【摘要】

 目的 探究快速成型技术在脊椎外科中的应用及其意义。方法 从我院 2009 年 4 月到

2010 年 4 月入医院的患者中随机抽取 8 例患者,其中 4 例严重先天性脊柱侧弯,3 例退变性腰
椎术后返修

,1 例腰椎峡部裂。应用三维断层扫描脊柱,将数据输入微机进行合理处理,进行脊

椎病变区域的数字化三维重建及其快速成型

,且将此技术用于临床。结果 按计划完成手术的

病患有

8 例,术后无并发症,效果良好,术前术后的数字化三维重建模型从形状到测量结果均

完全一致

,术后 X 线复查显示椎弓根螺钉位置正确。结论 快速成型脊柱模型这种新型技术可

使外科医生术前精确且之光的了解脊柱畸形的情况

,更加有利于手术的成功操作。 

　　【关键词】脊柱外科

;快速成型;三维重建 

　　

 

　　快速成型

(Rapid Prototyping)技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术,自该技术问

世以来

,已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用,并由此产生一个新兴的技术领域[1]。此

技术在骨盆骨折。髋关节发育异常、头颅整形、头颅和面部肿瘤、鼻修复、脊柱损伤及多种整形
外科和假肢工程领域中有着广泛的应用

,为临床医学的手术策划提供了有效的解决方法。 

　　

1 资料与方法 

　　

1.1 一般资料 从我院 2009 年 4 月到 2010 年 4 月入医院的患者中随机抽取 8 例患者,男 5

例

,女 3 例,年龄在 18~65 岁之间,平均 35 岁,其中 4 例严重先天性脊柱侧弯,3 例退变性腰椎术

后返修

,1 例腰椎峡部裂。随机抽取其中 4 例未作脊柱模型的严重脊柱弯曲患者作为对照组进

行临床研究。

 

　　

1.2 脊柱模型重建方法 本研究中 8 例进行脊柱增强 CT 断层扫描,层厚 1 mm,采集原始数

据以

DICOM 格式录入微机中,采用 CAD、Mimics6.3 和 3D View3.5 软件进行数字化三维重建

显示和测量脊柱相关数据

,并根据结果进行手术计划模拟及病变区域的重建构建。此过程应

注意确保椎弓根螺钉等内固定器械的植入直观且准确。

 

　　

2 结果 

　　本研究通过快速成型脊柱模型进行手术设计

,手术过程中所见与术前三维重建结果完全

一致

,随机选取的 8 例患者全部按计划完成了手术并且过程顺利,没有出现任何手术并发症,

效果良好

,手术过程中所见与术前数字化三维重建模型的一场发现与测量结果完全一致,术后

X 线复查显示椎弓根螺钉位置正确。术前脊柱模型的严重先天性脊柱侧弯病患手术时间为
186 min,手术过程中平均失血量为 460 ml,未作模型患者平均手术用时为 215 min,平均失血
量为

500 ml。 

　　

3 讨论 

　　脊柱实物模型能够清晰显示畸形椎体的形态、异常生长的终板、脊柱裂等现象

,手术之前

需通过观察实物模型发现

CT、MRI 及 X 线片等影像学资料无法显示的解剖信息,以此对脊柱

畸形的解剖学形态获取正确的理解

,此乃手术方案的必要参考,不可或缺[2]。同时可通过脊柱

实物模型成功对复杂先天性脊椎及经胸椎急性病患各

1 例进行了畸形矫正手术,对严重胸腰

椎脊柱后突畸形病患的脊柱实物模型进行术前规划及手术模拟

,成功实施了骨切除、截骨矫

形和内固定植入手术

[3]。 

　　通过应用脊柱实物模型能够和患者本人及家属进行更好的交流沟通

,便于手术团队之间

的交流沟通

,最大限度地减少分歧和失误。脊柱实物模型对术前规划、术中提供参考十分有用,

通过应用脊柱实物模型能够增加小儿脊柱外科手术的安全性

,减少手术操作时间,能够和患者

家属进行更好地交流沟通。术前利用脊柱实物模型有助于选择内固定种类

;确定螺钉直径、长

度、角度、预弯内固定棒

:判断脊髓和神经走行;确定截骨角度和范围;明确椎弓根缺失及椎体

复杂畸形形状

;能够最大限度地减少手术创伤,增加螺钉置人的准确性与稳定性,降低手术风

险。

 

　　据此进行术前和术中规划

,优化手术方案,定制置人假体和内固定装置,并在脊柱实物模