青岛3d打印整形外科:颅颌面手术的3D打印患者特定应用
发布时间:2020-05-14 17:15
  |  
点击数:

整形手术可以帮助改善生活质量,尤其是当患者正在处理颅面问题时,如鼻子和嘴唇等面部软组织以及颅颌面部(CMF)骨骼的骨骼。这个领域有助于改善那些使我们变得人性化的事物,例如我们如何说话,看待和使用双手。青岛3D打印通常与整形外科手术结合使用,正如密苏里州的一对研究人员所解释的那样,它是出色的专业,可以更好地定义该技术在外科手术中的使用方式。

医学博士Alexander Y. Lin和医学博士Lauren M. Yarholar,与圣路易斯大学医学院和SSM卫生枢机主教Glennon儿童医院合作,发表了一篇论文,“ 用于颅颌面手术的3D打印整形外科创新 ”,涉及这四种类型用于外科手术的3D打印对象,强调整形外科和CMF操作,以及该技术的“与使用3DP辅助的所有潜在程序的高度临床相关性”。

 

两人写道:“整形外科恢复了人类独特的素质,例如外表,言语(味觉),手,以改善与他人的互动和生活质量。” “三维打印技术可以应用于整形外科颅颌面手术,以改变颅骨,面部和颌骨的骨骼。”

Lin博士和Yarholar博士在2017年采用内部3D打印技术的儿童医院,这导致了“更快的周转,立即定制和在原始投资后降低了个人案例成本”。他们的小组最近发表了一篇评论,内容涉及用于CMF操作的“针对患者的青岛3D打印模型的分类学分析”。该评价仅包括针对患者的术中3D打印应用程序,并通过从同行评审的期刊文章中查找和提取有关该主题的数据来分析当前的研究。

他们写道:“然后,我们专注于颅颌面部手术的特定临床应用,从而使335名患者获得了青岛3D打印服务的患者特定数据,这些数据实际上已转换为用于外科手术。” “我们分析了这些颅颌面部手术,以发现将3DP用于直接针对特定患者的外科手术的方式,并发现了将3DP用于特定患者颅颌面部手术的四个主要类别。”

颅颌面手术中针对患者的青岛3D打印应用

这些类别进一步分为4种济南3D打印的患者特定应用程序:

  • I型:轮廓模型
  • 第二类:指南
  • III型:夹板
  • IV型:植入物

在这些医疗应用中,最直接的方法是根据患者的成像数据制作烟台3D打印轮廓模型。它们几乎可用于任何需要额外可视化和精确度的手术过程中,并显示患者的隐藏解剖结构-对于固定小儿面部骨折非常有用,因为这些骨折需要精确的骨折块缩小,小切口和快速周转。

图1:白色模型是患者枪伤造成的下颌骨受伤。蓝色模型是通过取下白色下颌骨受伤较少的左侧并镜像以创建理论上完美的下颌骨而制成的。上颌骨被印刷为蓝色头骨,以表明理论上的蓝色下颌骨con位于TMJ关节内,表明其大小和形状正常。

这表明重建板已预先弯曲到威海3D打印的预测损伤前模型中。

上图是研究人员在其内部青岛3D打印机上为患有枪伤的下颌骨粉碎性骨折患者制作的模型。使用特定于患者的下颌骨模型预先弯曲重建板,将其放入手术室以帮助“内部固定下颌骨骨折”。这使骨折修复“更快,更精确”。

“图1中3D打印的下颌骨(白色)是枪击伤后患者的下颌骨-请注意,自由漂浮的蝴蝶段上有多个较小的碎片。使用我们的软件,下颌骨(左侧)未受伤的图像被用来制作镜像,以替换受伤的骨折(右)下颌骨。”

导向要难一些,因为负空间必须“数学表征”才能使其与骨骼等表面相符;这需要更精确,更复杂的计算机和图像处理。济南3D打印的引导线通常用于小儿颅面重建,例如在颅骨中发现不规则的骨缺损。找到供体部位的头骨区域,找一个不规则的供体来匹配缺损,然后发现它不是完美的合体,会浪费很多时间。青岛3D打印的颅骨缺损指南可为这些年轻患者节省时间和出血率。

上图“ 泰安3D打印的患者颅骨中线颅骨缺损较大,并带有蓝色指南”;后者由能够在灭菌过程中变形温度下保持的树脂制成。

患有复杂的额眶颅面缺损的患者,带有3DP黄色向导。该指南捕获了无法预测的缺损形状,以及前额横扫到太阳穴区域的前额侧面的复杂3D角度。该指南可收获具有该全角的骨骼,从而确保自体骨移植物与患者的前额轮廓相匹配。

3D打印夹板需要更多的计算和工程设计,因为这些需要“准确地执行虚拟手术以虚拟切割解剖结构并将部件移动到最终位置”。这些常用于下颌手术,特别是用于固定骨骼成熟的16至18岁儿童以及唇裂的中脸小于下颌的儿童固定下颌和咬合。

“在3DP夹板之前,定制的夹板将通过将牙印模制成牙科模型,然后在咬合器上手工制作,以模拟“虚拟”手术运动,并在手术中使用手动夹板。如今,牙科湿实验室可以用牙科扫描仪和3D打印机代替。”研究人员写道。

在处理IV型,生物相容性3D打印的植入物时,您还必须担心所用材料的法规,因此这需要大多数材料科学工程和计算机专业知识。这是最不常见的3D打印手术对象,“部分是由于3DP生物相容性可植入材料(例如PEEK和多孔聚乙烯)所需的制造复杂性”。

“我们已经应用了针对患者的定制植入物(有些可能是增材制造,但还有减法铣削的另一个领域不在本讨论范围之内),但仅适用于严重缺陷。例如,那些颅面缺损较大,供体肋骨或供体骨不足的儿童将适合植入。” “另一个领域是我们唇裂唇patients裂患者可能患有严重的上颌骨发育不全,需要进行严重的进展,我们使用了商业定制的钛板,这些钢板针对患者的上颌骨最终虚拟位置而有所不同(结合了夹板和植入物”。

颅骨植入物(图片来源:MedCAD)

这四种类型的3D打印特定于患者的手术应用程序具有许多好处:该技术可以准确地模拟硬组织,这对骨骼重建手术很有帮助。此外,对称性和功能性是成功进行CMF手术的关键,而青岛3D打印,图像处理和计算机软件可以帮助他们提前进行虚拟建模和仿真。

这对夫妇写道:“对所有这些类型而言,最有益的关键之一就是了解镜像的概念,找到可以模仿的正常组织,以便设计出针对患者的最准确的复制品。” “这涉及分析正常的对侧,并使用计算机软件获取其镜像,从而产生与同侧异常看上去相似的东西。”

研究人员发现,在他们的综述中有62%的患者在手术中使用了这种镜面技术。

“尽管3DP在医学和外科领域取得了飞速发展,但3DP结果研究仍处于起步阶段。部分原因是缺乏对所使用技术的系统分类,这使得进行比较研究变得更加困难。他们总结说,整形外科颅颌面外科手术是研究特定于患者的3DP外科手术的理想专业,因为该手术需要大量的骨,而3DP目前在模拟硬组织方面更好。

到目前为止,我们在针对患者的3DP手术方面的经验是,它可以使手术更快,更准确,创伤更小,疤痕更小。这对于解剖结构更细,受压更小的儿科患者尤其有益,手术时间长会导致更多的失血,这对儿童来说更为重要。”