3D掃描+3D打印技術，開啟骨科微創精準矯正手術“私人定制”時代

應用案例

2022.01.26

數字科技的發展，正在不斷改變醫療治療手段。作為一種新興的前沿技術，3D數字化為骨科醫生新型治療方式的實施提供了技術支撐，以其高效、準確的特征，助力開啟骨科微創精準矯正手術“私人定制”時代。

本期，小編將分享一則來自廣州市第一人民醫院的案例——在三維掃描和3D打印導板輔助下，實現脛骨后傾畸形微創三維精準矯正。該案例由丁煥文教授帶領的醫療團隊進行診斷及手術，樹蟻醫療團隊進行數字化設計，先臨三維進行術前、術中、術后的下(xia)肢準確(que)三維數(shu)據的獲取(qu)。

◆案例背景◆

“醫(yi)生(sheng)(sheng)伯伯，我老是(shi)被同學說(shuo)腿(tui)怪怪的(de)。”在廣(guang)州第一人民醫(yi)院(yuan)9歲(sui)小李妹(mei)妹(mei)對醫(yi)生(sheng)(sheng)這(zhe)樣說(shuo)道。據患者家(jia)屬描述，2016年9月小李妹(mei)妹(mei)因夾傷所致右下肢(zhi)(zhi)膝(xi)關節骨折，彼時當地醫(yi)院(yuan)對其進行(xing)了固定手(shou)術。但術后卻逐步出(chu)現右下肢(zhi)(zhi)畸形，且越(yue)來(lai)越(yue)嚴重以致步態異常。

小李妹妹的腿部狀況；X線片

在丁煥文教授的安排下小李妹妹進行X線片、CT、MR等傳統影像檢查，患兒X線片和CT掃描二維斷面圖像均發現患者右膝有嚴重后傾畸形改變。于是，拿到CT數據的樹蟻智能數字精準外科云服務系統團隊使用(yong)建模軟(ruan)件(jian)對患(huan)者(zhe)的(de)全下肢(zhi)進行(xing)(xing)了精準分離式(shi)三維(wei)重(zhong)建，對小李妹(mei)(mei)妹(mei)(mei)重(zhong)建后的(de)患(huan)處進行(xing)(xing)了解(jie)剖方位對齊和多(duo)方位的(de)精準三維(wei)測量，發現小李妹(mei)(mei)妹(mei)(mei)因為骨(gu)骺外傷(shang)和多(duo)年肢(zhi)體畸形(xing)原(yuan)因，右(you)下肢(zhi)短縮明(ming)顯，達41mm。

臨床診斷：右膝部畸形

1. 矢(shi)狀面畸形：脛骨平臺后(hou)傾26.4736°

2. 額狀面畸形：內翻6°

3. 右下肢(zhi)短縮畸形（41mm）

◆手術三維設計方案◆

41mm不是一個很短的距離，在手術中，不能一次性撐開和簡單的運用鋼板解決問題。因此，樹蟻團隊第一時間為小李妹妹進行了手術三維(wei)規劃，運用基于人體解剖學、樹蟻(yi)Z字截(jie)骨新方(fang)案為基礎，確定截(jie)骨位、截(jie)骨線。

確(que)定(ding)“Z”形截(jie)骨線，確(que)定(ding)脛骨近端及遠端
輔(fu)助右脛骨截骨導板設計(ji)并匹配(pei)、3D虛擬(ni)場景構建與(yu)樹蟻系統(tong)云端顯示

明確患情后，丁煥文教授帶領廣州市第一人民醫院臨床研究團隊制定了以下(xia)治療計(ji)劃：選(xuan)用數字化3D打印技術輔助下(xia)行右脛(jing)骨(gu)遠端精(jing)準截骨(gu)矯(jiao)形、外固(gu)定+術后緩慢撐開延長術。

三維(wei)模擬手(shou)術效果（樹蟻系統云端數據）

◆3D數字化技術應用◆

術前，為了手術可以準確無誤的進行，丁教授使用先臨三維白光三維掃描技術——EinScan Pro 2X Plus多功能手持三維掃描儀對患者腿部進行掃描，為截骨設計了專用的手術輔助Z字截骨導板，并使用CAD設計和3D打印技術，精(jing)準定(ding)制手(shou)術導(dao)板和個性化外固定(ding)架，讓手(shou)術導(dao)板能夠更(geng)準確的(de)貼合患肢，提高外固定(ding)置釘精(jing)準度，防(fang)止(zhi)截骨位(wei)置發(fa)生偏差，達成(cheng)微創截骨，幫助患者避免再次手(shou)術。

腿部3D掃描過程

腿(tui)部彩色3D掃(sao)描數據(ju)

高精度3D數字化技術的應用優勢：

EinScan Pro 2X Plus多功能手持三維掃描儀采用非接觸式白光掃描技術，掃描幅面大，細節完善，精度高，單幅精度最高可達0.04mm，因此可(ke)以無創、快(kuai)速高效地獲取患者腿部表(biao)面的高品質數據(ju)，形成相應的3D文件，以進行CAD設計及(ji)數據(ju)存檔。

術(shu)中(zhong)，為了將(jiang)設計的置釘(ding)定位導(dao)板安(an)裝妥帖，丁教授利用掃描所獲取的3D數(shu)(shu)據在電(dian)腦上進行畸(ji)形(xing)狀態評估(gu)、輔助(zhu)手術(shu)導(dao)板快速匹配和精準安(an)放。同時，術(shu)后(hou)可將(jiang)3D數(shu)(shu)據用于評估(gu)畸(ji)形(xing)矯形(xing)手術(shu)效果和引導(dao)術(shu)后(hou)矯形(xing)過程。

輔助導板3D掃描

術(shu)中皮外導板使用情況

三維預后良好（樹蟻系(xi)統云端數據）

◆未來可期◆

小李妹妹術后三天(tian)借助(zhu)拐杖落地行走

術后為了更加確保療效，丁教授常規安排了小李妹妹進行了X線片、CT掃描等術后評估檢測，證實小李妹妹右下肢的力線完全正常，手術效果良好。先臨三維(wei)提供(gong)了下肢外(wai)觀白(bai)光三維掃(sao)描，輔助術(shu)前導板定(ding)制設計(ji)、術(shu)中導板精準安放、術(shu)后(hou)評估效果及引導矯正。借助于(yu)高精(jing)度3D數(shu)字化技術(shu)，這樣一臺復雜疑難下肢(zhi)畸(ji)形矯正(zheng)手術(shu)得以精(jing)準、安全和輕松(song)解決(jue)。

丁煥文教(jiao)授：現為(wei)華(hua)南理工大學(xue)醫(yi)(yi)(yi)(yi)學(xue)院教(jiao)(jiao)授、人(ren)體解剖(pou)教(jiao)(jiao)研(yan)室主(zhu)任(ren)，臨(lin)床醫(yi)(yi)(yi)(yi)學(xue)和生物醫(yi)(yi)(yi)(yi)學(xue)工程專業碩士研(yan)究生導師(shi)，第二附屬醫(yi)(yi)(yi)(yi)院暨廣州市第一人(ren)民醫(yi)(yi)(yi)(yi)院骨(gu)科主(zhu)任(ren)醫(yi)(yi)(yi)(yi)師(shi)。現學(xue)術任(ren)職為(wei)SICOT數(shu)字骨(gu)科學(xue)會(hui)(hui)(hui)常委(wei)、中(zhong)國生物材(cai)(cai)料學(xue)會(hui)(hui)(hui)生物材(cai)(cai)料臨(lin)床試驗研(yan)究分(fen)會(hui)(hui)(hui)副主(zhu)任(ren)委(wei)員、中(zhong)華(hua)醫(yi)(yi)(yi)(yi)學(xue)會(hui)(hui)(hui)醫(yi)(yi)(yi)(yi)學(xue)工程分(fen)會(hui)(hui)(hui)數(shu)字骨(gu)科學(xue)組委(wei)員、中(zhong)國醫(yi)(yi)(yi)(yi)師(shi)協(xie)會(hui)(hui)(hui)骨(gu)科醫(yi)(yi)(yi)(yi)師(shi)分(fen)會(hui)(hui)(hui)3D打印骨(gu)科學(xue)組委(wei)員等(deng)。

樹蟻醫療：丁教授基于自身21年研究(jiu)數字化精準骨科，依靠華南理工(gong)大學醫學院(yuan)虛擬(ni)應用(yong)解剖(pou)與外科手術(shu)(shu)虛擬(ni)仿真研究(jiu)中(zhong)心、國家人體組織(zhi)功能(neng)重建工(gong)程(cheng)技術(shu)(shu)研究(jiu)中(zhong)心，在積累了眾多數字化手術(shu)(shu)使用(yong)案例后成立的一個(ge)技術(shu)(shu)轉化型(xing)醫療服務公(gong)司。

*圖文信息來源于廣州市第一人民醫院丁煥文教授團隊 樹蟻醫(yi)療團(tuan)隊