3D打印导板技术联合多次去旋转治疗重度僵硬性脊柱侧凸

背景:近年来,随着3D打印技术的发展,使得外科手术走向个性化、精准化。3D打印导板技术可实现术前规划、术中导航,使得外科手术更加精准。临床中重度僵硬性脊柱侧弯矫形术中仍面临置钉准确性不高导致螺钉松动甚至引起神经并发症的问题,现有关于3D打印导板技术指导重度僵硬性脊柱侧弯术中置钉的研究不多。目的:评价3D打印导向模板技术联合后路多次去旋转治疗重度僵硬性脊柱侧凸的临床效果。方法:回顾性分析3D打印导向模板椎弓根螺钉置入后联合施行后路多次转棒去旋转技术治疗重度脊柱侧凸6例患者的临床资料,男3例,女3例,手术时年龄15-23岁,平均(18.17±3.49)岁。分析术后2周和术后18个月时脊柱侧弯相关参数的变化,进行统计学分析。结果与结论:(1)手术时间280-540 min,平均(340.83±102.20)min,术中出血量1000-4000 mL,平均(2000.00±1073.70)mL,固定节段9-14个椎体,平均(11.83±1.72)个椎体,矫形过程中未出现螺钉松动;(2)所有患者均获得随访,术后2周全脊柱正侧位片显示冠状位主弯的cobb角、冠状面C_(7)铅垂线和S1正中线的距离、矢状面C_(7)铅垂线和S1后缘的距离、顶椎偏移、胸椎后凸角、腰椎前凸角均获得明显矫正,主弯的cobb角平均矫正率62.22%,术后18个月随访各参数较术后2周无明显变化,矫形效果满意,无感染和内固定断裂;(3)围术期切口延迟愈合1例,经过换药处理瘢痕愈合,未出现神经并发症;(4)结果表明3D打印导向模板结合后路多次转棒去旋转技术治疗重度僵硬性脊柱侧凸畸形安全有效,矫形效果满意。

3D打印技术在口腔正畸领域的应用进展

3D打印是通过计算机辅助技术模拟设计3D结构,并用各种材料逐层堆积成真实的物体,是一种增材制造技术[1]。与传统失蜡铸造法和计算机减材制造法相比,3D打印具有工艺优势[2],能够缩短供应链,降低成本,通过产生更少的废物实现可持续的过程,但在表面质量、机械性能和尺寸精度等方面,3D打印技术有待提高。在口腔正畸领域,数字化3D打印技术(简称3D打印技术)已经得到广泛运用,3D打印技术继承错颌畸形的矫治理念,摒弃传统诊断、设计、制作方法,利用计算机辅助诊断、个性化设计、数字化成型技术,根据口腔内复杂情况快速制作个性化矫治器,能够提高患者舒适度以及治疗效率,同时推动正畸治疗向个性化与精准化转变,为正畸治疗带来了极大的便利[3]。本文将综述3D打印技术在口腔正畸领域中的运用。

3D打印技术在骨科创伤疾病教学中的应用进展

创伤骨科解剖结构复杂,受伤机制及骨折类型多变,一直是医学教育的重点和难点。但是,传统的教学方法多借助课件和尸体标本等辅助讲授,医学生难以直观观察、认识和理解,教学效果欠佳。随着计算机和数字化虚拟技术的飞速发展,3D打印技术在创伤骨科疾病中已发展成一种重要的教学辅助手段。该技术用于创伤骨科临床教学的应用价值主要表现在:三维重建复杂解剖结构、判断骨折分型和并发症、推测骨折受伤机制、制定手术计划、提高学习热情和信心,从而不断提高教学质量。文章将对近年来3D打印技术在骨盆骨折、髋臼骨折和关节周围骨折教学应用中的研究进展进行分析与归纳,阐述应用现状和所存在的问题,以不断提升骨科创伤疾病的临床教学质量。

3D Slicer三维影像重建技术在显微血管减压术治疗原发性三叉神经痛中的应用

目的探讨3D Slicer三维影像重建技术在显微血管减压术(MVD)治疗原发性三叉神经痛(PTN)中的应用价值。方法回顾性分析2020年1月至2022年12月MVD治疗的56例PTN的临床资料。术前行3D-TOF-MRA、3D-FIESTA扫描,并应用3D Slicer软件进行三维影像重建,了解血管与神经的关系、责任血管走行并模拟手术;术中显微镜下不能充分暴露或操作困难时,应用神经内镜进行观察及操作。结果55例术中确认存在责任血管,其中12例在神经内镜下确认;1例术中未发现责任血管。53例术前三维重建影像发现的责任血管与术中发现一致;3例术前三维重建影像为阴性,包括术中证实为静脉压迫2例、未发现责任血管1例。42例术后疼痛即刻消失,明显减轻13例,无变化1例。术后出现面部麻木4例、口周疱疹1例,对症治疗后缓解。术后随访15~47个月,BNI疼痛分级Ⅰ~Ⅱ级53例,Ⅲ级2例,Ⅳ级1例;有效率为94.6%。结论应用MVD治疗PTN时,3D Slicer三维影像重建技术有助于术前明确责任血管及其走行,可模拟手术以优化手术规划,减少术中不必要的探查与牵拉。神经内镜可弥补显微镜视野盲区,有助于暴露责任血管,减少责任血管遗漏,并可辅助确认及调整棉片的位置,提高手术效果。

3D smart mA调控技术对不同BMI患者图像采集时间质量及辐射剂量的影响

目的:分析3D智能管电流(3D smart mA)调控技术对不同体质量指数(BMI)患者图像采集时间、质量及辐射剂量的影响。方法:择取的180例行胸部CT扫描患者选自西安交通大学第一附属医院2021年6月至2022年12月期间所收治,按照BMI将患者分为三组,A组(18.5 kg/m^(2)≤BMI≤23.9kg/m^(2),n=75)、B组(23.9kg/m^(2)0.05);两位医师对肺部不同层面图像质量(IQS)评分进行评价,Kappa一致性非常好(Kappa值=0.768、0.812、0.861);三组肺部不同层面IQS评分对比,差异无统计学意义(P>0.05);三组肺部不同层面CT对比,差异有统计学意义,且随着BMI增加而下降(P<0.05),三组肺部不同层面图像标准差(SD)值对比,差异无统计学意义(P>0.05);三组容积CT剂量指数(CTDIvol)对比,差异无统计学意义(P>0.05);A组DLP、ED均低于B、C组,B组DLP、ED低于C组(P<0.05)。结论:不同BMI患者应用3D smart mA调控技术,在保证图像质量的前提下,可有效降低辐射剂量。

三维重建及3D打印技术在精准胸腔镜肺段切除术中的应用

目的:探讨三维重建及3D打印技术在精准胸腔镜肺段切除术中的应用。方法:选取2020年1月至2022年12月在我院行精准胸腔镜肺段切除术患者105例,用随机数表法分为2组,对照组(53例)和研究组(52例),对照组给予三维重建制定术前计划,研究组给予三维重建及3D打印技术制定术前计划。比较两组围术期相关指标,术前、术后3 d、术后3个月的肺功能指标,临床治疗疗效以及并发症发生情况。结果:研究组术中出血量、住院费用与对照组比较,差异均无统计学意义(P>0.05),研究组手术时间、拔管时间、住院时间明显短于对照组(P<0.05),研究组淋巴结清扫个数明显高于对照组(P<0.05),研究组术后总引流量明显低于对照组(P<0.05)。术后3 d研究组用力肺活量(FVC)、第1秒用力呼气容积(FEV1)、呼气流量峰值(PEF)、每分钟最大通气量(MVV)、肺一氧化碳弥散量(DLCO)较术前均降低(P<0.05),术后3 d、术后3个月对照组FVC、FEV1、PEF、MVV、DLCO较术前均降低(P<0.05),术后3 d对照组FEV1/FVC较术前升高(P<0.05),术后3个月对照组FEV1/FVC较术前降低(P<0.05),且术后3 d、术后3个月研究组FVC、FEV1、PEF、MVV、DLCO明显高于对照组(P<0.05),术后3个月研究组FEV1/FVC明显高于对照组(P<0.05)。研究组临床治疗疗效优于对照组,且研究组的临床治疗总有效率为94.23%,明显高于对照组(67.92%)(P<0.05)。研究组的并发症发生率为19.23%,与对照组(24.53%)比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:三维重建及3D打印技术应用在精准胸腔镜肺段切除术中,可有效缩短手术时间,促进患者康复,改善肺功能,提高临床治疗疗效,且安全性较好。

“BIM+3D”打印技术在钢结构教学中的应用研究

当前的钢结构教学以板书等平面形式的教学为主,教学效果不够理想。近年来BIM技术和3D打印技术得到了快速的发展,运用BIM技术可高效建立三维钢结构虚拟模型,3D打印技术则可迅速将虚拟模型打印成实体。以现阶段钢结构教学的欠缺为出发点,将“BIM+3D”打印技术应用到钢结构教学中可形成一种新的钢结构课程教学模式。以培养高素质的综合应用型专业人才、提高学生的综合学习能力为目标,利用多媒介教学手段优化钢结构教学内容,此教学模式已经在海南大学钢结构课程中进行了应用和示范,取得了良好的教学效果。

翻转课堂联合3D打印技术在临床肋骨骨折教学中的应用

目的探讨翻转课堂联合3D打印技术在临床肋骨骨折教学中的应用效果。方法将2021年6月至2022年6月武汉大学人民医院胸外科住培学员共78名分为试验组(39名)和对照组(39名)。试验组采用翻转课堂联合3D打印技术模式授课,对照组采用传统教学模式。运用理论考核和问卷调查方式评估教学效果。结果试验组理论考核成绩(84.62±10.97)分高于对照组(76.92±11.28)分,且试验组相较于对照组能够明显提高学习效果、临床思维能力和教学满意程度,差异有统计学意义(P<0.05),但在提高学习效率方面2组差异无统计学意义(P>0.05)。结论翻转课堂联合3D打印技术在肋骨骨折的临床教学中的应用有助于增加学生的知识掌握水平,提高学习效果,增加临床思维能力,具有一定的教学价值。

案例教学法联合3D打印技术在儿童足踝畸形教学中的应用

目的 探讨案例教学法(case-based learning,CBL)联合3D打印技术在儿童足踝畸形教学中的应用价值。方法 选取2023年1—6月于首都医科大学附属北京儿童医院骨科轮转的40名儿外科学专业型硕士研究生作为研究对象。采用随机数字表法将40名研究对象随机分为试验组和对照组,每组20名。对照组及试验组的学习内容均为儿童常见足踝畸形,包括先天性马蹄内翻足、先天性垂直距骨、高弓内翻足、扁平外翻足的解剖特点、诊断标准及治疗原则。对照组采用传统教学法讲解,利用足踝畸形患儿的影像学资料及正常踝关节模型进行授课。试验组采用基于足踝畸形3D打印模型的CBL模式进行教学。即从首都医科大学附属北京儿童医院影像科调取足踝畸形的电子计算机断层扫描(computed tomography,CT)数据资料,制作3D打印模型,教师借助3D模型为试验组进行立体展示,对足踝畸形的解剖结构、诊断要点及治疗方案进行讲解。课后通过主观问卷及客观考核判断教学效果。结果 试验组在主观问卷调查自我评价得分和客观考核得分方面,均优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 CBL联合3D打印技术的教学模式可提高学生对儿童足踝畸形的理解和掌握,弥补传统教学的不足,具备更好的教学效果。

个体化3D打印技术联合心理干预在下肢创伤骨折手术患者中的应用效果

目的:探讨基于医工结合背景下个体化3D打印技术联合心理干预,在改善下肢创伤骨折手术患者情绪状态的影响效果。方法:选取在唐山市第二医院住院治疗的下肢创伤性骨折手术患者为研究对象。将2022年1-6月住院的患者45例作为对照组,采用传统常规方式进行健康宣教;选取2022年7-12月住院的患者47例为研究组,采用医工结合背景下3D打印技术联合心理干预进行干预,比较两组患者入院时和出院时的焦虑自评量表(SAS)评分和抑郁自评量表(SDS)评分差异,比较两组患者存在焦虑状态和抑郁状态差异,比较两组患者依从性(包括健康教育掌握情况、配合治疗护理)和对护理工作满意度的差异。结果:①两组患者入院时焦虑和抑郁情绪没有显著差异,但在出院时研究组的SAS评分和SDS评分与对照组有显著差异(F=111.216,54.172;P<0.01),且实验组的焦虑和抑郁显著低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05);②两组患者的依从性和满意度存在显著性差异,差异均具有统计学意义(χ^(2)=5.520,7.723;P<0.05)。结论:医工结合背景下之3D打印技术联合心理干预可有效减轻下肢创伤骨折患者的焦虑、抑郁情绪,提升患者的依从性和满意度。

3D打印技术在腹主动脉瘤腔内治疗中的应用进展

腹主动脉瘤(abdominal aortic aneurysm,AAA)是最常见的血管疾病之一。AAA的患病率随年龄增加而增加,破裂的风险随动脉瘤直径大小的增加而增加。尽管择期手术的死亡率通常低于4%,但肾下AAA(infrarenal abdominal aortic aneurysm,rAAA)破裂是一种危及生命的紧急情况,即使接受修复死亡率也高达30%~50%^([1])。

数字医学3D成像技术与传统2D成像技术在儿童腹部实体肿瘤术前医患沟通中的应用价值

目的比较数字医学3D成像技术与传统2D成像技术在儿童腹部实体肿瘤术前医患沟通中的应用价值。方法选取2018年1月至2022年1月广西壮族自治区贵港市人民医院小儿外科收治的80例腹部实体肿瘤患儿为研究对象,随机将其分为试验组和对照组,各40例。试验组使用数字医学3D成像技术进行术前医患沟通,对照组使用传统2D成像技术进行术前医患沟通。比较两组患儿家属的焦虑自评量表(SAS)、抑郁自评量表(SDS)评分及满意度。结果沟通后,两组患儿家属的SAS和SDS评分均降低,且试验组低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。试验组患儿家属的满意度明显高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论数字医学3D成像技术在儿童腹部实体肿瘤术前医患沟通中发挥了积极作用,可减轻患儿家属术前焦虑及抑郁情绪,提高了对医疗服务的满意度,增强了患儿家属对医疗过程的依从性,值得在临床中推广。

3D打印技术联合CBL教学模式在血管外科临床教学中的应用

目的探讨3D打印技术联合案例教学法在血管外科临床教学中的应用。方法2022~2023年期间,选取血管外科实习学生124例,分组方法为随机数表法,分为对照组(62例,传统教学模式)和研究组(62例,3D打印技术联合CBL教学模式),比较两组考核成绩、教学效果、学习能力和教学满意度。结果与对照组比较,研究组基础理论知识、实践操作评分更高(P<0.05);加强师生交流、加强临床思维能力、加强文献筛查能力、提高课程兴趣、提升学习积极性、对教学效果满意等更百分比更高(P<0.05)。总结能力、查阅文献能力、逻辑思维能力、团队协作能力、写作能力、动手能力、沟通能力更高(P<0.05);教学满意度总分更高(P<0.05)。结论3D打印技术联合CBL教学模式应用在血管外科临床教学中,可提高考核成绩和教学效果、学习能力以及教学满意度。

3D模型重建技术结合思维导图在肝胆胰脾外科护理临床教学中的应用

目的探讨3D模型重建技术结合思维导图在肝胆胰脾外科护理临床教学中的应用价值。方法选取63名肝胆胰脾外科护理专业实习生作为研究对象,将其随机分为观察组(n=32)和对照组(n=31)。对照组予传统教学模式教学,观察组予3D模型重建技术结合思维导图法教学。对比两组理论考试成绩、操作考试成绩、综合评价分数及教学满意度。结果观察组护理专业实习生理论考试成绩、操作考试成绩、综合评价分数均明显高于对照组(均P<0.05)。观察组护理专业实习生对教学非常满意度的比例高于对照组(P<0.05),但观察组总体满意度(96.87%)与对照组(83.87%)差异无统计学意义(P>0.05)。结论在肝胆胰脾外科护理临床教学中应用3D模型重建技术结合思维导图的教学方法,能够有效缩短护理专业实习生的学习时间,加深其对理论知识的理解,促进其熟练掌握操作技能,提升实践动手能力和专科护理书写能力,提升教学质量,具有良好的推广前景。

3D打印技术用于经鼻蝶窦入路垂体腺瘤切除术应用效果及对血清MMP-9和IGF-1水平的影响

目的:探究3D打印技术在经鼻蝶窦入路垂体腺瘤(PA)切除术的应用效果及对血清基质金属蛋白酶-9(MMP-9)和胰岛素样生长因子-1(IGF-1)水平的影响。方法:选取2020年5月至2022年5月秦皇岛市第一医院收治的84例PA患者,按照随机数表法将其分为观察组和对照组,每组42例。对照组行经鼻蝶窦入路垂体腺瘤切除术,观察组行经鼻蝶窦入路垂体腺瘤切除术联合应用3D打印技术,比较两组肿瘤切除效果、围术期指标、视力改善情况、MMP-9和IGF-1水平,以及鼻腔功能的鼻气道阻力(NAR)、T&T嗅觉测试评分及并发症。结果:观察组肿瘤切除效果优于对照组,差异有统计学意义(U=2.286,P<0.05);观察组手术时间、术中出血量及住院时间均少于对照组,差异有统计学意义(t=4.780、11.438、11.842,P<0.05);术后3 d、7 d时观察组血清MMP-9和IGF-1水平低于对照组,差异有统计学意义(F=7.526、4.985,P<0.05);术后1个月、3个月时观察组NAR及T&T嗅觉测试评分低于对照组,差异有统计学意义(F=6.359、8.436,P<0.05);两组视力视野改善情况及并发症发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:3D打印技术用于经鼻蝶窦入路垂体腺瘤切除术可提高肿瘤切除效果,优化手术操作,减少创伤,有利于减轻疼痛,改善嗅觉功能与视力视野,并能降低血清MMP-9、IGF-1水平,且安全性较高。

3D打印技术在地震领域中的应用

结合国内外3D打印技术的研究现状与趋势,对其在地震领域中的应用情况进行了归纳和分类,发现3D打印技术在地震领域中的应用已崭露头角:在地震波形的研究中,可以通过3D打印的实体化地质构造模型研究地震波;在震后应急救援中,可以帮助快速搭建避难所及修复震后建筑;在地震仪器的研制中,通过3D打印技术设计和制作地震仪器,具有周期短、成本低、可靠性高等特点。随着3D打印技术的日趋成熟,相信未来在我国3D打印也会与更多地震领域的工作结合起来,为国内地震科学的智能发展提供思路。

3D打印技术辅助后路伤椎置钉短节段内固定治疗胸腰段椎体骨折的疗效及安全性

目的探讨3D打印技术辅助后路伤椎置钉短节段内固定治疗胸腰段椎体骨折患者的临床疗效和安全性。方法回顾性分析2020年9月至2022年9月南阳市中心医院收治的128例胸腰段椎体骨折患者的临床诊治资料,根据治疗方案不同分为对照组和观察组各64例。对照组患者行后路伤椎置钉短节段内固定,观察组患者行3D打印技术辅助后路伤椎置钉短节段内固定。比较两组患者的手术指标、手术优良率、伤椎前缘高度比、Cobb角、椎体疼痛[视觉模拟量表(VAS)]、椎体功能[日本骨科协会评估量表(JOA)]、围手术期应激激素[皮质醇(COR)、促肾上腺皮质激素(ACTH)、去甲肾上腺素(NE)]和术后并发症。结果观察组患者的手术时间、置钉时间、术中出血量及术中X线透视次数分别为(86.85±12.37)min、(4.29±1.02)min、(91.75±16.29)m L、(13.24±4.07)次,明显少于对照组的(105.34±20.83)min、(14.26±2.15)min、(127.56±29.63)mL、(18.64±5.12)次,差异均有统计学意义(P<0.05);两组患者的手术优良率比较差异无统计学意义(P>0.05);两组患者的伤椎前缘高度比、Cobb角、VAS评分及JOA评分比较差异均无统计学意义(P>0.05);术后1 d及3 d,观察组患者的COR、ACTH及NE分别为(734.27±53.21)nmol/L及(586.34±45.66)nmol/L、(20.41±2.14)pmol/L及(14.26±1.43)pmol/L、(562.37±32.15)ng/L及(410.37±29.41)ng/L,明显低于对照组的(987.26±68.44)nmol/L及(705.69±50.12)nmol/L、(25.63±2.37)pmol/L及(17.85±1.62)pmol/L、(779.82±40.16)ng/L及(568.94±30.25)ng/L,差异均有统计学意义(P<0.05);观察组患者的术后并发症发生率为3.13%,明显低于对照组的14.06%,差异有统计学意义(P<0.05)。结论3D打印技术辅助后路伤椎置钉短节段内固定治疗胸腰段椎体骨折患者效果明显,可增强腰椎功能,减轻疼痛,缓解应激,且术后并发症少。

基于钛合金(TC4)材料的义齿逆向设计及3D打印技术分析

3D打印技术为义齿的设计和制造带来了新的思路和方法。逆向设计是3D打印技术的核心之一,可以根据患者的口腔模型反推设计方案,以确保义齿在功能、美学和稳定性等方面符合患者的需求。此外,3D打印技术还可以实现个性化制作,满足患者个体化需求。因此,对基于钛合金(TC4)材料的义齿逆向设计及3D打印技术进行了分析和研究。

基于3D打印技术改良单边经皮穿刺椎体成形术治疗骨质疏松性椎体压缩性骨折

目的:探讨结合3D打印技术改良单边经皮穿刺椎体成形术(percutaneous vertebroplasty,PVP)治疗胸腰椎压缩性骨折的临床疗效。方法:自2020年10月至2022年4月收治77例骨质疏松性胸腰椎压缩性骨折患者,均为外伤导致的椎体压缩性骨折。根据治疗方法不同分为试验组和对照组。试验组32例采用3D打印技术改良单边经椎弓根穿刺椎体成形术,男5例,女27例,年龄63~91(77.59±8.75)岁;对照组45例采用传统双边经椎弓根穿刺椎体成形术治疗,男7例,女38例,年龄60~88(74.89±7.37)岁。记录并比较两组手术时间,术中C形臂X线机透视次数,麻醉药用量,骨水泥注入量,骨水泥的弥散优良率,并发症,术前及术后1、6个月椎体高度,脊柱后凸角度(Cobb角),疼痛视觉模拟评分(visual analogue scale,VAS)、功能障碍指数(Oswestry disability index,ODI)等指标。结果:所有患者获得随访,时间6~23个月。术前影像学检查,均证实为胸腰椎骨质疏松压缩性骨折,两组骨水泥注入量、骨水泥弥散率、术前及术后椎体高度、Cobb角、VAS、ODI比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。两组手术时间、术中透视次数、麻醉药用量比较,差异有统计学意义(P<0.05)。两组术后各时间点患椎椎体前缘高度、Cobb角、VAS、ODI与术前比较,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:骨质疏松性胸腰椎压缩性骨折采用3D打印技术改良单边穿刺PVP治疗,穿刺方便简单,创伤更小,手术时间短,透视次数较少,骨水泥分布满意、椎体高度恢复及后凸角度矫正较好,功能改善良好。

Civil3d技术在河道治理中的应用分析

为了切实加强水环境保护及水资源管理与利用,近年来我国一直在加快和加大力度落实河道治理,要想保证河道治理达到预期效果,并最大程度提高河道治理工程生态效益,首先要确保河道治理设计与施工方案的科学合理性,可见借助现代化技术手段,优化和改进河道治理设计与规划是很有必要的。基于此本文首先进行Civil3d技术的梳理与说明,继而详细分析Civil3D软件在某河道治理项目的具体应用,旨在与相关工作人员相互交流、共同探讨。