計(jì)算機(jī)輔助結(jié)合3D打印技術(shù)對(duì)脊柱畸形矯正術(shù)安全性及遠(yuǎn)期隨訪效果影響

高學(xué)明　宋玉鑫　王展

【摘要】目的：探究計(jì)算機(jī)輔助結(jié)合3D打印技術(shù)對(duì)脊柱畸形矯正術(shù)安全性及遠(yuǎn)期隨訪效果影響。方法：選擇脊柱畸形患者64例作研究對(duì)象病，接受常規(guī)矯正手術(shù)32例患者為對(duì)照組，接受計(jì)算機(jī)輔助結(jié)合3D打印技術(shù)矯正手術(shù)32例患者為實(shí)驗(yàn)組，比較手術(shù)前后側(cè)凸Cobb角、后凸Cobb角，手術(shù)并發(fā)癥發(fā)生率，生活質(zhì)量。結(jié)果：術(shù)后1個(gè)月，兩組患者側(cè)凸Cobb角、后凸Cobb角均明顯減小，且實(shí)驗(yàn)組顯著小于對(duì)照組，P<0.05;實(shí)驗(yàn)組術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率小于對(duì)照組，P<0.05。術(shù)后隨訪1年兩組SF-36評(píng)分均提高，且實(shí)驗(yàn)組明顯高于對(duì)照組，P<0.05。結(jié)論：在脊柱畸形矯正手術(shù)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助結(jié)合3D打印技術(shù)具有良好的遠(yuǎn)期隨訪效果，手術(shù)安全性提升，值得應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】脊柱畸形;計(jì)算機(jī)輔助技術(shù);3D打印;手術(shù)安全性;遠(yuǎn)期隨訪效果

[Abstract]Objective：To explore the effect of computer-assisted 3D printing technology on the safety and long-term follow-up effect of spinal deformity correction.Methods：choose 64 patients with spinal deformity for study disease，32 patients for conventional correction surgery，computer with 3D printing technology correction surgery 32 patients for experimental group，compare before and after convex Cobb horn，convex Cobb angle，surgical complications，quality of life.Results：Cobb Cobb and convex Cobb were P>0.05.One month later，convex Cobb and convex C o b b were significantly less than the control group，P<0.05;3.13%less than 18.75%，P<0.05.QoL SF-36 scores were not significant，P>0.05，improved SF-36 scores after 1-year follow-up，and significantly higher in the experimental group，with significant differences and P<0.05.Conclusion：Computer-assisted combination with 3D printing technology in spinal deformity correction surgery has good long-term follow-up effect and improved surgical safety.

[Key words]spinal deformity;computer-assisted technology;3D printing;surgical safety;long-term follow-up effect

【中圖分類號(hào)】R681.5? ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A? ?【文章編號(hào)】2026-5328（2021）11--02

“脊柱畸形”是一種可由特發(fā)性、先天性、創(chuàng)傷性等原因引起的疾病，導(dǎo)致人體脊柱冠狀位、軸向位、矢狀位偏離正常位置，形態(tài)上發(fā)生異常改變。有研究指出，脊柱畸形手術(shù)過程中進(jìn)行組織結(jié)構(gòu)解剖時(shí)，容易損傷鄰近神經(jīng)、脊髓、血管等，有較高風(fēng)險(xiǎn)，易失敗[1]。以往手術(shù)需在CT或MRI輔助下進(jìn)行，將脊柱畸形實(shí)際情況反映出來(lái)，為手術(shù)提供幫助。但是受到CT與MRI設(shè)備及技術(shù)限制，無(wú)法為手術(shù)提供精準(zhǔn)定位，手術(shù)效果仍然不夠理想。計(jì)算機(jī)輔助結(jié)合3D打印技術(shù)是近些年出現(xiàn)的新型手術(shù)輔助模式，可以利用全新數(shù)字骨科技術(shù)制作3D打印模板，并且可以利用人工智能技術(shù)，得到豐富、準(zhǔn)確的脊柱畸形參數(shù)，指導(dǎo)手術(shù)取得良好效果[2-3]。本研究探究計(jì)算機(jī)輔助結(jié)合3D打印技術(shù)對(duì)脊柱畸形矯正術(shù)安全性及遠(yuǎn)期隨訪效果影響。報(bào)道如下。

1資料與方法

1.1一般資料

選擇2019年1月至2021年5月在我院進(jìn)行脊柱畸形手術(shù)患者進(jìn)行研究，病例數(shù)64例，根據(jù)手術(shù)方式差異分組，每組各32例。對(duì)照組男、女分別17例、15例，年齡21-66歲，均值（45.78±6.15）歲。實(shí)驗(yàn)組男16例，女16例，年齡22-67歲，均值（44.96±6.57）歲。患者性別比例、年齡構(gòu)成進(jìn)行差異性比較，P>0.05，無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）均進(jìn)行脊柱畸形手術(shù);（2）對(duì)研究知情，自愿參加;（3）經(jīng)醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn);排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）合并惡性腫瘤;（2）精神疾病;（3）手術(shù)禁忌、麻醉過敏。

1.2方法

1.2.1對(duì)照組

接受常規(guī)脊柱畸形手術(shù)，術(shù)前對(duì)患者進(jìn)行CT檢查，對(duì)脊柱病變相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，進(jìn)行三維圖像重建，確定脊柱畸形手術(shù)糾正讀數(shù)，范圍。手術(shù)操作：指導(dǎo)患者俯臥位在脊柱正中進(jìn)行手術(shù)切口，將脊柱充分暴露，安裝椎弓根定位模板，嵌合好雙側(cè)椎板與棘突，根據(jù)模板位置對(duì)椎弓根進(jìn)釘點(diǎn)、方向進(jìn)行明確，完成定位。使用開路器進(jìn)行開顱，鉆出釘?shù)篮髮⒆倒葆斣趥?cè)凸兩側(cè)置入，將雙側(cè)矯形模板進(jìn)行比較，預(yù)彎金屬棒后進(jìn)行安裝、旋轉(zhuǎn)，撐開螺釘固定良好、擰緊。

1.2.2實(shí)驗(yàn)組

本組進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助聯(lián)合3D打印技術(shù)下脊柱畸形手術(shù)，術(shù)前同對(duì)照組一致使用CT掃描采集患者脊柱數(shù)據(jù)。使用計(jì)算機(jī)圖像處理軟件進(jìn)行二維平面處理，創(chuàng)建脊柱模型，并應(yīng)用CAD軟件完成計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，得到脊柱解剖模型對(duì)比正常脊柱解剖模型，對(duì)患者脊柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行掌握，準(zhǔn)確測(cè)量解剖模型，對(duì)脊柱側(cè)凸Cobb角等進(jìn)行確定。并得到患者椎體各椎弓根外傾與頭傾角度、截面積等。根據(jù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)圖像結(jié)果，對(duì)手術(shù)進(jìn)行模擬，并評(píng)價(jià)矯正效果，效果滿意后利用3D打印技術(shù)制作光敏樹脂材料輔助模板，常規(guī)消毒后備用，在術(shù)中為醫(yī)生提供幫助，根據(jù)3D模型上椎體解剖結(jié)構(gòu)對(duì)椎弓根釘長(zhǎng)度、置入方向等進(jìn)行明確，確保手術(shù)精準(zhǔn)度。手術(shù)操作同對(duì)照組一致。

1.3觀察指標(biāo)

比較手術(shù)前后側(cè)凸Cobb角、后凸Cobb角，手術(shù)并發(fā)癥發(fā)生率，生活質(zhì)量

①手術(shù)并發(fā)癥：切口感染、神經(jīng)損傷、螺釘松動(dòng)。

②生活質(zhì)量：應(yīng)用SF-36生活質(zhì)量自評(píng)量表，滿分100分，涉及生理功能、社會(huì)功能、情感功能、軀體疼痛四個(gè)維度。分?jǐn)?shù)越高生活質(zhì)量越好。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

數(shù)據(jù)比較差異應(yīng)用SPSS22.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行檢驗(yàn)或t檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1兩組手術(shù)前后側(cè)凸Cobb角、后凸Cobb角比較

與術(shù)前比較，兩組患者術(shù)后側(cè)凸Cobb角、后凸Cobb角均減小，且實(shí)驗(yàn)組側(cè)凸Cobb角、后凸Cobb角均明顯小于對(duì)照組，P<0.05，詳細(xì)見表1。

2.2兩組手術(shù)并發(fā)癥發(fā)生率比較

實(shí)驗(yàn)組手術(shù)并發(fā)癥發(fā)生率明顯小于對(duì)照組，P<0.05，詳細(xì)見表2。

2.3兩組手術(shù)前后生活質(zhì)量比較

與術(shù)前比較，兩組患者生活質(zhì)量SF-36評(píng)分均提升，且實(shí)驗(yàn)組明顯高于對(duì)照組，P<0.05，詳細(xì)見表3。

3討論

“脊柱畸形”是一種比較嚴(yán)重的疾病類型，手術(shù)是目前最理想的治療方案，但是由于人體脊柱解剖結(jié)構(gòu)復(fù)發(fā)，鄰近大量脊髓神經(jīng)、血管等，增加手術(shù)難度，容易發(fā)生手術(shù)失敗[4]。以往脊柱畸形手術(shù)中通常需要在CT、MRI掃描下對(duì)螺釘置入的方向、角度進(jìn)行明確，螺釘置入準(zhǔn)確性對(duì)于手術(shù)成功率與安全性影響很大。雖然CT三維重建可以為脊柱畸形手術(shù)提供一定幫助，指導(dǎo)螺釘置入，但是無(wú)法給予手術(shù)醫(yī)生術(shù)中實(shí)時(shí)指導(dǎo)，遇到手術(shù)困難時(shí)需要停止手術(shù)，重新進(jìn)行CT掃描進(jìn)行觀察，導(dǎo)致手術(shù)時(shí)間延長(zhǎng)、出血量大，具有應(yīng)用限制。計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影、3D技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于脊柱畸形手術(shù)的術(shù)前評(píng)估與手術(shù)方案明確有很大幫助，在一定程度了提高了手術(shù)效率與安全性[5]。吳榮海[6]研究中表明，3D打印技術(shù)在后路截骨治療脊柱畸形中具有很多優(yōu)勢(shì)，提高置釘準(zhǔn)確率、縮短手術(shù)時(shí)間、并發(fā)癥少。另外，有限元分析在脊柱畸形矯形手術(shù)中的應(yīng)用也逐漸廣泛，取得了很好的應(yīng)用效果[7]。劉正蓬[8]研究中表明，在脊柱矯形手術(shù)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)聯(lián)合3D打印模板可提高手術(shù)精度，改善矯正效果，與本研究結(jié)果相近。因?yàn)椋河?jì)算機(jī)輔助結(jié)合3D打印技術(shù)可以將CT掃描得到的脊柱數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建，創(chuàng)造三維脊柱模型，打印出實(shí)物，方便醫(yī)生對(duì)手術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、預(yù)演，并且可以在術(shù)中為醫(yī)生提供準(zhǔn)確定位，使得椎弓根釘準(zhǔn)確置入，減少手術(shù)操作失誤，預(yù)防并發(fā)癥，提升手術(shù)效果，獲得理想預(yù)后。

綜上所述，計(jì)算機(jī)輔助結(jié)合3D打印技術(shù)脊柱畸形矯正術(shù)安全性及遠(yuǎn)期隨訪效果有好的影響，值得應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬驥，王楠，陳曉春，等.不同手術(shù)入路方式對(duì)胸腰椎骨折合并脊柱畸形患者脊柱畸形矯正及神經(jīng)功能恢復(fù)的影響[J].中國(guó)實(shí)用醫(yī)藥，2020，15（04）：69-71.

[2]陳鍇，蔡騰廣，王晨，等.人工智能在脊柱畸形診療中的應(yīng)用及展望[J].第二軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào)，2020，41（03）：243-247.

[3]戎天華.先天性脊柱側(cè)凸的臨床系列研究及計(jì)算機(jī)輔助聚類分型[D].北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院，2020.

[4].盧炯炯.數(shù)字化三維重建在脊柱畸形矯正手術(shù)中的應(yīng)用[D].青海大學(xué)，2020.

[5]魯雪紅，王偉，劉文亞.電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影與脊柱3D重建聯(lián)合對(duì)脊柱側(cè)彎畸形術(shù)前評(píng)估和手術(shù)計(jì)劃制定的臨床價(jià)值研究[J].實(shí)用醫(yī)院臨床雜志，2020，17（04）：78-80.

[6]吳榮海，周俊德，陳培友，等.3D打印技術(shù)輔助后路截骨治療脊柱畸形的Meta分析[J].中國(guó)組織工程研究，2020，24（36）：5880-5885.

[7]周晨，邢文華.3D打印技術(shù)與有限元分析在脊柱側(cè)凸矯形中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)[J].中國(guó)組織工程研究，2021，25（12）：1898-1903

[8]劉正蓬，王雅輝，明穎，等.計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)聯(lián)合3D打印模板應(yīng)用于脊柱矯形可提升手術(shù)精度與矯正效果[J].中國(guó)組織工程研究，2021，25（12）：1826-1830.