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3D打印个体化截骨导板的改进与展望

更新时间: 2019-09-10 16:16:05  查看次数: 17    

目前有基于构建下肢全长CT图像或MRI图像两种方式确定下肢力线。其中基于MRI图像构建三维模型时,常采用“磁性套索”进行手动标记或划分二维图像。虽然MRI相较于CT对软骨的显示更好,重建出的模型更接近真实解剖,设计制作的的截骨导板也可直接贴合于关节表面,理论上定位更准确。但有研究对比了基于CT和基于MRI设计的两种截骨板在人工TKA中的应用,结果表明两种方法在精确度上并无显著差异,且MRI的层厚多为5mm,易受空间误差影响而出现三维模型精确度下降,经济压力也较CT明显。有研究通过下肢全长CT图像数据构建下肢三维模型,以确定下肢的真实力线。但相比于只参考下肢全长X片的传统人工TKA来说,全下肢CT扫描的射线辐射量就不得不考虑。因此本次研究采用的是联合膝关节CT与双下肢全长站立位X片确定下肢力线。但基于CT图像构建股骨远端三维模型仍存在以下问题:


模型大小:股骨远端三维模型在Mimics16.0中是基于在二维的CT图像上形成“蒙板(mask)”,软件自带部分图像功能,但也只能分割阈值相差明显的部位。首先,对于膝关节骨关节炎患者的膝关节CT图像依靠软件自动分割则会出现边缘缺损,因此常需手动修补;但当自定义设置分割阈值时,若阈值过大,“蒙板”边缘越不完整,对于骨赘的划分就越差,Calculate3D后模型不完整;若阈值过小,“蒙板”的边缘越毛糙,对于边缘的识别度降低,造成Calculate后模型边缘毛糙,出现多余的“钉突”。其次,在手动编辑“蒙板”时,常需同时处理冠状、矢状及横断面三个层面,不同的操作者对于骨赘在三个层面的显示图像辨识不同,因此重建出的三维模型也不同。


定位参考点的选择:CT虽然在软骨显示及重建出的模型精确度不及MRI,且不能将关节面作为参考,但基于CT图像重建的模型表面更光滑平整,作为定位参考比MRI更准确。也有研究基于CT图像设计PSI,仍以软骨下骨为参考,因此在术中将关节面软骨及边缘骨赘咬除。但咬除关节面软骨时无法控制显露的软骨下骨与术前计划的形态相同或相似,研究者认为人为误差较大,因此本研究中选取股骨前方皮质区及内外侧髁边缘的骨赘作为参考定位点,通过术中观察证实股骨前方皮质区参考价值最大,PSI在此处的贴合度直接影响整个截骨界面的定位,也直接影响截骨力线。但只有股骨前方皮质参考不能提供PSI在股骨远端的稳定性,需增加股骨内外侧髁边缘骨赘作为固定参考,同时也能作为股骨外科通髁轴的参考界面,术中更直观的查看旋转力线。
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