快速成型技术在脊柱外科中的应用研究现状

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1、快速成型技术在脊柱外科中的应用研究现状【摘要】快速成型是一种进行物理模型快速制作的新兴技术，已广泛应用于颌面外科、神经外科、矫形外科等医学领域。本文介绍了脊柱外科中常用的快速成型技术及其应用原理，综述了快速成型脊柱实物模型及个体化模板在术前规划、手术模拟、定制植入物和内固定装置、辅助椎弓根螺钉内固定等方面的应用研究现状，对快速成型技术在脊柱外科领域的应用前景进行了展望。【关键词】快速成型；脊柱外科；实物模型；个体化模板.L.编辑。Abstract：Rapidprototypingisagenericnamegiventoneergingtechnologiest

2、hatmaybeusedtofabricaterapidlyphysicalobjectsdirectlyfromputerAidedDesigndatasources.Ithasbeenappliededicalspecialties,includingmaxillofacialsurgery,neurosurgeryandorthopedicsurgery.Inthisarticle,variouskindsofrapidprototypingtechnologiesandthEirprinciplesofapplicationinspinesurgerya

3、resummarized.Subsequently,currentapplicationandresearchofphysicalbiomodelingsandindividualtemplatesrapidprototypingisrevieulation,customimplantsandinternalfixationdevice,andassistedpediclescreadeforusingrapidprototypingtechnologiesinspinalsurgery.Keyodeling;individualtemplates快速成型(ra

4、pidprototyping,RP)技术20世纪80年代起源于机械工程领域，是集新型材料科学、计算机辅助设计、数控技术、激光技术为一体，基于离散、堆积原理逐层累加进行物理模型快速制作的综合技术；其突出特点是分层叠加、善于制造复杂实体且具有较高的精确度，目前已广泛应用于颌面外科、神经外科、矫形外科等医学领域［1～4］。近年来，快速成型技术在脊柱外科中的应用研究也逐渐增多［5～19］，主要集中在快速成型脊柱实物模型和快速成型个体化模板两个方面，本文通过复习国内外有关.L.编辑。3.2个体化模板的应用3.2.1辅助经C1、2关节突螺钉固定经C1、2关节突螺钉固定时有损

5、伤椎动脉的风险。为了提高置钉准确性，避免椎动脉损伤，1999年Goffin等［12］最先根据2例病人的术前CT资料采用SLA技术制造出2个用于辅助经C1、2关节突螺钉固定的个体化模板。模板的制作主要根据C1后弓、C2椎板及棘突后方的解剖学形态，模板跨过C1、2两个椎体，在1例齿状突II型骨折病人手术中获得了较好的应用。但在另1例创伤性C1、2不稳病人术中放置模板时，由于C1、2间的旋转不稳定导致模板无法应用。之后，他们对模板的设计进行了改进［13～14］，分别设计制造出单纯匹配C2椎板、匹配C2椎板和棘突两种个体化模板。单纯匹配C2椎板的模板在5个尸体标本中辅助

6、植入10枚经C1、2关节突螺钉，由于模板应用时存在旋转性不稳，仅有3枚螺钉获得了最佳置钉结果；匹配C2棘突和椎板的模板在3个尸体标本、2例病人中辅助植入10枚经C1、2关节突螺钉，进钉点、进钉轨道均满意。他们在进行尸体标本操作时均未采用X线透视，在临床应用中为了安全辅以侧位透视。3.2.2辅助椎弓根螺钉固定Birnbaum等［15］在L2～4共12个腰椎标本上进行个体化模板辅助置钉法和传统置钉法的对比性研究，结果个体化模板辅助置钉法全部螺钉植入准确，传统置钉法有2枚螺钉穿破椎弓根皮质。个体化模板辅助置钉法能缩短手术时间，减少术中X线的暴露时间，对手术医生没有特别

7、的技术要求。Berry等［16］设计了1种双椎体及三椎体双侧多定位导向孔模板，采用V形刀架将模板支架于两侧的横突后方，用于辅助胸椎椎弓根螺钉植入实验研究，椎弓根皮质穿破率高达43％。影响置钉准确性的主要因素是模板应用时相邻椎体间的相对移动。Om椎弓根螺钉1根，术后CT和切开直视检查均无椎弓根皮质穿破。陆声等和师继红等［18～19］最先在国内开展了这方面的研究，模板均采用单椎体双定位导向孔设计，采用SLA技术同时将需进行椎弓根螺钉固定的脊柱实物模型和个体化模板一同生产出来，术前在体外将脊柱实物模型和模板进行贴合，进行椎弓根螺钉进钉模拟，通过脊柱实物模型观察模板辅助

8、置钉的准确性，然后将模板