數(shù)字化技術(shù)在退行性脊柱側(cè)彎術(shù)前規(guī)劃及模擬置釘中的應(yīng)用研究.pdf

1、本課題將數(shù)字化三維重建技術(shù)、逆向工程技術(shù)及3D打印技術(shù)應(yīng)用到退行性脊柱側(cè)彎畸形患者手術(shù)治療的個體化術(shù)前規(guī)劃及手術(shù)模擬中，應(yīng)用Mimics軟件進(jìn)行了計算機(jī)模擬置釘與椎弓根釘?shù)缹?dǎo)板設(shè)計，并運用3D打印技術(shù)，打印1：1實物模型，并在3D打印椎弓根釘?shù)缹?dǎo)板的輔助下模擬手術(shù)置釘，驗證計算機(jī)模擬術(shù)前置釘?shù)目尚行耘c精確性，最終成功完成1例退行性脊柱側(cè)彎患者數(shù)字化、個體化、精準(zhǔn)化術(shù)前規(guī)劃，并運用3D打印技術(shù)進(jìn)行了實物模型置釘模擬，有效性的驗證了術(shù)前釘?shù)?/p>

2、設(shè)計的準(zhǔn)確性以及3D打印椎弓根釘?shù)缹?dǎo)板輔助椎弓根置釘?shù)目尚行浴?br>　　第一部分 退行性脊柱側(cè)彎患者數(shù)字化、個體化術(shù)前規(guī)劃及椎弓根釘?shù)缹?dǎo)板設(shè)計。
　　目的：探討數(shù)字化三維重建技術(shù)及逆向工程技術(shù)在治療退行性脊柱側(cè)彎患者手術(shù)治療中的個體化、精準(zhǔn)化術(shù)前規(guī)劃中的應(yīng)用。
　　方法：選擇住院手術(shù)治療的退行性脊柱側(cè)彎患者1例（病例來源于內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院胸腰椎脊柱外科）作為志愿者，仰臥位16排螺旋CT掃描，從T9上緣至骶骨，獲得

3、分割后層厚為1.25mm的Dicom格式CT圖像309張。基于志愿者CT資料，應(yīng)用Mimics軟件重建退行性脊柱側(cè)彎患者的三維立體模型，在模型上測量各個椎體的數(shù)據(jù)，并模擬置釘、設(shè)計椎弓根釘?shù)缹?dǎo)板，進(jìn)行個體化、精準(zhǔn)化的術(shù)前規(guī)劃。通過模擬置釘獲得的更加精確的椎弓根螺釘?shù)囊?guī)格、進(jìn)釘點、進(jìn)釘角度。運用逆向工程技術(shù)[1-2]，設(shè)計貼合良好的椎弓根釘?shù)缹?dǎo)板，輔助椎弓根置釘。
　　1、順利完成退行性脊柱側(cè)彎患者的三維模型的建立及椎弓根置釘?shù)南嚓P(guān)

4、參數(shù)的測量。
　　2、成功設(shè)計椎弓根釘?shù)缹?dǎo)板。
　　結(jié)論：數(shù)字化三維重建技術(shù)及逆向工程技術(shù)應(yīng)用于退行性脊柱側(cè)彎畸形矯形治療的個體化術(shù)前規(guī)劃及手術(shù)模擬，是一種新穎的、有效的、準(zhǔn)確的、可行的方法，可用于手術(shù)術(shù)前規(guī)劃設(shè)計，制定個體化手術(shù)方案，并設(shè)計椎弓根釘?shù)缹?dǎo)板。
　　第二部分 退行性脊柱側(cè)彎患者3D打印實物模型的建立及3D打印椎弓根釘?shù)缹?dǎo)板輔助下的模擬置釘。
　　目的：打印退行性脊柱側(cè)彎模型及椎弓根釘?shù)缹?dǎo)板，按照之前

5、的術(shù)前規(guī)劃在椎弓根釘?shù)缹?dǎo)板的輔助下在3D打印退行性脊柱側(cè)彎模型上進(jìn)行模擬置釘，檢驗術(shù)前規(guī)劃的可行性及準(zhǔn)確性。
　　方法：將Mimics建立的退行性脊柱側(cè)彎三維模型及椎弓根釘?shù)缹?dǎo)板輸入3D打印機(jī),打印1：1模型，在椎弓根釘?shù)缹?dǎo)板輔助下確定進(jìn)釘點及進(jìn)釘角度，根據(jù)所測得的螺釘規(guī)格數(shù)據(jù)，選用合適器械，擴(kuò)展釘?shù)?，最后模擬置釘，觀察螺釘有無破出椎弓根及有無破入椎管，驗證數(shù)字化技術(shù)術(shù)前規(guī)劃置釘?shù)目尚行约皽?zhǔn)確性。
　　結(jié)果：成功打印了退行性