研究背景在过去几十年里,医学影像学的发展非常迅速,如CT、MRI、PET、DSA、单光子发射断层扫描(PETCT)等,他们将人体的三维解剖信息压缩到二维的图像上,为疾病的诊断、病变点的定位、手术方案的确定提供了重要的依据,使得手术的安全性和手术的质量有了明显的提高。尽管影像学的出现对骨科的发展有积极的推动作用,但它所提供的信息并不能完全满足骨科手术的需要,近年来,随着计算机图形学、图像学的发展,以及计算机图形处理速度的迅速提高,人们研究了从二维图像到三维图像的重构技术,并进行计算机辅助设下的人体骨骼快速成型建模和快速制造出三维立体模型(CAD-RP),使得医生在复杂的骨科手术之前,可以根据患者的CT图像“量身定做”出人体标本。有了模型的指导,手术之前可以充分地进行体外模拟,设计出最佳的切入路线与步骤,使得手术的风险得到有效控制,手术质量有了明显提高。研究目的评估计算机辅助设计-快速成型技术应用于股骨转子间骨折手术治疗的临床疗效。方法选择2008年1月1日至2008年12月31日解放军广州军区广州总医院骨科收治的股骨转子间骨折患者30例,年龄18～55岁,平均年龄40岁,摔伤8例,车祸12例,坠落伤7例,训练伤3例,男20例,女10例,左侧转子间骨折19例,右侧转子间骨折11例,30例患者按入院顺序交替分为常规手术组(n=15),计算机辅助组(n=15)。所有患者术前均行胫骨结节牵引,计算机辅助组术前行胫骨结节牵引而后行螺旋CT扫描并将所得患者转子间骨折Dicom数据刻成光盘,于戴尔工作站运用Mimic10.0软件重建股骨转子间骨折模型,并仿真模拟股骨转子间骨折复位手术,计算机辅助软件逆向设计与股骨大转子相吻合的组件及置钉套管,计算机精确设计手术钉道,术前将设计好的STL格式文件存盘置于AFS激光快速成型机打印出的置钉模板,术前运用打印好的模型体外演练模拟手术操作制定手术计划并将模型实物带往手术室观摩,置钉模板高温消毒以便术中使用。术中患者仰卧位连续硬膜外麻醉下置于骨科牵引床,术前先行闭合复位C臂机电透见骨折端复位良好后开始手术,两组患者均采用动力髋钢板螺钉内固定,均记录手术时间(平均手术时间从切开皮肤至关闭伤口计算,闭合复位时间及电透次数不纳入统计),记录术中出血量,30例患者术后均拍摄髋关节正侧位平片,门诊随访1年并采用髋关节Harris评分标准对两组手术效果进行评估并比较临床价值。结果应用计算机辅助设计-快速成型建立股骨转子间骨折的1：1实体模型及精确设计的置钉导向模板,将快速成型技术打印好的模型及置钉模板应用于骨科手术,精确地指导医生手术快速精确实施,大大提高了手术的安全性,计算机辅助组平均手术时间(45.07±8.09)min,出血量(115.00±10.49)ml；常规手术组手术时间(55.67±9.53)min,出血量(143.20±17.07)ml，。常规手术组术中电透(10±1.89)次,计算机辅助手术组术中电透(5±1.00)次,两组间差距具有显著性意义(P＜0.05)。相比常规组,运用计算机辅助设计-快速成型技术指导手术缩短了手术时间,减少了术中出血量,避免了术中C臂机反复透视,减少了医患的术中放射暴露,尤其对一些高龄患者更有意义。术后复查髋关节正侧位X射线见骨折端对位对线良好,金属内固定位置良好,所有患者术后均随访一年,应用Harris髋关节评分系统评估患者髋关节功能恢复情况,计算机辅助手术组harris评分(84.33±3.352)；常规手术组harris评分(82.47±3.833),结果显示两组间差别无显著性差异(P＞0.05),两组患者术后无一例无髋内翻畸形及患肢短缩畸形,均达到了术前的预期效果。结论传统手术依赖于医生个体的外科临床经验与技能,存在精确性不足、创伤较大、术中医生和患者需要反复受到射线照射等缺点。用计算机辅助设计—快速成型技术代替医生进行手术方案的三维构思和设计比较客观、定量,且其信息可供整个手术组的每一位成员共享。并可对三维图像与同行进行交流,有了计算机辅助下的人体骨骼快速建模和快速制造设备的应用,使得医生在复杂的骨科手术之前,可以根据患者的CT图像“量身定做”出人体标本。有了置钉模板的指导,手术之前可以充分地进行体外模拟,设计出最佳的切入路线与步骤,使得手术的风险得到有效控制,利用计算机对数字化医学影像的高速处理及控制能力,通过虚拟手术环境为骨科医生从技术上提供支援,使手术成为更微创、更安全、更准确的一门新技术。计算机辅助设计-快速成型技术的发展,实现了从二维图像到三维实物的飞跃,为临床医生对疾病的诊断、病变点的定位、手术方案的确定提供了重要的依据使得手术的安全性和手术的质量有了明显的提高。计算机辅助骨科-快速成型技术应用于手术具有安全,准确等优点,术前采集图像可术中反复使用,并减少术中医患的放射性损伤。