3D打印脊柱侧凸矫形器的数字化设计及效果评估

摘要

背景:目前传统矫形器制造技术需要消耗大量的时间和材料,加工时石膏膨胀系数较大和材料冷却产生回弹会降低矫形器精度,故而计算机辅助设计技术和3D打印技术在矫形器领域的应用正蓬勃开展.目的:基于多学科协作理念,通过光学扫描、计算机辅助设计及3D打印设计,制作一种新型脊柱侧凸矫形器,并对其矫正效果进行评估.方法:选择2019年3至10月就诊于上海交通大学附属第九人民医院3D打印中心的青少年特发性脊柱侧凸患者7例,使用3D扫描仪对患者躯干进行扫描取模,应用Rodin4D软件进行虚拟矫形处理,然后导入Magics进行矫形器的镂空设计,通过3D打印技术进行制作.7例患者每日佩戴矫形器时间20 h以上,随访6个月,对干预前后脊柱侧凸的情况进行分析,观察临床疗效.结果 与结论:①非接触式iPad扫描仪成功取模,法国Rodin4D软件内设计矫形器模型、Magics软件对矫形器模型镂空操作,经3D打印方式制作,成功制作出合适的3D打印个性化脊柱侧凸矫形器;②7例患者均有显著改善,未治疗前Cobb角为(29.43±7.68)°,躯干倾斜角为(11.57±2.76)°;治疗6个月后随访Cobb角为(8.71±5.96)°(矫正72％),躯干倾斜角为(3.57±2.57)°(矫正70％),治疗前后Cobb角和躯干倾斜角差异均有显著性意义(P＜0.01);③提示基于多学科协作理念,将数字化医学与3D打印技术联合应用于康复辅具领域,制作个性化脊柱侧凸矫形器的方案具有可行性,并且矫形器的康复疗效显著.