数字化设计结合3D打印在拇手指全形再造中的应用及相关解剖

发布时间：2020-10-22 19:40

　　 研究背景:拇手指全形再造,是指从患者身体不同部位和(或)体外设计取材进行复杂拼接组装再造外形与功能近似正常的手指。本课题将围绕拇手指全形再造手术中的相关技术问题进行?趾供区临床解剖研究、数字化设计结合3D打印辅助再造手术设计与实施以及针对人工手指关节假体的制备提出一些新的方法思路。目的:静脉回流是?趾微型皮瓣移植修复手指缺损手术成功与否的重要因素,本课题将针对?趾静脉进行相关解剖学研究,总结?趾静脉走形规律及为临床应用提供解剖学测量依据;针对临床拇手指全形再造术前设计及术中实施的皮瓣切取设计与髂骨移植等技术问题,结合3D打印技术进行相关研究;针对3D打印人工手指关节形态学匹配性进行相关研究,以验证其形态学匹配性。方法:新鲜足部标本蓝色乳胶灌注后进行显微解剖,并制作断层解剖标本,收集临床手术病例,针对?趾静脉进行观察与解剖测量;采用数字化设计结合3D打印技术,指导拇手指再造术前供区设计并指导临床手术开展;针对拇手指全形再造手术中移植髂骨的切取,采用CAD软件设计结合3D打印技术设计出个性化取髂骨导航模块,以指导术中髂骨的切取与整形,提高手术效率;针对临床手指功能活动障碍患者,进行人工手指关节3D打印制备方法的研究,采用Geomagic Qualify对于设计模型、3D打印模型及髓腔形态进行验证,为个性化人工手指关节髓内柄的制备提供实验依据。结果:1.?趾存在深浅两组静脉,?趾趾背静脉走行规律是汇总、分散、交联、再分散,甲皱两侧静脉,管径较粗且位置较为恒定,适于作为皮瓣回流静脉,趾间关节处静脉分布较少,为?趾的静脉空乏区;2.临床7例拇手指再造患者术前都进行了数字化设计,并指导术中供区的切取,实现了供区范围设计精确、个性化选择的目的;3.针对10例拇手指全形再造患者,进行了取髂骨导航模块的设计,指导术中髂骨切取,减少手术时间,提高手术效率;4.针对人工手指关节髓内柄设计,初步验证了设计模型、3D打印模型以及髓腔形态的形态学匹配。结论:针对?趾静脉走形规律及测量的解剖研究,可为临床进行微型皮瓣切取提供解剖学参考依据;通过数字化设计并结合3D打印,可为拇手指再造术前供区设计提供缺损部分实物模型参考,实现优化供区设计与精准切取;针对拇手指全形手术中髂骨切取的技术难点,进行个性化取髂骨导航模板设计,并借助3D打印技术打印出导航模块,实现术中髂骨块的精确切取;通过个性化人工手指关节形态学匹配的初步研究,初步验证3D打印人工手指关节形态学可行性,为个性化人工手指关节的制备提供前期实验支持。
【学位单位】：南方医科大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R323.71
【部分图文】：

近侧静脉弓的胫侧角沿躅趾和第１跖骨胫背侧走行，成为大隐静脉的??起始部。腓侧角沿第１、２跖骨间隙向近端走行，改名为第１跖背静脉，并继续向??近端走行，汇入足背静脉弓（图１－２）。??图１－２：蓝色箭头所示为静脉回流方向??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２：?Ｂｌｕｅ?ａｒｒｏｗｓ?ｓｈｏｗ?ｔｈｅ?ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｖｅｎｏｕｓ?ｒｅｔｕｒｎ??１．２．２．１蹕趾跖侧浅静脉??躅趾跖侧浅静脉主要分布于蹕趾趾腹处，静脉分布较为广泛互相形成交通??但是管径细小，因此在趾腹处不适于进行临床静脉吻合（图１－３），解剖发现在躅趾??两侧甲皱襞处以及趾腹近端蹕趾横纹处汇聚形成管径较粗的浅静脉，在两侧甲??１６??

、，??图１－３：?Ａ、Ｂ中蓝色椭圆区域分别为趾腹浅静脉??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３：?Ａ，?Ｂ?ｔｈｅ?ｂｌｕｅ?ｏｖａｌ?ａｒｅａ?ｗｅｒｅ?ｔｈｅ?ｔｏｅ?ｓｕｐｅｒｆｉｃｉａｌ?ｖｅｉｎｓ??１．２．１．７蹕趾腓侧浅静脉??通过解剖研宄发现，蹕趾腓侧浅静脉由远向近、由趾底斜向趾背走行，其中??在趾间关节处，腓侧浅静脉走形于关节下方，最后斜向后方汇入到蹕趾趾背静??脉。躅趾腓侧大部分浅静脉管径较为细小，但通过对新鲜足标本的解剖研究发现，??在趾甲根平面和近节趾骨中部（趾根部，第１趾蹼处）平面腓侧浅静脉管径增粗并??在躅趾远、近两节趾骨的基底部位汇入蹕趾趾背静脉弓。??１．２．１．８蹕趾胫侧浅静脉??躅趾胫侧浅静脉数量相对腓侧较少，在胫侧浅静脉起始部分，浅静脉管径??较为细小，但随着汇入静脉的增加，在甲根平面和近节趾骨中部平面，？胫侧静??１７??

Ｂｅｌｇｉｕｍ）；图形处理电脑（Ｉｎｔｅｌ（Ｒ）?Ｃｏｒｅ（ＴＭ）?ｉ７－３６３０?ＣＰＵ?＠２．４０ＧＨｚ?；ＲＡＭ４ＧＢ），??操作系统（Ｗｉｎｄｏｗｓ７．０旗舰版）；数码相机：Ｃａｎｏｎ５Ｄｍａｒｋ２（日本佳能）；３Ｄ??打印机（图２－１?Ａ）：?ＭａｋｅｒＢｏｔ?Ｒｅｐｌｉｃａｔｏｒ?２?（ＭａｋｅｒＢｏｔ？?Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，?ＬＬＣ）??ＭａｋｅｒＢｏｔＲｅｐｌｉｃａｔｏｒ２是美国ＭａｋｅｒＢｏｔ？Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，ＬＬＣ设计、制造的第四代桌面型??３Ｄ打印机，应用培融沉积制造（ｆＵｓｅｄｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｍａｎｕｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ，ＦＤＭ）原理。最??大打印体积：２９．５ｘｌ５．３ｘｌ５．５ｃｍ；层分辨率设置：高１００微米，标准２００微米，低??３００微米；定位精度：ＸＹ１１微米，Ｚ２．５微米，单丝直径：１．７５ｍｍ；喷嘴直径：??０．４毫米。软件包：ＭａｋｅｒＢｏｔＭａｋｅｒＷａｒｅ？?（图２－１?Ｂ）。文件类型：．ｓｔｌ，．ｓｂｊ，．ｔｈｉｎｇ。??支持：ＷＩＮＤＯＷＳ（ＸＰ３２?位／７），ＵｂｕｎｔｕＬｉｎｕｘＣ?１２．０４＋），?ＭＡＣＯＳＸＣ?１０．６６４ｂｉｔ／１０．７＋）。??材料：３Ｄ?打印机耗材（图?２－１?Ｃ?），ＭａｋｅｒＢｏｔＰＬＡＦｉｌａｍｅｎｔ??（ＭａｋｅｒＢｏｔ？Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ
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本文编号：2852016