基于快速反求技术的全膝关节置换3D打印截骨导向器的设计与制造

发布时间：2020-09-09 15:21

　　目的:利用快速反求技术、3D打印技术设计与制造全膝关节置换截骨导向器,并对患者进行临床应用研究。方法:使用三维白光照相扫描仪对膝关节置换假体进行快速反求,建立假体数据库。选取2015年12月至2017年10月期间在我院计划行全膝关节置换术的患者10例,术前患者行双源CT扫描,范围自髋关节到踝关节,利用医学工程软件重建骨骼三维模型。在三维视图下使用工程建模软件确定下肢力线,据此分别设计个体化股骨、胫骨截骨导向器。术前模拟手术操作,使用3D打印机制造出骨骼模型和截骨导向器,术中采用截骨导向器进行截骨手术操作,安放膝关节假体。术后复查膝关节X线,评价下肢力线,记录术后6周美国特种外科医院(Hospital for Special Surgery,HSS)评分、膝关节活动度(range of motion,ROM)。结果:初步建立数字化假体内植物模型数据库,可用于数字化术前手术设计,确定假体尺寸,纳入研究的患者均顺利实施个体化膝关节置换手术,假体位置安装良好,关节间隙和膝关节内外翻屈曲畸形得以矫正。术后测量下肢力线角度:(1.93°±0.31°),术后6周HSS评分为(86.2±2.53)分,关节活动度ROM:101.7°±2.54°。患者均恢复满意膝关节活动度和正常的下肢力线。结论:计算机辅助设计的3D打印截骨导向器可在术前定制手术方案,简化术中手术步骤,获得良好的下肢力线和手术效果。
【学位单位】：新疆医科大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R687.4
【部分图文】：

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新疆医科大学硕士学位论文研究内容与方法基于三维反求技术建立膝关节假体数据库材料和方法时间及地点：于 2017 年 1 月至 2017 年 2 月在新疆医科大学第五附属医院 3D医疗中心完成。.1 材料：A3 高屈曲后稳定型膝关节假体全套 1:1 试模：术中实际使用假体由钴金材料铸造加工制成，由股骨远端假体、胫骨近段假体及高分子聚乙烯衬垫三部成，假体试模与实际使用假体完全一致，尺寸为 S1#-7#共计 12 个型号，聚乙烯厚度为 S-L 共计 13 个型号，由中国爱康宜诚公司提供，见图 1。

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膝关节假体点云数据asc文件Figure3Kneeprosthesispointclouddataascfile

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1.1.2 建模方法步骤：获取假体基本参数信息：使用游标卡尺对膝关节假体的尺寸做初步测量、并记录。假体数据的采集：使用Shining3D EinScan-S 扫描仪分别对膝关节股骨、胫骨假体和聚乙烯衬垫进行点云数据采集，依次完成所有型号关节假体和衬垫的数扫描任务，并根据所扫描假体型号分别对数据进行命名，见图 3。图 2 三维白光照相 Shining3D EinScan-S 扫描仪Figure 2 Three-dimensional white light Shining3D EinScan-S scanner

【参考文献】