数字化技术结合3D打印技术在股骨头缺血性坏死中的临床相关研究

发布时间：2017-10-25 00:08

  本文关键词：数字化技术结合3D打印技术在股骨头缺血性坏死中的临床相关研究

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【摘要】：研究背景股骨头缺血性坏死是严重致残性疾病,通常发生在20~50岁人群,据报道美国每年新增股骨头缺血性坏死患者1~2万人,其中5%~12%的患者会接受人工全髋关节置换治疗。目前有效预防股骨头塌陷、延迟关节置换方法成为当前研究热点。其中带血管蒂髂骨瓣移植是临床常用术式之一,但术中股骨头坏死病灶清除主要依靠术者经验,存在病灶定位不准确、坏死灶清除不彻底或者清除过多正常骨组织,以及穿透股骨头软骨面等风险;为此,本研究提出在传统带血管蒂髂骨瓣移植治疗股骨头缺血性坏死基础上,采用数字化设计结合3D打印导航模板,以期达到对股骨头坏死区精确定位,并观察早期临床效果。大量的研究表明股骨头坏死病灶范围的大小直接影响其治疗效果,目前临床上很少有方法能准确的测量股骨头坏死体积和在三维可视化观察股骨头坏死病灶的形状及位置;基于上述问题,本研究采用数字化技术提取股骨头坏死病灶,准确测定其坏死体积,重构出股骨头坏死的三维模型,为股骨头缺血性坏死的分期及治疗提供参考。目的1.探讨数字化设计结合3D打印技术制备的导航模板应用于带血管蒂髂骨瓣移植治疗股骨头缺血性坏死的可行性,并观察早期疗效。2.探讨数字化技术重建及测定股骨头坏死体积的可行性。方法1.2014年2月-2015年3月,收集入住成都军区昆明总医院的股骨头缺血性坏死患者39例(52髋)。男32例(42髋),女7例(10髋);双髋13例,左髋11例,右髋15例。年龄18~56岁,平均34.7岁。股骨头缺血性坏死类型:酒精性16例(19髋)占41%,激素性9例(16髋)占26%,特发性10例(13髋)占23%,创伤性4例(4髋)占10%。病程1~36个月,平均10.6个月。术前Harris评分为(60.04±6.89)分。按照国际骨循环协会(arco)分期:Ⅱb期22髋,Ⅱc期10髋,Ⅲb期10髋,Ⅲc期10髋。术前根据ct扫描辅助数字化设计结合3d打印制作导航模板,在带血管蒂髂骨瓣移植术中指导股骨头坏死病灶定位及清除。2.选取2015年3月-2016年3月期间入住成都军区昆明总医院的股骨头缺血性坏死患者21髋(其中10髋是行全髋关节置换术患者)的ct原始扫描数据以dicom格式导入mimics15.0软件,经软件加载分析和相关预处理后重建出股骨头及股骨头坏死病灶三维模型,通过软件模拟仿真计算其体积;术后采用液体移水法测量股骨头及其坏死病灶的体积,与术前软件测定的体积进行统计学分析。结果1.手术时间120~160min,平均134.6min;术中出血量200~300ml,平均266.2ml。后切口均i期愈合,无下肢深静脉血栓形成、感染等手术相关并发症发生。患者均获随访,随访时间13~25个月,平均19个月。术后第2天x线片及ct检查显示,于导航模板引导下股骨头坏死灶及周围硬化骨均彻底清除,带血管蒂髂骨瓣位置满意,未穿透关节面。随访期间x线片示,髂骨瓣及植骨均达骨性融合,融合时间2~3个月,平均2.6个月;与术前相比,末次随访时有2例2髋x线检查股骨头坏死出现进一步塌陷,其余均为出现进一步塌陷。患者髋关节疼痛明显缓解,关节活动范围增加;末次随访时harris评分(89.62±5.31)分,与术前比较差异有统计学意义(t=26.37,p=0.000);获优30髋,良19髋,中2髋,差1髋,优良率94%。2.通过软件测得21髋股骨头的体积(45.53±5.34)cm3、坏死体积(16.88±7.28)cm3,股骨头坏死的体积比(18.50±5.50%),其中行全髋关节置换术10髋股骨头的体积(47.59±5.62)cm3、坏死体积(21.39±5.23)cm3;术后该10髋采用液体移水法测定股骨头的体积(47.93±5.40)cm3、坏死体积(21.74±4.55)cm3、股骨头坏死体积比(45.70±9.40%),采用液体移水法测定股骨头的体积与软件测定股骨头的体积比较差异无统计学意义(t=1.89,p=0.09),采用液体移水法测定股骨头的坏死体积与软件测定股骨头的坏死体积比较差异无统计学意义(t=1.09,p=0.31)。结论1.数字化技术结合3d打印技术制备的导航模板应用于带血管蒂髂骨移植治疗股骨头缺血性坏死方法可行,术中坏死病灶定位精确,在定位引导下清除坏死病灶及周围骨硬化骨,早期疗效满意,具有良好的临床应用价值。2.数字化技术能准确测定股骨头坏死的体积,通过数字化技术准确重构出股骨头坏死的三维模型,为股骨头缺血性坏死的分期及治疗提供参考,也为术中彻底清除坏死病灶植入骨量提供参考。
【关键词】：股骨头缺血性坏死 数字化技术 3D打印技术 导航模板 髂骨瓣
【学位授予单位】：第三军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R681.8
【目录】：

• 英文缩写词表4-5
• 英文摘要5-8
• 中文摘要8-11
• 第一章 前言11-13
• 第二章 3D打印导航模板在带血管蒂髂骨瓣移植治疗股骨头缺血性坏死中临床应用的相关研究13-32
• 2.1 材料与方法13-22
• 2.2 结果22-28
• 2.3 讨论28-31
• 2.4 小结31-32
• 第三章 数字化技术在重建及测定股骨头坏死体积中的应用研究32-39
• 3.1 材料与方法32-37
• 3.2 结果37
• 3.3 讨论37-38
• 3.4 小结38-39
• 全文总结39-40
• 参考文献40-45
• 文献综述 股骨头缺血性坏死保头治疗的进展45-61
• 参考文献55-61
• 攻读学位期间的论文发表情况61-62
• 致谢62

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本文编号：1091154