本文關鍵詞：3D打印導向模板在復雜轉子下骨折內固定手術中的設計及研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《河北醫(yī)科大學》 2015年

3D打印導向模板在復雜轉子下骨折內固定手術中的設計及研究

吳帆  

【摘要】：目的:高能量傷造成的復雜粉碎性轉子下骨折逐漸增多,目前手術內固定為主要的治療方式。但是,因患者骨折復雜、個體之間變化差異很大,對其臨床處理往往成為創(chuàng)傷骨科醫(yī)生的難題。在治療過程中,固定方式的選取,內置物安放過程中導針定位點及方向的選擇主要根據(jù)術者的臨床經驗,其準確性及安全性不足,易導致內置物偏差或術后內固定失敗等并發(fā)癥。故手術方式的選擇及術中內置物安放位置的準確性是影響療效和預后的關鍵因素。基于此,本研究利用3D打印骨折模型設計最佳手術方式及步驟,利用3D打印手術導向模板進行輔助定位,以增加手術的安全性和準確性,縮短復雜骨折手術的學習曲線,為臨床手術治療提供一種新的方法和有效的輔助手段。方法:1獲取圖像:選取1名復雜股骨轉子下骨折患者,56歲,體重78kg,身高172cm,X線示:左股骨粉碎性轉子下骨折,Seinsheimer分型Ⅴ型。行Philips Brilliance 64排螺旋CT從骨盆上緣至股骨遠端掃描,層厚1mm,掃描范圍包括患肢及健側肢體。獲得Dicom格式CT 326張。2建立數(shù)字三維模型:將獲得的Dicom格式圖像導入軟件Mimics 17.0中,對原始圖像進行蒙版、分割、光滑等步驟處理,對不同骨折塊單獨重建及標記,生成骨折及健側股骨近端數(shù)字三維模型。3虛擬手術復位并確定手術方案:在Mimics中對骨折數(shù)字三維模型進行虛擬手術復位,通過對骨折復位前及復位后數(shù)字三維模型的各個角度觀察分析,綜合多因素的考慮,確定最終應用動力髁螺釘固定。4 3D模型的打印、手術模擬及內置物預塑形:應用3D打印機同時打印出兩份骨折模型及一份健側股骨近端鏡像模型,選取一份骨折模型,復位骨折塊,選定適合長度的動力髁鋼板并擬定螺釘?shù)拇蛉胛恢眉皵?shù)目,進行模擬手術,并對選定的公版內置物進行預塑形。5動力髁螺釘數(shù)字模型的建立及組裝驗證:測量塑形后的動力髁螺釘詳細參數(shù)。在Creo Parametric 2.0軟件中得到動力髁螺釘數(shù)字模型,導入3-matic 9.0中,安放在符合AO固定標準的位置,進一步檢驗螺釘?shù)奈恢门c固定骨塊的關系。6手術導向模板的設計、打印及驗證:根據(jù)之前驗證的DCS安裝位置定位出動力髁加壓螺釘及近端松質骨螺釘?shù)倪M針點,提取進針點周圍外側特征皮質骨曲面的解剖形態(tài),在軟件中建立與進針點周圍骨皮質解剖形狀一致的反向模板,通過3D打印機將導向模板制作出來。選取另一份骨折模型,通過手術導向模板安裝動力髁螺釘。驗證手術導向模板的可行性。結果:1利用患者CT數(shù)據(jù)在Mimics 17.0軟件中經過蒙版、分割、填洞以及后期的光滑處理,得到了復雜股骨轉子下骨折及健側股骨近端鏡像骨的數(shù)字三維模型,并對骨折模型進行模擬手術復位,獲得了骨折復位后的數(shù)字三維模型。對骨折復位前及復位后的數(shù)字三維模型進行各個角度觀察分析,綜合多因素的考慮,選擇了最終的手術方案,通過動力髁螺釘固定。2通過3D打印技術制作出了1:1大小的復雜股骨轉子下骨折物理模型,提供了逼真的術前模擬環(huán)境,模擬復位后選定了適合本研究對象長度的動力髁螺釘系統(tǒng),在實體模型上模擬內固定手術并完成對選定的公版動力髁螺釘鋼板預塑形,確定了螺釘?shù)拈L度。3利用Creo Parametric 2.0軟件中得到根據(jù)3D打印模型選定好規(guī)格并塑形后的DCS數(shù)字三維模型,與骨折復位后數(shù)字三維模型共同導入3-matic 9.0軟件中,根據(jù)AO組織內固定標準安裝DCS數(shù)字三維模型,進一步檢驗了螺釘?shù)奈恢门c固定骨塊的關系,驗證結果顯示與通過3D打印骨折模型選擇的鋼板及螺釘長度吻合。最終確定了應用動力髁螺釘規(guī)格:鋼板長度242mm,14孔,拉力螺釘長度65mm,4.5mm松質骨螺釘長度由近端至遠端依次為54mm、44mm,4.5mm皮質骨螺釘長度由近端至遠端依次為34mm、34mm、34mm、32mm、32mm、32mm。4根據(jù)數(shù)字三維模型定位出動力髁加壓螺釘及近端空心釘?shù)倪M針點,提取進針點周圍外側特征皮質骨曲面的解剖形態(tài),在軟件中建立與進針點周圍骨皮質解剖形狀一致的反向模板,通過3D打印機生成實物手術導向模板。5應用3D打印出的手術導向模板在實物骨折模型上進行模擬手術操作,制備出的手術導向模板具有良好的匹配性和準確性,大大縮短了模擬手術時間,適用于復雜股骨轉子下骨折的手術治療。結論:本實驗運用先進的計算機輔助工程軟件及3D打印技術建立了1:1大小的復雜股骨轉子下骨折三維模型以及符合患者解剖結構的手術導向模板。為制定復雜股骨轉子下骨折患者個體化手術方案提供了解剖學基礎,縮短了手術的學習曲線,增加了手術固定的準確性和安全性。為手術醫(yī)生術中快速、準確定位提供了一種新的方法,具有一定的臨床應用價值。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：河北醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R687.3
【目錄】：

下載全文 更多同類文獻

CAJ全文下載

(如何獲取全文？ 歡迎：購買知網(wǎng)充值卡、在線充值、在線咨詢)

CAJViewer閱讀器支持CAJ、PDF文件格式

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 姬金虎;森干;;3D打印技術輔助骨科手術關鍵技術研究[J];科技視界;2014年34期

2 沈黎明;王文;吉躍平;;加長型Gamma-3釘治療股骨轉子下骨折的臨床研究[J];實用臨床醫(yī)藥雜志;2014年21期

3 張云峰;楊棟;;3D打印骨科模型臨床應用的初步探索[J];中國臨床研究;2014年10期

4 朱大偉;陳一心;鄭欣;邱旭升;;長Gamma 3型髓內釘內固定治療股骨粗隆下骨折臨床療效分析[J];中國骨與關節(jié)損傷雜志;2014年10期

5 孟位明;李彥眉;許紅生;付衛(wèi)杰;趙志江;;股骨轉子下骨折植入物髓外及髓內固定治療的規(guī)范化[J];中國組織工程研究;2014年22期

6 張亮;劉文軍;;股骨近端鎖定鋼板內固定治療Russell-Taylor Ⅱ B型股骨粗隆下骨折的臨床療效[J];中國骨與關節(jié)損傷雜志;2014年04期

7 高博;楊靈;陳曦;汪紅;覃煒;劉躍洪;;長Gamma 3髓內釘治療股骨轉子下骨折的療效分析[J];實用骨科雜志;2014年03期

8 張文友;賀健康;李翔;劉亞雄;邊衛(wèi)國;李滌塵;靳忠民;;基于3-D打印技術的韌帶-骨復合支架制造與體內植入研究[J];中國修復重建外科雜志;2014年03期

9 張維杰;連芩;李滌塵;王坤正;靳忠民;邊衛(wèi)國;劉亞雄;賀健康;王玲;;基于3-D打印技術的軟骨修復及軟骨下骨重建[J];中國修復重建外科雜志;2014年03期

10 徐明;陶圣祥;夏春明;何振華;汪平;胡阿威;劉勝;;PFNA結合鈦纜治療SeinsheimrV型股骨轉子下骨折[J];實用骨科雜志;2014年01期

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 賴居易;何升華;孫志濤;王業(yè)廣;;3D打印技術在腰椎經皮椎間孔鏡髓核摘除術中的應用[J];廣東醫(yī)學;2016年S1期

2 田林;田聰;周紅海;汪麗偉;史炎鑫;羅榮宇;楊思源;董盼鋒;;3D打印及其輔助技術在中醫(yī)骨傷臨床教學中的應用研究[J];廣西中醫(yī)藥大學學報;2016年02期

3 張加廷;郭靜;吳美;鐘心;高永艷;柳川;張仲文;;光學相干斷層掃描與3.0T MRI、超聲法測量兔膝關節(jié)軟骨厚度的比較[J];武警醫(yī)學;2016年05期

4 朱延兵;牛海峰;趙巍;;股骨近端抗旋髓內釘內固定術對股骨轉子下骨折的治療效果觀察[J];中國繼續(xù)醫(yī)學教育;2016年03期

5 陳德明;徐曉陽;王蔚;張力;常樂;;多功能帶鎖髓內釘和鋼板置入內固定修復關節(jié)外脛骨創(chuàng)傷性骨折[J];中國組織工程研究;2016年04期

6 吳帆;王越;曹雷;崔慧先;;3D打印導向模板在復雜股骨轉子下骨折內固定手術中的應用[J];武警后勤學院學報(醫(yī)學版);2016年01期

7 邱冰;張明嬌;唐本森;鄧必勇;李滌塵;劉非;;基于3D打印個性化手術導航模板輔助下的人工全膝關節(jié)置換[J];中國組織工程研究;2015年48期

8 吳帆;王立軍;崔慧先;;3D打印技術在創(chuàng)傷骨科中的應用進展[J];臨床誤診誤治;2015年10期

9 萬全會;;股骨轉子下骨折植入物髓外及髓內固定治療的規(guī)范化操作分析[J];中國繼續(xù)醫(yī)學教育;2015年24期

10 吳鳳麟;許燕;周建平;張旭婧;;不同濃度聚乙烯醇與羊椎骨粉結合的復合骨支架性能分析[J];機械設計與研究;2015年04期

【二級參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐明;陶圣祥;夏春明;何振華;汪平;胡阿威;劉勝;;PFNA結合鈦纜治療SeinsheimrV型股骨轉子下骨折[J];實用骨科雜志;2014年01期

2 趙海生;徐耀增;王貴賢;李榮群;;股骨近端防旋髓內釘治療股骨轉子下骨折[J];中國組織工程研究;2013年48期

3 戎帥;滕勇;烏日開西·艾依提;張春浩;李珈萱;季明華;李強;邢叔星;;基于3D打印技術的腰椎多節(jié)段峽部裂個性化手術治療[J];中國矯形外科雜志;2013年21期

4 高懋峰;施衛(wèi)東;孟斌;耿德春;胡海;楊惠林;;加長型第三代Gamma釘與加長型PFNA內固定治療股骨粗隆下骨折的比較研究[J];中國骨與關節(jié)損傷雜志;2013年06期

5 繆海雄;王斌;劉偉樂;孫春漢;;反向LISS-DF與PFNA治療股骨轉子間骨折療效分析[J];亞太傳統(tǒng)醫(yī)藥;2013年05期

6 林鳳飛;鄭明;林朝暉;宋衛(wèi);趙梁;;PFNA內固定治療股骨粗隆下骨折臨床療效觀察[J];中國骨與關節(jié)損傷雜志;2012年10期

7 朱林重;連芩;靳忠民;張維杰;李滌塵;;PEGDA水凝膠的光固化成形工藝及其性能評價[J];西安交通大學學報;2012年10期

8 謝孝云;唐堅;;內固定治療牽引復位困難的股骨粗隆下骨折[J];中國骨與關節(jié)損傷雜志;2012年08期

9 李仁斌;林焱斌;莊研;張怡元;;加長型PFNA治療股骨轉子下粉碎性骨折的臨床研究[J];中國矯形外科雜志;2012年08期

10 熊進;施鴻飛;王駿飛;陳一心;;股骨近端防旋髓內固定治療高齡股骨轉子周圍骨折[J];臨床骨科雜志;2011年06期

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 姚海;劉濤;劉銘;張健;;人工股骨頭置換術治療高齡股骨轉子下骨折[J];激光雜志;2012年01期

2 趙云梅;;20例老年人股骨轉子下骨折的護理體會[J];中國現(xiàn)代藥物應用;2012年07期

3 曹啟斌;舒鈞;浦波;;股骨轉子下骨折手術治療及分型進展[J];中國矯形外科雜志;2012年10期

4 李永慶,李學軍,張文獻,劉峰;股骨轉子下骨折治療方法的探討[J];華西醫(yī)學;2001年03期

5 胡永久;應用單側成角外固定器治療股骨轉子下骨折18例[J];中國骨傷;2001年09期

6 李鳳強;股骨轉子下骨折的并發(fā)癥及防治[J];蘭州醫(yī)學院學報;2002年01期

7 朱長春,王子文,侯福林;股骨轉子下骨折多次手術失敗1例報告[J];吉林醫(yī)學;2005年05期

8 朱長春,王子文,侯福林;股骨轉子下骨折多次手術失敗1例[J];實用醫(yī)學雜志;2005年10期

9 米永昌;李正義;宋朝輝;;股骨轉子下骨折的三種手術方法的比較研究[J];河南外科學雜志;2006年02期

10 康永奇;王興;吳群生;李華兵;蒲軍濤;;股骨轉子下骨折治療體會[J];醫(yī)藥論壇雜志;2006年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳華;孫遼軍;郭曉山;;兒童及青少年股骨轉子下骨折的治療探討[A];第一屆長三角地區(qū)創(chuàng)傷學術會議論文匯編[C];2008年

2 陳華;孫遼軍;郭曉山;;兒童及青少年股骨轉子下骨折的治療探討[A];2008年浙江省骨科學學術年會論文匯編[C];2008年

3 陳華;孫遼軍;郭曉山;;兒童及青少年股骨轉子下骨折的治療探討[A];浙江省中西醫(yī)結合學會骨傷科專業(yè)委員會第十四次學術年會暨省級繼續(xù)教育學習班論文匯編[C];2008年

4 陳歡;虞康旭;徐進;;兒童股骨轉子下骨折的手術治療[A];第七屆全國創(chuàng)傷學術會議暨2009海峽兩岸創(chuàng)傷醫(yī)學論壇論文匯編[C];2009年

5 劉雷;楊天府;王光林;方躍;張暉;;加長型PFNA治療股骨轉子下骨折[A];第20屆中國康協(xié)肢殘康復學術年會論文選集[C];2011年

6 陳歡;虞康旭;徐進;;兒童股骨轉子下骨折的手術治療[A];2009年浙江省骨科學學術年會論文匯編[C];2009年

7 李忠;張堃;王展;同志超;薛漢忠;;鎖定鋼板與股骨近端髓內定治療股骨轉子下骨折的分析[A];第六屆西部骨科論壇暨貴州省骨科年會論文匯編[C];2010年

8 王杰;馬信龍;馬劍雄;邢丹;楊陽;朱少文;馬寶意;陳陽;馮睿;賈浩波;;生物力學分析4種內固定治療股骨轉子下骨折的差異[A];天津市生物醫(yī)學工程學會第三十三屆學術年會論文集[C];2013年

9 孫遼軍;陳華;郭曉山;;兒童股骨轉子下骨折兩種微創(chuàng)手術方法的比較研究[A];第七屆全國創(chuàng)傷學術會議暨2009海峽兩岸創(chuàng)傷醫(yī)學論壇論文匯編[C];2009年

10 楊陽;馬信龍;馬劍雄;朱少文;馬寶意;姬樹青;陳陽;邢丹;王杰;;LISS和DCS固定股骨轉子下骨折的生物力學研究[A];第十九屆全國中西醫(yī)結合骨傷科學術研討會論文匯編[C];2012年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 周祖彬;股骨轉子下骨折手術療效分析[D];蘇州大學;2016年

2 王宏川;微創(chuàng)固定系統(tǒng)倒置治療股骨轉子下骨折的研究[D];天津醫(yī)科大學;2010年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 吳帆;3D打印導向模板在復雜轉子下骨折內固定手術中的設計及研究[D];河北醫(yī)科大學;2015年

2 陳鵬;三種不同手術方法治療股骨轉子下骨折的療效對比[D];山東中醫(yī)藥大學;2010年

3 王杰;四種內固定器固定股骨轉子下骨折的生物力學對比研究[D];天津醫(yī)科大學;2014年

4 周金華;LISS倒置、DCS、GN治療股骨轉子下骨折的臨床療效對比研究[D];蘇州大學;2014年

  本文關鍵詞：3D打印導向模板在復雜轉子下骨折內固定手術中的設計及研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：236427