上颈椎3D打印模型的精确性验证及在前路枕-寰-枢螺钉内固定术中的可行性

目的 验证上颈椎3D打印模型的精确性,同时在3D打印模型上研究前路枕-寰-枢螺钉内固定的可行性,为手术医师提供一种术前规划方案. 方法 从医院影像系统导出45例正常成人寰枢椎CT扫描数据,导入Mimics软件中进行三维重建,再导入3D打印机打印出三维实体模型,分别在影像系统内和3D打印模型上测量14个参数,对比验证3D打印上颈椎模型的精确度.取30例上颈椎CT数据,导入Mimics软件中进行三维重建,在三维重建模型中,以半径1.75 mm的圆柱体模拟前路枕-寰-枢螺钉内固定轨迹.在前后视图上分别测量螺钉轨迹最小外偏角,记为α1,最大外偏角,记为α2;在侧位视图上,测量螺钉轨迹最小后倾角,记为β1,最大后倾角记为β2.计算α1和α2、β1和β2的平均值,分别记为α3和β3.同时打印相应上颈椎三维模型,以α3和β3为参考,在角度导向器的辅助下,指导前路枕-寰-枢螺钉在3D打印模型上的实验置钉,并测量相应的螺钉外偏角(α4)和后倾角(β4),对比验证三维数字重建螺钉轨迹角度参数和3D打印模型螺钉角度的异同. 结果 寰枢椎14项影像参数测量数据和3D打印模型测量数据对比差异均无统计学意义(P＞0.05),内相关系数(ICC)统计发现,13项参数＞0.800.30例上颈椎模拟螺钉轨迹测量计算结果:左右α3分别为(12.6±3.7)°和(12.0±4.2)°,左右β3分别为(23.9±4.8)°和(23.4±4.9)°.相应的3D打印模型的螺钉角度左右α4分别为(12.0±4.1)°和(12.3±4.1)°,左右β4分别为(23.4±4.2)°和(22.8±4.4)°.对比三维数字重建螺钉轨迹角度参数和3D打印模型螺钉角度差异无统计学意义(P＞0.05). 结论 3D打印技术可以提供精确的上颈椎模型,同时在三维重建模拟置钉技术和角度导向器的辅助下,可以成功实现准确的前路枕-寰-枢螺钉内固定.