目的:基于人体胃-食管结构的CT图像进行3D建模，提供胃-食管正常形态及反流形态的3D模型。方法:基于胃-食管结构CT图像，利用Mimics 10.01，Geomagic Studio 2012和SolidWorks 2018软件进行3D建模。其中，使用Mimics软件对模型进行粗分割与细分割，导出胃-食管点云数据；在此点云数据的基础上，使用Geomagic Studio软件对模型进行精简与修补，并完成填充孔洞、光滑曲面等操作，得到较为完整的胃-食管3D模型；最后将3D模型导入到SolidWorks中，处理贲门处结构并建立胃-食管正常模型及贲门病变模型。使用软性3D打印技术对模型进行加工。结果:所建立的胃-食管模型的各项几何参数均在实际范围内，模型具有一定的实用性。结论:该模型可以作为胃外科手术模拟训练的基础材料，帮助医生或医学学生熟练并提高胃外科手术的操作技巧与手术水平。

目的:评价自主研发的预成咬合记录帽制取种植固定修复咬合记录的临床应用效果及转移咬合关系的精确性。方法:基于愈合基台设计系列预成咬合记录帽，光固化三维打印实物。前瞻性收集2020年11月至2021年9月于北京大学口腔医学院·口腔医院修复科就诊、Kennedy Ⅰ类或Ⅱ类牙列缺损拟行种植固定修复的患者12例，需满足不少于2颗后牙连续游离缺失。采用自身对照，对病例同时采用2种方法制取咬合记录：试验组用预成咬合记录帽，对照组用硅橡胶咬合记录材料直接在愈合基台上制取。分别根据两组咬合记录上 架，评价模型咬合关系精确性。采用诊断试验的方法计算模型咬合接触的灵敏度和阳性预测值，并利用口内扫描、模型扫描获取修复前牙尖交错位咬合关系数据，导入三维逆向工程软件计算上下颌余留后牙 面间距，以及配准模型扫描与口内扫描的上颌，计算下颌模型余留牙 面三维偏差值。采用配对 t检验进行两组比较。 结果:纳入男性病例3例、女性9例，年龄（52.6±12.1）岁，缺失牙共36颗。预成咬合记录帽在口内能直接就位，固位、稳定性良好。试验组模型咬合接触的灵敏度（0.73±0.14）显著优于对照组（0.63±0.12， P<0.01），阳性预测值（0.79±0.15）与对照组（0.75±0.10）差异无统计学意义（ P>0.05）。试验组和对照组 面三维偏差值［分别为（357.0±140.2）和（399.4±206.3）μm］差异无统计学意义（ P>0.05）。 结论:用预成咬合记录帽制取种植固定修复咬合记录可提高模型与口内咬合关系的一致性，具备良好的精确性、临床便利性和易用性。

目的:评价几何特征对口内三维扫描仪获取牙列缺失种植修复数字印模精度的影响，为临床应用及口内三维扫描仪算法优化提供参考。方法:选择上颌牙列缺失种植修复标准模型1个作为参考模型，其上植入6枚种植体替代体及相应扫描杆（编号1~6号）。使用牙颌模型扫描仪扫描上颌模型，重复5次，获取扫描数据作为真值。设计并三维打印制作几何特征实体，分别使用口内三维扫描仪A（Trios 3）和B（Aoralscan 2）扫描添加几何特征前后的上颌模型，获取扫描数据，各重复10次。扫描结果导入逆向工程软件（Geomagic Studio 2015），分别测量1号扫描杆与其余扫描杆上平面中心点间线性距离，即D12、D13、D14、D15和D16。正确度为各口内三维扫描仪测量值与真值相减的绝对值；精密度为各口内三维扫描仪测量值组内两两相减的绝对值；数值越小，代表正确度或精密度越好。统计分析添加几何特征前后线性距离的差异，评价添加几何特征与否对两款口内三维扫描仪正确度与精密度的影响。结果:对于口内三维扫描仪A，添加几何特征后D14、D15、D16正确度均显著好于添加前（ t=2.66、2.75、2.95， P<0.05），其中最长距离D16的正确度数值由（101.9±47.1）μm降至（49.6±30.3）μm；D15、D16添加几何特征后精密度均显著好于添加前（ U=378.00、672.00， P<0.05），其中D15精密度［ M（IQR）］数值由40.8（45.1）μm降至13.1（17.0）μm。对于口内三维扫描仪B，添加几何特征后D12、D13、D14正确度均显著好于添加前（ t=3.02、2.66， U=22.00， P<0.05），其中D13正确度数值由（116.6±41.2）μm降至（70.8±35.5）μm。D15、D16添加几何特征前后正确度差异均无统计学意义（ P>0.05），但添加后精密度均显著好于添加前（ U=702.00，489.00， P<0.05）。 结论:几何特征辅助可提高不同扫描原理的口内三维扫描仪获取牙列缺失种植修复数字印模的精度。

目的:探讨3D打印数字化导航模板治疗儿童肘内翻畸形的临床疗效。方法:自2014年9月至2016年11月，我们共收治15例单侧肘内翻畸形患儿，左侧7例，右侧8例。通过逆向工程技术和3D打印技术，所有患儿术中均采用个性化数字化导航模板进行辅助截骨。术后随访根据Bellemore功能评定标准和影像学检查结果对肘关节功能进行评定，比较术后患侧、健侧提携角和肘关节最大屈伸角度是否存在差异。结果:术后随访时间为28～52个月，平均39个月。15例患儿均在术后6～8周获得骨性愈合，无一例出现血管神经损伤或外侧髁骨性隆起等并发症。术后患肢提携角为2°～9°，平均(6.4±2.1)°；健侧提携角0°～8°，平均(5.8±1.9)°；两侧相比差异无统计学意义( P>0.05)。术后末次随访时患肢肘关节活动度最大伸直角度为-8°～11°，平均(1.7±0.5)°；最大屈曲角度为127°～138°，平均(133.7±2.3)°；两侧相比差异无统计学意义( P>0.05)。按照Bellemore功能评定标准：优13例，良1例，可1例。 结论:3D打印数字化导航模板手术操作精准，创伤小，并发症少，可以为儿童肘内翻畸形精准截骨提供一种新的思路和方法。

目的 探讨3D打印截骨导向座、股骨头旋转角度测量器辅助行股骨颈基底部旋转截骨术在临床上的应用效果.方法 自2019年6月至2022年6月,共有3例患者纳入研究,均为男性,右侧1例,左侧2例,年龄分别为48岁、31岁、41岁.术前计算患者股骨颈旋转轴线及股骨头坏死区域旋转角度等参数,结合逆向工程原理设计外科脱位及股骨颈基底部截骨导向座,并利用3D打印技术制作出截骨导向座.术中使用该导向座进行截骨,后借助自主研发股骨头旋转角度测量器精确旋转股骨头坏死区域.记录手术术中出血量、手术时长及术后并发症,术前、术后末次随访采用Harris髋关节评分对患侧髋关节进行功能评价.结果 3例患者均获随访,术后随访时间分别为24个月、20个月、35个月.术中出血量均为300 mL,手术时长分别为130 min、180 min、205 min.术前Harris评分为83分、74分、78分,末次随访Harris评分为94分、86分、83分.术后X线片示旋转程度及固定位置良好,均未见并发症发生.结论 3D打印截骨导向座联合旋转角度测量器有利于传统手术向可量化的、标准化的精确操作演化,为术者术中快速定位及精准截骨矫形提供了一种行之有效的新方法.

目的 通过数字化骨科技术制作出个体化导向模板,在导板引导下在下颈椎实物模型上置入椎弓根螺钉,并比较其与传统徒手置钉方法在置钉准确率方面的区别.方法 随机选取芜湖市第二人民医院2021年1月至2021年12月住院行颈椎CT三维重建的患者CT资料30例,通过Mimics软件进行三维重建,模拟椎弓根螺钉置钉,设计出最佳进针钉道.继而通过逆向工程软件提取设计出个体化反向模板,3D打印制作出椎体模型及带钉道的导向模板.在C3-C6椎体模型上采用随机数字法随机于一侧应用导向模板辅助置入椎弓根螺钉(导向模板组),另一侧徒手置钉(徒手置钉组),检查并比较两组的置钉准确率.结果 所有颈椎椎体模型双侧均顺利完成置钉,共240枚螺钉.导向模板组116枚螺钉(96.7%)位置为Ⅰ级,4枚螺钉(3.3%)为Ⅱ级,而徒手置钉组73枚螺钉位置为Ⅰ级(60.8%),17枚螺钉(14.1%)为Ⅱ级,11枚螺钉(9.2%)为Ⅲ级,19枚螺钉Ⅳ级(15.8%),两组比较差异有统计学意义(P＜0.05).结论 通过计算机辅助软件与3D打印机制作出个体化导向模板,在导板引导下在实物模型上成功完成置钉,置钉准确率较徒手置钉方法有显著优势,具有较好的临床应用前景.

背景:三点力学是踝足矫形器矫正与预防足部各类疾病的有效方法,目前关于3D打印踝足矫形器的临床应用研究已普遍存在,但其涉及三点力学矫正的数值模拟与有限元分析报道相对较少,缺乏相关生物力学实验验证.目的:通过有限元法对踝足矫形器与足部复合模型进行三点力加载分析,观察在三点力干预下佩戴踝足矫形器的足部矫正效果,验证三点力的有效性及踝足矫形器的可靠性.方法:基于医学图像处理软件Mimics构建1例健康志愿者足踝三维模型,采用Rodin 4D与Geomagic逆向工程软件对各模型进行优化处理,设计个性化踝足矫形器模型.利用Solidworks软件对足踝模型进行内侧翻转10°以模拟足内翻病态,通过ANSYS软件结合三点力学原理对足部施力区进行静力加载,在满足人体足部痛阈时分析足踝各组织形变与应力变化,利用显示动力学进一步验证踝足矫形器施加三点力的有效性.结果与结论:①设计的个性化踝足矫形器具有预防足踝内翻和固定作用,在未穿戴踝足矫形器时,受到1 N·m内翻载荷后足踝内翻1.81 mm,而穿戴踝足矫形器后仅为0.44 mm,变形率降低75.7%,预防内翻效果明显增强;②仅冠状面矫正时,跟骨力系过小会加剧患者前足内翻,调整足跟内侧与内踝上方矫正力后,前足内翻角与跟骨位得到改善,但足部内侧趾骨区仍有不同程度内收移位,会加剧患者前足内收畸形;③冠状面、水平面两组三点力系统联合作用矫正效果优于单冠状面,表现为在足跟内侧、第一跖骨干内侧、外踝下方与内踝上方的力(25,10,10,20 N)作用下,前足内侧趾骨无内收移位,前足内翻角减小,并沿X轴外翻矫正1.395 mm,跟骨外翻矫正1.227 mm,在变形比例放大云图下跟骨内翻角由10.21°矫正至7.25°,内翻角改善28.9%;④两平面三点力作用下,足底外侧跖骨负荷减小,内侧跖骨负荷增加,矫正后足底骨骼应力显著得到改善,进一步验证了三点力原理的可靠性,该研究为临床患者穿戴踝足矫形器治疗足内翻提供了重要理论支撑.

3D打印技术历经30多年发展,目前已广泛应用于众多医学学科的研究和实践中.由于3D打印技术具有很强的三维直观性,且具有快速、精准、个性化的特点,近年来在骨科领域发展最为迅速.3D打印技术在小儿骨科领域的应用主要包括制作实物模型、制作手术导板、制作个性化内置物及假体以及骨组织工程等.本文综述了3D打印技术在小儿骨科各个亚方向的应用价值.

目的 探究彩色3D打印技术在泌尿外科经皮肾镜碎石取石术(PCNL)中的应用及临床意义. 方法 随机选择16例彩色3D打印肾结石患者作为A组,利用逆向工程与彩色3D打印技术进行重建并备1∶1大小完整的肾脏、肾血管及肾彩色结石3D模型.选取23例传统PCNL患者作为B组,观察比较A、B两组的手术时间、术中出血量、住院时间、并发症以及结石清除率.手术医师填写模型评估调查问卷,患方填写调查问卷并进行评分. 结果 成功打印出患者的彩色3D结石模型.纳入研究的两组患者年龄、结石大小、铸型结石量无统计学差异.两组的预估穿刺深度与实际穿刺深度分别为A组:(6.5±0.8)cm vs(6.8±1.1)cm (P＞0.05);B组:(6.5±1.5)cm vs (7.6±1.8)cm(P＜0.05).两组医师评分分别为(8.4±0.4),(6.5±0.5)(P＜0.05);患者评分分别为(9.0±0.7),(7.2±0.6)(P＜0.05).两组的结石清除率,手术时间,术中出血量,住院时间,并发症例数分别为:81.25％ vs 73.91％(P＜0.05),(52.27±9.64)min vs(67.39±10.81)min (P＜0.05),(55.49±18.16)mL vs(92.92±22.17)ml(P＜0.05),(6.48±1.51)dvs(7.32±1.43)d(P＞0.05),1例vs3例(P＜0.05).这些结果提示使用彩色3D打印结石模型预估的穿刺点和穿刺深度与实际手术基本相符,出血量更少,手术时间更短、并发症更少.手术医师评价彩色3D打印结石模型满意,患方术前谈话满意度更高. 结论 彩色3D打印技术能够使泌尿外科医生在术前精确、直观地了解肾结石情况,较传统手术获得更高的精确性和安全性.使用彩色3D打印结石模型对患者进行病情讲解和术前谈话可以提高其对肾结石及手术并发症的理解,有利于构建良好的医患关系.

目的:探讨CT三维重建配合3D打印技术在辅助寰枢椎椎弓根螺钉置入的应用价值.方法:通过CT三维重建的多种后处理技术明确寰枢椎病变13例作为观察组,再将CT三维重建、逆向工程原理及快速成形技术相结合,设计出一种新型的导航模板,辅助椎弓根螺钉置入,并与13例之前已通过X线透视置钉法的病例(对照组)进行置钉效果比较.结果:对照组13例共置椎弓根螺钉41枚,其中Ⅰ类置钉9枚,Ⅱ类置钉18枚,Ⅲ类置钉14枚,成功率65.9％;观察组共打印颈椎模型13例,设计导向模板21个,5例由于先前通过X线透视仅在枢椎两侧的椎弓根内置钉,只制作出枢椎的导航模板;模拟手术同样置钉41枚,其中Ⅰ类置钉15枚,Ⅱ类置钉21枚,Ⅲ类置钉5枚,成功率87.8％.结论:CT三维重建的各种后处理技术不仅能够准确的判断寰枢椎病变,并能配合3D打印技术,制作出个体化的导航模板,使上颈椎椎弓根螺钉的置入变得既安全又省时,并能在术后准确评估置钉效果.