3D打印技术在髋臼发育不良全髋关节置换中的应用探讨

摘要

背景：
　　髋臼发育不良晚期伴骨性关节炎的患者因其髋臼浅小、髋臼壁变薄，真臼位置难以分辨等原因，导致手术治疗是的难度增加、术后效果不良[1-2]，全髋关节置换是治疗其最有效的手段[3]，为了确保假体精确植入及术后效果，术前对患髋的特殊解剖结构进行全方面了解，设计假体大小及植入的位置等有重要作用。在3D打印技术日趋成熟的现在，结合数字化技术打印出1:1骨盆3D打印模型，术前全面了解患髋特殊的解剖结构，并在其上进行术前模拟，设计假体大小及植入的位置等，为关节外科指出了新的前进方向。
　　目的：
　　将3D打印技术和髋臼重建术结合，通过图像采集、三维图像处理、制造模型、手术设计、术前模拟、手术实施，探讨1:1骨盆3D打印模型术前模拟的实用性。
　　方法：
　　1、选取需要需行髋臼重建并术前确定髋臼发育不良1例，充分告知患者。、用粤北人民医院CT（美国GE64排128层螺旋CT）扫描患者髋部情况，再应用
　　Mimics10.0软件对之前所得的骨盆进行阈值分割，区域增长，得到3D打印数据。
　　2、把所得数据传输至3D打印机，选定SLA光固化打印模式，制作出1:1骨盆3D打印模型。
　　3、在所得1:1骨盆3D打印模型上模拟髋臼重建的过程，并记录所用髋臼大小后，根据术前模拟过程及髋臼假体大小施行手术，探讨1:1骨盆3D打印模型术前模拟的实用性。
　　结果：
　　1、通过CT对骨盆扫描的到数据后，利用数据通过Mimics10.0软件对患者骨盆进行三维重建后，观察到患者骨质疏松，患髋扩大，髋臼角增大，髋臼边缘明显骨质增生，股骨头大部分消失，股骨头变形，股骨头残余部分顶端顶住髋臼后上方，髋臼后上方可见磨损后骨缺损。
　　2、根据三维重建的数据打印出并能在1:1骨盆3D打印模型，并在模型上进行术前模拟，模拟中估计患者髋臼假体大小，模拟植入髋臼试模后见髋臼后上方存在骨缺损情况，大小约4×2cm，并设计出植骨骨块大小。
　　3、术中根据术前模拟数据进行试模，最后确定髋臼假体较术前模拟时小2mm，术中进行植骨时根据术前模拟设计植骨块大小（4×1×2cm）进行植骨，髋臼稳定性良好。
　　4、术后及术后半年复查Harris评分较术前明显改善，术后半年复查X线髋臼假体位置正常，未见明显髋臼假体松动情况。没有出现脱位、神经或血管损伤、伤口感染不愈合等情况。
　　结论：
　　1、3D打印出的1:1骨盆模型能更加直观及全方位地对病灶进行了解，更好地制定出个性化手术方案，使置换手术能得到最大程度的优化，从而减少手术时间及术中出血，降低术中、术后的并发症发生率；
　　2、Minics软件能有效对骨骼进行几何形态逼真、解剖标志明显的重建，为了解病灶情况及设计个性化手术方案提供了前期重要数据依据，在髋臼发育不良患者的全髋关节置换术中其重要的指导作用
　　3、3D打印技术能应用于髋臼发育不良患者的全髋关节置换术，能在术前进行手术方案的设计，并在1:1骨盆3D打印模型上进行模拟，明确手术流程及注及术中可能出现的突发情况及对其制定应对方案。

目录

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第一章 背景

第二章 材料与方法

2.1 建立模型的材料准备

2.2建立骨盆骨骼三维数字化模型

2.3骨盆模型的3D打印

2.4 术前模拟观察

2.5 术前模拟

2.6术中应用

2.7 术中及术后评价

第三章 结果

第四章 讨论

4.1 髋臼发育不良并骨性关节炎患者的全髋置换术中的髋臼重建

4.2 数字化技术在髋臼重建中的应用

4.3 通过Mimics软件重建并制作模型的意义

4.4 3D打印1:1骨盆模型在髋臼重建手术中的临床应用价值

4.5 优点

4.6 不足之处

4.7 二期努力方向

第五章 结论

参考文献

附录

附录一：粤北医院Harris髋关节功能评分

附录二：综述:髋关节置换术中3D打印技术的应用进展

附录三：个人简历

致谢