3D打印技術(shù)在脊柱外科的應(yīng)用

陳 偉

（武漢市普仁醫(yī)院，湖北 武漢 430080）

1 3D打印技術(shù)簡(jiǎn)介

3D打印技術(shù)，又稱(chēng)3DP，是一種快速成形的技術(shù)，就是根據(jù)一定的數(shù)據(jù)資料及模型，運(yùn)用一些特殊材料，通過(guò)逐層打印的技術(shù)來(lái)做出實(shí)體模型的技術(shù)。這種技術(shù)目前主要應(yīng)用于醫(yī)療行業(yè)、教育行業(yè)及土木工程等多方面領(lǐng)域?？傊?，3D打印技術(shù)的發(fā)明，給社會(huì)各行業(yè)都帶來(lái)了好處。

2 脊柱外科中的3D打印技術(shù)

根據(jù)人體構(gòu)造圖，我們可以得知，人體的脊柱結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。日常生活中，如果傷到了脊柱，可能會(huì)帶來(lái)各種復(fù)雜的并發(fā)癥。因此，在進(jìn)行脊柱外科手術(shù)的時(shí)候，主治醫(yī)師需要高度集中，不容許出現(xiàn)一絲一毫的誤差，對(duì)醫(yī)生的技術(shù)也是一種很大的考驗(yàn)。因?yàn)橐稽c(diǎn)點(diǎn)的偏差，都有可能導(dǎo)致患者癱瘓，甚至付出生命的代價(jià)。所以，3D打印技術(shù)的發(fā)明，可以在很大程度上提高手術(shù)的精準(zhǔn)率及成功率，在脊柱方面疾病的診斷及手術(shù)進(jìn)行都起到了很大的作用。

2.1 術(shù)前診斷與規(guī)劃

由于脊柱結(jié)構(gòu)的特殊性，周?chē)泻芏嗥渌纳窠?jīng)組織及血管，因此單單根據(jù)患者對(duì)自身病情的描述及傳統(tǒng)方法下的影像資料很難做出精確的診斷，遺漏一小部分的細(xì)節(jié)，就可能做出錯(cuò)誤的判斷，當(dāng)然之后的治療的方法也就是錯(cuò)誤的，對(duì)患者的病情很不利，造成越治情況越糟糕，這也是對(duì)患者生命安全極度的不負(fù)責(zé)任。而且，醫(yī)生很有可能根據(jù)以往的治療經(jīng)驗(yàn)做出片面的診斷，這對(duì)患者也是很不好的。因此，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中，需要借助3D打印技術(shù)，建立多維模型，制造實(shí)物模型方便醫(yī)生進(jìn)行全方面精確的分析與診斷，進(jìn)而做出最準(zhǔn)確的診治手段，避免出現(xiàn)因錯(cuò)誤診斷而錯(cuò)過(guò)最佳治療時(shí)間的嚴(yán)重后果，對(duì)患者做到絕對(duì)的負(fù)責(zé)。診斷了患者的病情后，醫(yī)生仍然可以用打印出來(lái)的多維模型進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃，主要包括對(duì)患者患病部位的精確測(cè)量分析及手術(shù)過(guò)程中該從哪個(gè)部位開(kāi)始進(jìn)行，制定手術(shù)路線。同時(shí)醫(yī)生可以在手術(shù)前利用3D打印技術(shù)進(jìn)行手術(shù)模擬，確定手術(shù)方案的可行性，防止手術(shù)過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題。

2.2 醫(yī)患溝通交流

患者往往對(duì)自己的病情是不了解的，即使知道哪里不舒服，但對(duì)于具體情況還是說(shuō)不出所以然。通過(guò)3D打印技術(shù)，可以打印出患者患體的多維圖，繞開(kāi)那些難懂的醫(yī)學(xué)術(shù)語(yǔ)，方便患者了解自己的病情及醫(yī)生與患者及患者家屬之前的交流溝通，使患者及其家屬能更加相信醫(yī)生，放心的把自己交給醫(yī)生。在一定程度上，緩解了目前緊張的醫(yī)患關(guān)系。

2.3 個(gè)體化支具定制

脊柱方面的疾病，很多都要借助特殊材料為患者做支具，讓患者可以正常的生活。結(jié)合力學(xué)方面的知識(shí)，3D打印技術(shù)可以對(duì)不同患者不同類(lèi)型的傷勢(shì)進(jìn)行定制，做到每位患者得到最適合自己的治療方案。首先，3D打印技術(shù)的材料具有多樣性，而每位患者身體適用的材料也不一樣。

2.4 術(shù)后修復(fù)與檢測(cè)

手術(shù)后，醫(yī)生要幫助患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，力求將手術(shù)對(duì)患者的影響降低到最小。借助3D打印技術(shù)對(duì)患者術(shù)后的恢復(fù)情況進(jìn)行檢測(cè)，一步一步的制定進(jìn)一步治療方案，直到達(dá)到最好的療效。

2.5 脊柱外科手術(shù)的教學(xué)與培訓(xùn)

既然3D打印技術(shù)可以幫助醫(yī)生分析患者病情，那同樣也可以應(yīng)用于脊柱外科的教學(xué)中。對(duì)于脊柱外科的學(xué)生來(lái)說(shuō)，他們要掌握脊柱的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，了解脊柱周邊的神經(jīng)的分布，抽象的知識(shí)對(duì)他們來(lái)說(shuō)可能很難理解與記憶。

3 3D打印技術(shù)在脊柱外科手術(shù)中的優(yōu)勢(shì)

比起傳統(tǒng)的脊柱外科治療，3D打印技術(shù)具有很明顯的優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的治療手段缺乏精準(zhǔn)度，在手術(shù)過(guò)程中可能出現(xiàn)較大的誤差，大大降低了手術(shù)的效果。并且，傳統(tǒng)的治療手段很難做到對(duì)患者病情的精確診斷。3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)以下幾個(gè)方面。

3.1 形狀上的優(yōu)勢(shì)

3D打印技術(shù)可以根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型打印出任意形狀的物體，做出和人體結(jié)構(gòu)一模一樣的模型。這種操作和人體解剖很相似，人體解剖可以通過(guò)嫻熟的技術(shù)將一個(gè)組織結(jié)構(gòu)完整的從人體中分理出來(lái)，而3D打印技術(shù)同樣可以打印出人體任意結(jié)構(gòu)的形狀，精確地把患者的手術(shù)部位分離出來(lái)，進(jìn)行詳細(xì)的分析與測(cè)量，做出實(shí)物模型，進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃，提高手術(shù)的成功率，這是傳統(tǒng)脊柱外科治療所做不到的。

3.2 微孔的調(diào)節(jié)

3D打印技術(shù)的微孔調(diào)節(jié)這一優(yōu)勢(shì)在脊柱外科手術(shù)中得到了很好的體現(xiàn)，因?yàn)樵诩怪饪剖中g(shù)等骨科手術(shù)中，根據(jù)患者的受傷嚴(yán)重程度，往往要往患者體內(nèi)填充某些物質(zhì)，使患者的受傷部位重新恢復(fù)為適應(yīng)人體結(jié)構(gòu)的組織。3D打印技術(shù)通過(guò)微孔的調(diào)節(jié)，結(jié)合力學(xué)方面知識(shí)，控制填充物質(zhì)時(shí)的力度，減小誤差。

3D打印技術(shù)在脊柱外科中的應(yīng)用用一個(gè)詞語(yǔ)來(lái)概括就是“精確”：精確診斷、精確規(guī)劃、精確治療。借助3D打印技術(shù)，醫(yī)生能做出精準(zhǔn)的診斷，制定相應(yīng)的治療方案，讓患者及時(shí)得到治療，并提高了手術(shù)的成功率，減少各種并發(fā)癥的發(fā)生，增強(qiáng)了患者對(duì)醫(yī)生的信任度，緩解醫(yī)患關(guān)系，給醫(yī)學(xué)行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了巨大的發(fā)展。隨著科技的迅速發(fā)展，相信3D打印技術(shù)在脊柱外科及其他領(lǐng)域的應(yīng)用會(huì)更加廣泛，為社會(huì)的發(fā)展帶來(lái)更多的福利。