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计算机辅助设计与快速成型技术数字骨科入门(二)
1计算机辅助设计人体骨骼快速成型技术的起源随着计算机技术的飞速发展,借助功能强大、性能完备的计算机软件,人们可以获得拥有足够分辨率的三线曲线模型、表面模型以及实体模型,在此基础上,计算机辅助设计(computer aided design,CAD)应运而生了.
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三维重建及快速成型技术在骨盆与髋臼骨折中的应用
建筑业和交通业的快速发展使骨盆与髋臼骨折成为越来越多见的严重损伤,而骨盆部位深在、解剖形态不规则,客观上为诊断和治疗造成了很大的困难,常规X线片及二维CT难以直观、全面地反映骨折脱位的类型和骨折块分离的情况.
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个性化钛网结合游离组织瓣修复上颌骨缺损
目的 探讨个性化钛网结合游离组织瓣修复上颌骨缺损的临床效果.方法 选取2010年5月~2016年5月期间江门市中心医院收治的上颌骨缺损患者36例作为研究对象,采用个性化钛网结合游离组织瓣修复方案,总结、探讨该治疗方案的临床应用价值.结果 随访期6~36个月,组织瓣成活率100%,肿瘤复发率5.56%,满意度为100%;无复视发生;无吞咽障碍发生;患者咀嚼功能有所下降,并且出现咀嚼时间变长的情况;而在语言沟通方面未受到影响.结论 应用个性化钛网与游离组织瓣相结合的方式修复上颌骨缺损患者,临床修复效果较好,可有效改善患者生活质量,但在后期义齿修复时仍有困难.
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计算机辅助快速成型技术在复杂骨盆骨折诊断与治疗中的应用
目的:评价计算机辅助快速成型技术在复杂骨盆骨折诊断与治疗中的应用价值. 方法: 对 22例复杂骨盆骨折患者行薄层 CT 扫描获取骨盆二维数据,采用计算机辅助技术重建三维模型,快速成型技术制出与实体1:1大小的骨盆模型.依此对骨盆骨折做出明确的诊断、分型,制定手术方案,模拟手术,指导手术治疗. 结果:所有患者术中所见与三维重建图像及快速成型模型非常相似,术前的模拟缩短了手术时间,减少了出血量.随访6 ~ 24个月,术后2 ~ 4周患者可在床上坐起,6周后可扶拐下地活动.所有患者均获得了良好的骨折复位. 根据Majeed功能评分标准,优:16例,良:3例,优良率86.4%. 结论: 计算机辅助快速成型技术能直观、精确地显示骨盆的立体形态和各解剖结构的空间关系,对骨盆骨折的诊断、分型及治疗有很好的临床指导作用.
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数字化三维重建与快速成型技术在脊柱畸形中的应用进展
脊柱畸形多由特发性、先天性、创伤性等病因所致,严重者可同时伴有侧弯、后凸及椎体发育异常等多种畸形.脊柱解剖本身复杂,而脊柱畸形又常常伴有结构变异,因此其矫形手术非常棘手且极具挑战性.随着数字化三维重建与快速成型技术在医学中的逐渐应用和成熟,临床医生开始认识到其在脊柱矫形中的必要性和实用性.本文就数字化三维重建和快速成型技术及其在脊柱畸形中的应用进展进行综述.
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应用快速成型和激光近形制造技术制作磨牙全冠的实验探究与分析
目的:探究与分析快速成型和激光近形制造技术制作磨牙全冠在口腔修复领域中的应用.方法:采用随机数字表法将我院收治的158例择期制作磨牙全冠患者分为两组,每组各79例,对照组运用常规磨牙全冠制作技术,观察组采用快速成型和激光近形制造技术制作磨牙全冠,对比两组磨牙全制作成品及患者使用情况.结果:观察组磨牙全冠的制作较对照组操作便捷易行,观察组患者恢复牙的正常结构和功能的有效率明显优于对照组,高出27.86％,P＜0.05,具有统计学意义.结论:应用快速成型和激光近形制造技术制作磨牙全冠简便易行,患者牙的功能和结构恢复率高,能有效保证患者的生活质量,值得在临床上进行推广.
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双相磷酸钙陶瓷化学组成对其材料性能的影响
双相磷酸钙陶瓷是由一种由羟基磷灰石和β-磷酸三钙按照不同比例混合构成的生物活性陶瓷，其化学组成与骨组织的无机成分十分相近，目前大量研究表明该材料具有优良的生物相容性、骨诱导性、骨传导性及降解速率可调控等特点，因此有望成为理想的骨替代材料。综述双相磷酸钙陶瓷化学组成对其抗压强度、降解性能、细胞生物学行为及骨诱导性的影响及相关机制的研究进展。
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三维打印技术在脊柱外科的研究与应用
三维打印技术是21世纪产生的新技术，已逐步应用于医疗卫生领域，与过往的二维打印技术不同，其采用层层堆积的方法“打印”出三维立体成品，打印物具有精度高、匹配度好等特点。目前该技术在脊柱外科主要应用于术前导航模板的制定、手术植入物的研究和医疗教学等方面。本文总结了三维打印技术在脊柱外科的研究与应用进展，并指出其不足之处及未来发展前景。
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三维CT重建,快速成型技术对重度先天性脊柱侧凸畸形的临床应用
目的:评价术前三维重建,快速成形技术对于重度先天性脊柱侧凸畸形手术的临床应用价值.方法:对于20例重度先天性脊柱侧凸畸形的患者术前行三维CT重建,根据CT扫描数据利用快速成型技术制作1∶1模型,了解畸形椎体周围的解剖学形态,从而确定截骨平面,融合范围,并与术中的真实情况进行比较,并与15例无模型组在手术时间和出血量等方面进行比较.结果:术前的三维重建、快速成型模型与术中所见的病椎周围的形态完全一致,模型组平均手术时间(7.4±3.5)h,平均出血量(1 525±325) ml,无模型组平均手术时间为(8.5±3.2)h,平均出血量为(1 736±421) ml,模型组与非模型组在平均手术时间和出血量有统计学差异(P＜0.05),而畸形矫正率无统计学差异.结论:对于重度先天性脊柱侧凸的患者,术前三维CT,快速成形的方法对于手术具有重要的指导作用,且可减少手术时间及术中出血.
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快速成型技术及其在颅颌面外科中的应用
快速成型技术是利用材料堆积法制造实物零件产品的一种高新制造技术(rapid prototyping简称RP).诞生于80年代后期.它集成了机械工程,CAD/CAM,数控技术,激光技术及材料技术等领域的成果.RP在医学领域中的应用比例已经占整个应用领域的12%.特别是在口腔及颅颌面外科中的应用近年来备受临床医生的关注;本文就该技术近年来在国内外的研究和应用情况作一综述.
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CT三维重建、反求工程及快速成型技术在眼眶骨折诊断及眶结构重建中的应用
随着CT三维重建、反求工程(reverse engineering,RE)和快速成型技术(rapid prototyping manufacturing,RPM)在眼眶骨折诊断及眶结构重建中的积极应用,面对各种不同类型的眼眶骨折,医师可以更加正确地诊断、合理制订治疗计划并实施精确的手术操作和赝复体的制作及植入,使眼眶骨折修复手术风险下降的同时大幅提高手术疗效.
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快速成型打印技术在唇腭裂矫形中的应用
目的 探讨快速成型技术用于制备唇腭裂矫形术前鼻齿槽矫治器的可行性及效果.方法 以2014年6月-2016年9月收治的17例单侧完全性唇腭裂患儿作为试验组,通过数字化模拟唇腭裂矫治过程,设计数字化模型,并采用快速成型技术制备不同治疗阶段的鼻齿槽矫治器,进行术前矫形.与同期采用传统鼻齿槽矫治器及方法治疗的22例患儿(对照组)进行比较.两组患儿性别、年龄、唇腭裂侧别、初始裂隙宽度比较,差异无统计学意义(p＞0.05).记录两组矫治期间门诊次数、矫治时间以及并发症发生情况,测量矫治前后齿槽裂隙变化相关指标.结果 矫治期间,试验组门诊次数显著少于对照组(P＜0.05),两组矫治时间比较差异无统计学意义(P＞0.05).对照组矫治期间发生组织皮疹16例(72.2％)、黏膜溃疡3例(13.6％)、口内出血1例(4.5％),矫治后发生1例(4.5％)牙槽弓形态呈T形不对称;试验组发生组织皮疹11例(64.7％)、黏膜溃疡3例(17.6％).两组并发症发生率比较,差异均无统计学意义(P＞0.05).矫治后,两组齿槽前方裂隙宽度、水平裂隙宽度、矢状裂隙宽度、健侧齿槽近中弧度角及齿槽前缘与后齿槽基线夹角、唇系带点至中线距离均较矫治前减小(P＜0.05),裂隙缘前方交角、唇系带点与后方齿槽基线夹角较矫治前增大(P＜0.05).但以上指标矫治前后差值组间比较,差异均无统计学意义(P＞0.05).矫治后,两组后方齿槽宽度、中间齿槽宽度、垂直裂隙宽度、患侧齿槽近中弧度角及齿槽前缘与后齿槽基线夹角与矫治前比较,差异均无统计学意义(P＞0.05).结论 将快速成型技术制作的鼻齿槽矫治器用于唇腭裂术前矫形,其疗效与传统鼻齿槽矫治器相似,但可减少门诊次数,为唇腭裂序列治疗提供一种更可靠和简便的方法.
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计算机辅助成型技术制备骨组织工程支架的研究进展
目的 综述计算机辅助成型技术制备骨组织工程支架的应用和相关研究进展. 方法 广泛查阅近年有关计算机辅助成型技术制备骨组织工程支架的文献,并进行综述. 结果 近10余年来许多研究致力于计算机辅助成型技术制备骨组织工程支架.该技术包括骨支架建模和骨支架快速成型,骨支架建模方法包括医学计算机辅助设计界面法、STL界面法和反求界面法,反求界面法可以完全模拟正常骨组织,是目前好的建模方法.快速成型包括多种方法,如熔融沉积技术、三维打印技术、选择性激光烧结技术、三维生物描绘技术、低温沉积制造技术,可以制备出包含骨骼内部结构的三维孔隙结构. 结论 随着支架建模和制造成型技术的不断改进,计算机辅助成型技术将成为制备骨组织工程支架的主要有效手段.
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3-D打印技术在矫形外科的应用
目的 对近年来3-D打印技术在矫形外科的应用、限制及前景进行综述. 方法 广泛查阅近年来关于3-D打印技术在医学,尤其是在矫形外科应用的文献,并进行总结分析. 结果 3-D打印技术已应用于矫形外科的术前诊断、手术方案制定及个性化假体制造等方面. 结论 3-D打印技术是一项有医学应用前景的技术.
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3D打印技术在胸心血管外科领域的应用
3D打印技术是一项具有良好医学应用前景及临床价值的技术,其在胸心血管外科等领域的术前诊断、手术方案制定、丰富手术方式、器官替代方面起到重要作用.本文从3D打印应用于胸心血管外科的手术教学、手术模拟、个性化植入物、人工器官移植等方面对近年来3D打印技术的发展及其在胸心血管外科的应用和前景进行综述.
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快速成型技术在口腔修复中的应用
快速成型技术是一种由计算机辅助设计三维模型,快速制作工件实体模型的原型制造技术.该技术无需任何传统工模具或机械加工,以快速灵活以及高度柔韧性、高度集成化等优点应用于工业制造领域.其目前已广泛应用于口腔医学,从以前制作模型,转变为制作可直接应用的生理性功能组件.特别是在口腔修复中的应用已经成为一个热点,通过各种快速成型方法和手段可以直接成型所需的各种修复体,开辟了口腔修复的一个崭新的数字化制作领域.本文主要介绍快速成型技术在口腔修复体、口腔颌面部赝复体、功能梯度材料等方面的设计和制作,并对其进行总结和展望.
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快速成型技术及其在口腔颌面外科中的应用
快速成型技术体现了计算机辅助设计、激光加工、数据和新材料开发等多学科多技术的综合应用,它以材料的逐层堆积为实现手段,有快速性、精确性、自动化以及适于制造复杂形状实体等优点,其在口腔颌面外科领域的应用越来越广泛.本文就快速成型技术原理、分类、在口腔颌面外科应用的实验与临床研究以及存在的问题作一综述.
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快速成型技术在医学领域中的应用
快速成型技术是一种新兴工程制造技术。通过CT等方法获取人体组织器官图像数据后，经三维重建，应用快速成型技术可以制造出人体局部组织或器官的模型。该模型可用于临床辅助诊断、复杂手术方案的确定，制作个性化的假体，也可用于医学教学。
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计算机辅助设计和制作单侧眼眶部缺损的修复
目的了解反求工程和快速成型技术对单侧眼眶部缺损进行计算机辅助设计和制作的效果.方法通过激光扫描仪对一例单侧眼眶部缺损石膏面部模型进行数据采集.经反求工程软件处理,依据健侧眼眶部组织数据设计出缺损处修复体表面数据,并利用模具软件设计出修复体模型的三维数据.后通过快速成型方法制作出修复体的树脂模型.结果激光扫描采得的模型点云数据清晰精确.利用健侧眼眶部组织数据修复患侧缺损获得满意效果之后设计制作出的树脂修复体与缺损处贴和紧密并达到逼真的对称修复效果.结论利用反求工程和快速成型方法可以满意地完成单侧眼眶部缺损修复的计算机辅助设计和制作.
关键词： 单侧眼眶部缺损 计算机辅助设计和制作 反求工程 快速成型技术 -
成骨细胞在快速成型技术构建的骨支架材料中粘附的实验研究
目的观察成骨细胞在用快速成型技术构建的具有不同孔隙率的骨支架材料中的粘附情况以及材料的孔隙率对成骨细胞粘附的影响,以探索用快速成型技术构建骨组织工程支架材料的可行性.方法体外分离培养、扩增乳鼠颅骨骨膜成骨细胞,经传代培养作为种子细胞,接种于由快速成型技术构建,孔隙率分别为80%、90%、95%的骨支架材料中,复合培养4 d及10 d后,采用细胞计数及扫描电镜方法检测支架材料中细胞粘附的情况.结果①各孔隙率组粘附成骨细胞总数均呈现随培养时间延长而增高的趋势(P＜0.05),粘附细胞数的增加量则以80%孔隙率组为低(0.35×105个),而90%孔隙率组为高(2.84×105个);②电镜观察发现用快速成型技术构建的骨支架材料具有良好的细胞相容性,成骨细胞能够在各孔隙率组支架材料内部粘附、聚集.结论快速成型技术构建的骨支架材料为组织工程骨支架材料的设计、成型开辟了一条崭新途径.
