露部位軟組織,，3、加工工藝,。并非所有類型手術(shù)都適合使用導(dǎo)板,，要根據(jù)手術(shù)的方式?jīng)Q定是否需要手術(shù)前設(shè)計(jì)以及術(shù)中的準(zhǔn)確定位，患處骨組織的表面唯一性也是導(dǎo)板設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,，一般來(lái)說(shuō),，長(zhǎng)骨中段手術(shù)不適用導(dǎo)板。一般導(dǎo)板的設(shè)計(jì)均直接貼附于骨面,，手術(shù)過(guò)程中軟組織的成功剝離尤為重要,，有些手術(shù)部位的軟組織無(wú)法剝離，需要在導(dǎo)板設(shè)計(jì)階段考慮回避,。導(dǎo)板的不同材質(zhì)也決定了導(dǎo)板的設(shè)計(jì),，使用ABS樹脂及石膏時(shí)，厚度應(yīng)不小于5mm,，以保證強(qiáng)度,，光敏樹脂不小于3mm，金屬可以更薄;定位孔的設(shè)計(jì)也不同,，非金屬材料一般做孔引導(dǎo)克氏針,，金屬導(dǎo)板因強(qiáng)度大可以在手術(shù)中直接引導(dǎo)擺鋸,。

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