患者特异性植入物重建的三维规划与打印

摘要

该协议描述了用于重建骨质缺陷的 3D 规划和打印。我们使用分段工具创建 3D 模型，然后是 3D 设计软件，用于创建患者特定的植入物，用于重建目的，同时用于消融手术或作为第二阶段。

摘要

我们正处于3D时代，在生活的方方面面，特别是在医学方面。外科学科是医疗领域的主要参与者之一，它利用不断发展的3D规划和打印功能。计算机辅助设计 （CAD） 和计算机辅助制造 （CAM） 用于描述产品的 3D 规划和制造。3D 手术指南和重建植入物的规划和制造几乎完全由工程师执行。随着技术进步和软件界面变得更加用户友好，它提出了一个问题，即将规划和制造转移到临床医生的可能性。这种转变的原因很明确:外科医生知道他想设计什么，他也知道什么是可行的，可以在手术室使用。它允许他准备在手术过程中的任何场景/意外的结果，并允许外科医生有创造力，并使用CAD软件表达他的新想法。这种方法的目的是为临床医生提供创建自己的手术指南和重建植入物的能力。在这份手稿中，详细的协议将提供一个简单的方法，使用分段软件和植入规划使用3D设计软件进行分割。在使用分段软件进行分段和 stl 文件制作后，临床医生可以创建一个简单的患者特定重建板或更复杂的板，并配有骨移植定位的底座。可以创建手术指南，用于精确切除、孔准备，用于适当的重建板定位或骨移植收获和重新轮廓。详细叙述了板断裂后下颚重建和创伤损伤的非统一愈合情况。

引言

个性化医学在医学的许多^{领域发展迅速。}肿瘤个性化治疗是一个讨论的话题，因此是众所周知的。3D打印首先由查尔斯·赫尔介绍，显示使用立体光刻2的物体的^3D打印。从那时起，3D打印技术就不同了。根据设备的用途选择使用的方法。

外科领域正在迅速接受个性化医学。外科领域的个性化治疗需要使用计算机辅助设计 （CAD） 软件进行虚拟规划。第一阶段始终包括用于创建 3D stl 文件的分段。计算机辅助制造（CAM）是指3D设计部件的制造工艺。该技术首次用于术前模型打印手术规划和^,模拟手术^{3、4、5。435,}随着技术的发展，虚拟规划的手术，然后规划和制造手术指南，以帮助手术本身和患者特定的重建植入物完美安装在患者的骨头上变得更加流行^{,6，7，8，9，10。79,1068}该协议的目的是为临床医生提....

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研究方案

这项研究遵循了《赫尔辛基医学礼仪和伦理宣言》，机构道德审查委员会批准了这项研究。

1. 使用分段软件进行细分

注:DICOM 文件的导入过程需要弹出窗口中轴向、日冕和下垂平面的方向才能完成设置。

1. 在"骨骼分割"菜单中，选择"常规"功能。使用标记 "-" 对于不需要的段和"" 对感兴趣的段。在整个扫描过程中滚动和移动时，在 3D 重建模型或不同横截面上添加标记。
2. 选择演示分段的"设置"按钮。此时，纠正标记并添加新标记以提高准确性。按"应用"创建新段。可以这样创建多个段。
3. 分割完成后，将文件导出为 stl 3D 文件，用于 3D 打印或 3D 设计 CAD 程序中 3D 重建植入物的规划。

2. 使用3D设计软件设计重建植入物

1. 使用分段软件预处理骨骼分割后，将 stl 文件导入 3D 设计软件（参见材料表）。
2. 如果需要进一步分离（例如，如果一个零件打算单独移动），请在此进行。在"雕刻粘土"菜单....

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结果

一名40岁的女病人，由于先前的受伤和下颚左身的非结合性骨折而骨折，她因前一次受伤而恢复修复。成像显示固定板损坏和下颚左段定位不良（图1）。使用分段软件，对下颚进行分离，分离断裂的固定板（补充图1和补充图2）。使用 3D 设计软件，将下脚的左段重新定位到正确的解剖位置（补充图 3 和补?.......

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讨论

随着计算机对外科手术虚拟规划的不断发展，3D打印技术与其他开发技术相结合，引领了外科治疗的新时代。准确性是这些技术的目标，患者特定护理作为未来目标，以手术指南和患者特定重建植入物的形式呈现。我们将手术指南作为未来不同协议的一部分进行讨论。在当前协议中，我们将讨论将 DICOM 图像分割为可 3D 打印为模型的 3D stl 文件。我们还讨论了患者特定植入物的 3D 虚拟规划。介绍了.......

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材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
D2P (DICOM to Print)	3D systems		Segmentation software to create 3D stl files
Geomagic Freeform	3D systems		Sculpted Engineering Design