口腔数字化技术的类型范文

时间:2024-04-11 17:27:10

导语:如何才能写好一篇口腔数字化技术的类型,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

口腔数字化技术的类型

篇1

关键词:口腔颌面部数字化治疗

中图分类号:R78文献标识码:A文章编号:1003-9082(2019)10-0005-01

一、认识数字化

1.何为数字化

数字化是将图片、结构、界限等许多信息转变为可量化的数字,然后利用这些数字信息建立新的模型,输入电脑后统一处理,随后指导现实操作的过程。把数字化技术引入到口腔颌面外科学的诊疗活动中,有利的促进医患沟通,扩展了医生手术野,开辟了同行交流与教学观摩的新途径,更重要的是保证了手术的安全性,使患者预后功能与美观兼具,提高了患者预后生活质量。

2.数字化与医学结合的發展历史

1995年,美国麻省理工教授葛旁蒂的著作《数字化生存》问世,随后数字化深入人心,涉及到各行各业。近年来,医学技术的提高,很大程度上得益于数字化的发展。CAD/CAM起始于1952年,由法国牙医费朗索瓦.杜雷特教授将之引入到口腔领域;上世纪80、90年代,美国人发明的3D印刷机并取得了专利权。1995年,美国ZCorp公司开发出了3D打印机。2012年苏格兰科学家首次利用3D打印机造出了肝脏组织;2019年1月,美国加州圣迭戈分校首次利用3D打印了脊髓支架,获得成功;手术导航于上世纪90年代起始于欧美国家。2006年,复旦大学数字化医学中心成功研发了国产手术导航系统;2017年9月,由中国第四军医大学赵铱民教授牵头研制的首台自主式种植牙手术机器人问世,代表着口腔医学进入机器人时代。医学的发展离不开先进科技的辅助,完美的把医学与数字化结合起来,必然为医学插上腾飞的翅膀。

二、数字化在口腔颌面外科学的最新应用

1.互式图像控制系统(MIMICS)和3D打印技术在颌面部手术中应用

交互式图像控制系统[2](MIMICS)是一款由Materialise公司精心研制的以影像学为基础控制系统,具有模块化功能,能满足用户不同的需求。利用MIMICS可以模拟真实情况,生动逼真地恢复骨质缺损。张永福、刘扬等[3-4](2017)报道了MIMICS在下颌骨肿瘤切除后组织重建、颌骨骨折复位中的应用,术中以及术后效果良好,随访患者满意度高。

3D打印是上个世纪80年代末期开始,90年代初逐渐兴起的一项新兴制造技术,又名增材制造。是现代计算机技术、网络技术、数字化技术、摄像技术的有机结合。其原理是往往以数码扫描为基础,逐层扫描,堆积成形,通过对层片材料的由点到线,由线及面的堆积,精准迅速地制作出三维实物的一种新型加工技术[5]。计算机辅助手术系统和3D打印技术的完美结合,成功地实现了缺损部位无缝隙复位。具体步骤是计算机通过CT信息获得立体图像,实现三维模型的重塑。医生术前需要用记号笔标出病变切除范围,同时镜像技术可以辅助生成成缺损区所要的标准数字模型,最后由3D打印机完成赝复体的制作。利用此模型模拟手术,为手术材料的制备提供精准的数据支持和位置参考。青岛大学杨光辉、王静等(2017)报道了3D打印技术在颌骨修复中的临床应用,效果理想,成功恢复解剖结构,达到预期目的。

2.数字化导航在肿瘤切除、骨折复位中的最新应用

导航是计算机辅助手术使用图像处理数据方法之一。在计算机辅助设计的前提下,采用导航系统,作为下一步的进展,便于外科医生在显示器上实时显示手术器械的实际位置,显示病人的CT或MRI三维数据。导航系统通过手术场的放大,可以同时显示不同类型的图像,清晰显现解剖结构,并具有引导手术路径的作用。这些系统最近已经发展,提高了精确度和简化手术程序,以减少术中的危险性。导航技术的发展提高了手术的可行性和可预见性,使口腔和颌面部的手术更加精确。

3.数字化技术在颌面外科围手术期的应用

颌面部外伤常常导致患者颜面部外形的损伤,有擦伤、挫伤、撕裂伤、撕脱伤等软组织损伤,也有颌骨、颧骨、鼻骨、牙齿等组织损伤,尤其是造成功能部位严重缺损的患者,心理是影响治疗和预后的显著因素。现代医学一致认为成功的疾病治疗是心理和生理治疗的有效结合。临床工作中经常有患者表达出焦躁情绪,拒绝与他人交流,尤其关注别人对自己面貌的看法。此时,数字医学的精确治疗,可使患者对外形恢复充满信息。四川大学华西口腔医院毛映等人(2017年)认为应加强数字化在颌面外科围手术期管理中的应用。

三、数字化在口腔颌面外科应用的前景展望

数字化与口腔颌面外科相结合的应用主要表现在以下方面:1)术前护理,收集数据近而三维重建,精准分析病变大小等,也可以预设切除位置、定点定位、制作导板;2)根据术前三维重建模型,对缺损数据整理录入计算机备用;3)利用导航系统精准指导手术切术,保证安全准确,恰如其分,防止遗漏和过度切除;4)利用MIMICS、3D打印技术等技术制作赝复体,生动逼真地还原缺损部位。

篇2

关键词优化设计;口腔陶瓷;去除机理;磨削

口腔陶瓷修复体(义齿)色泽接近真牙、耐磨性高并且生物相容性好,不易附着细菌,长期以来一直在口腔领域应用。口腔CAD/CAM技术的发展,极大地提高了口腔陶瓷修复体加工效率和质量,与之配套的牙科可切削全瓷材料也成为研究热点[1-3]。2005-2014年,CAD/CAM全瓷修复体数量正逐年快速增长[2],并且新型产品不断出现。根据口腔修复的特点,口腔陶瓷修复体(义齿)的修复过程主要包括4个方面:口腔修复陶瓷材料的制备、成型加工制作、口腔调磨修复和临床使用性能评价[4-5]。口腔陶瓷修复材料本身具有高硬高脆低韧度的特性,同时,修复体的表面形貌复杂、尺寸微小,致使其在成型加工和修磨过程中易出现碎裂、崩边、微观裂纹等缺陷,陶瓷修复体就位、承受反复咀嚼的咬合力时易折断,给使用效果带来很大的负面影响[6-8]。为了延长其临床寿命,许多研究致力于材料的增强增韧技术,目前使用材料的强度和韧性均获得很大提高,但同时也增大了修复体就位前的外形修磨的难度,易出现修复体表面及亚表面存在不同程度的微裂纹和微破坏,从而影响其临床寿命。修复体临床寿命也不仅仅取决于材料的性能,加工工艺和后续口腔修复体调磨也是不容忽视的影响因素。不论是成型加工还是外形修磨,本质都是材料去除的过程。因此,充分了解全瓷材料的磨削去除机理,选择合理的加工方式及加工工艺,以减轻加工过程中刀具的磨削力和磨削温度对修复材料造成的损伤,是提高修复体表面质量、延长其临床寿命的重要途径。本文介绍了不同口腔陶瓷修复材料及其加工方式和加工工具,阐述了口腔陶瓷修复材料的磨削去除机理、磨削力及磨削表面质量等研究现状,并提出了后期研究发展的主要方向。

1口腔陶瓷修复材料

目前,可切削的口腔修复陶瓷材料主要有长石瓷、玻璃瓷、氧化铝瓷、氧化锆瓷、玻璃渗透陶瓷等5类,图2为5种义齿陶瓷材料力学性能的区别[8]。

1.1长石瓷

长石瓷是种硼硅长石质玻璃,玻璃基中分布着不规则的晶粒结构,应用于前牙贴面、全冠及后牙嵌体等,具有良好的美学效果和接近天然牙齿的磨耗度,经研磨抛光后便可于口腔中应用。

1.2玻璃瓷

玻璃瓷是一种由微晶体和玻璃相组成的硅酸盐材料,透光性好,有“变色龙”之称,切削性能良好,用于贴面、嵌体及前后牙单冠的制作。

1.3氧化铝瓷

氧化铝瓷为玻璃基质中分散有一定的氧化铝结晶,是高强度陶瓷,适用于嵌体、单冠、前牙桥、后牙冠的制作。

1.4氧化锆瓷

氧化锆瓷由于特有的应力诱导相变增韧效应,其强度和韧性均优于传统的长石瓷和氧化铝瓷,有“陶瓷钢”之称,成为国内外口腔材料最关注的热点,可用于冠及固定桥。

1.5玻璃渗透

陶瓷玻璃渗透陶瓷是由至少2种互相交织的材料组成,拥有良好的强度及韧性,适用于后牙的修复。

2口腔修复体CAD/CAM系统与加工工具

2.1口腔CAD/CAM系统

口腔修复体CAD/CAM加工已逐步实现数字化、智能化,如图3所示,首先是获取患牙信息数据,然后数字化个性设计义齿和CAM加工义齿[9]。不同的口腔修复体材料,其加工工艺会有所不同:一般金属类材料直接采用义齿雕刻机床进行铣削加工,获得成品;烤瓷类材料经磨削或铣削后要进行烧结,最后修整获得义齿;一些全瓷材料经磨削,然后经调磨、上釉获得成品,大大提高了牙体修复的效率及精确度。目前,国内外已有十几种商品化系统,较常见的Duret、Lava、Procera、Everest、ZENO、DCS及Cercon等牙科CAD/CAM系统主要集中在技工室,目前成熟的椅旁CAD/CAM系统仅有CEREC系统和E4D等2种系统[10],可制作嵌体、高嵌体、贴面、全冠、烤瓷冠的基底冠、烤瓷桥的桥体支架等。如表1所示,不同的系统其扫描成像系统、加工材料、加工类型及数控加工中心都是不同的[11]。

2.2口腔陶瓷修复体加工工具

根据加工材料及工艺的不同,口腔陶瓷修复体成型加工工具有金刚石义齿磨针(磨头)和义齿铣刀2种。对于不同的CAD/CAM加工系统,2种义齿刀具的结构设计及应用范围也不同。目前,大部分口腔陶瓷修复体研磨机加工义齿时,分为粗磨(铣)削、半精磨(铣)削、精磨(铣)削3个工序。金刚石义齿磨针有平底磨头、球磨头、锥度磨头(图4),义齿铣刀主要有圆鼻铣刀、球头铣刀和立铣刀(图5)。义齿修磨刀具主要是金刚石车针,对就位前的修复体进行表面修整和牙体窝洞的制备,根据结构不同,有圆头锥形车针、平头锥形车针、鱼雷形车针、火焰形车针和杵形车针等。2.2.1金刚石磨针金刚石磨针有应用于义齿成型加工的金刚石义齿磨针和应用于牙科手机上进行义齿修磨及牙体预备的金刚石车针2种不同类型,二者在结构及性能要求等方面的差别如表2所示。根据国际标准,金刚石磨针分为5种类型:超粗粒度金刚石磨针(151~213μm,黑色)、粗粒度金刚石磨针(125~150μm,绿色)、标准金刚石磨针(106~125μm,蓝色)、细粒度金刚石磨针(53~63μm,红色)、特细金刚石磨针(20~30μm,黄色)。义齿成型加工一般多采用粗粒度金刚石磨针和标准金刚石磨针[12],唯独CEREC系统采用细粒度磨针,无需换刀便可实现精准快速陶瓷修复体成型加工,是目前性能最为稳定的系统。(1)金刚石义齿磨针应用于CEREC、Duret、Dux、DCS、Roland及Cercon等口腔CAD/CAM系统数控研磨机[13],主要针对玻璃陶瓷、长石类陶瓷和烧结的氧化锆陶瓷等修复材料进行成型磨削加工。一般锥形义齿磨针用于义齿修复体的啮合面部分磨削,其余义齿修复体部分根据其形状的不同,可采用球头义齿磨针和平底义齿磨针磨削[14]。金刚石义齿磨针制备方法有烧结金刚石、电镀金刚石及钎焊金刚石3种,其中前两者已广泛应用于牙科。烧结金刚石工具常为多层磨料,成本低,商业化程度高,但由于烧结温度高且时间长,会影响金刚石强度。电镀金刚石工具为单层磨料,制作简便,但金刚石出刃高度低,锋利度不足,易出现金刚石颗粒脱落。钎焊金刚石工具通过化学反应将金刚石、结合剂、基体牢固结合,较前两者结合力大大增强,且出刃高、锋利度好,但是生产成本高,难以实现量化。(2)金刚石修磨车针动力装置是牙科低速和高速手机,对陶瓷修复体进行毛刺去除及外形修整。根据车针的大小、形状、应用类型和粒度不同,选取牙体预备及修磨所需的类型以提高精确度,基体颈部颜色标识只限于金刚石修磨车针。2.2.2口腔陶瓷修复体加工铣刀口腔陶瓷义齿铣削工具主要为金刚石涂层铣刀,专门针对氧化锆修复体进行成型加工。金刚石涂层可有效延长刀具寿命、提高切削效率。铣刀整体为硬质合金,有直槽型和螺旋槽型,根据不同口腔CAD/CAM系统要求,金刚石涂层铣刀在刀柄直径、切削刃数及切削角度等设计方面有所不同。切削直径最小达0.3mm,可实现牙冠边缘超精加工,保证表面质量。

3磨削加工研究

3.1磨削去除机理

材料表面形成机理影响其表面质量,不同机理形式反映出不同程度的材料损伤,而机理的形成受材料、刀具、加工方式及参数影响。若能通过控制变量,优化工艺,减少修复材料的内部裂纹及边缘破损,则可大大提高工作效率。工程陶瓷机理研究已趋于成熟,医用陶瓷却处于初期阶段[5]。Malkin等[15]认为研究陶瓷材料高效率、高质量加工的磨削机理,其方法有压痕断裂力学法和磨削加工观察法2种。压痕法侧重小面积地分析力与材料去除的关系;磨削加工是通过分析磨粒切除材料产生的磨削力、温度,观察切屑及表面,而获取材料去除机理。Warnecke等[16]指出,陶瓷材料去除机理受加工刀具结构、加工量及加工过程中产生的力和温度相互作用影响。于天来等[17]开展了Y-TZP陶瓷磨削去除机理方面的研究,结果表明:Y-TZP在磨削加工过程中主要通过塑性变形、脆性断裂和粉末化等方式去除。韩振鲁等[18]针对纳米ZrO2牙科陶瓷进行磨削去除机理实验研究,通过观察发现:最大未变形切屑厚度为5.23μm及以上、1.9~2.1μm、1.9μm以下的材料去除方式分别为脆性去除、塑性与脆性相结合、塑性去除。Yin[19]对不同的齿科陶瓷进行微细磨削及压痕实验,结果表明:断裂韧性低的材料如长石类陶瓷以脆性变形为主,而断裂韧性高的如氧化锆瓷,以塑性变形为主。Chang等[20]用3款不同粒度金刚石磨头对4种齿科修复材料进行磨削实验,发现材料去除方式受磨粒影响:用细粒度和极细粒度的磨头时,4种材料以塑性方式去除;用标准粒度的磨头进行加工时,会出现部分区域脆性去除。韩翼刚[21]对VitaMarkII进行压痕和大深度磨削实验,通过观察磨削后的材料表面和分析磨削力变化,综合压痕横向断裂力学实验揭示磨削机理,发现用不同粒度时,磨削的材料都包含塑性去除和脆性去除2种方式,但磨头粒度越小,塑性区域越大。

3.2磨削力

磨削力是评价可磨削性优劣的一项重要指标,而磨削力的大小与磨具的形状、硬度、粒度及磨削用量等密切相关,寻求最佳磨削力区是提高磨削质量的重要步骤。刘艳等[22]采用2种不同粒度的钎焊金刚石工具磨削氧化锆陶瓷,粒度小的磨削力小;张二红[23]通过体外磨削VitaMarkII实验分析了不同的加工参数和材料所受的切向力、法向力之间的关系,并利用ANSYS软件建立试件磨削力预测模型,结果表明:随着材料去除率的增加和最大未变形切屑厚度的增加,磨削力、力比均有所增加,比磨削能减小。彭建辉[24]研究了不同修复材料下的磨削力,发现磨削力会随着进给速度、切削深度增加而增大,但切削深度影响大于进给速度,在不同加工参数下,白石榴石陶瓷磨削力大于长石瓷磨削力。鲍乐[25]在医用氧化锆磨削仿真与实验中得出:磨削参数对磨削力的影响程度由大到小依次为磨削宽度、磨削深度、主轴转速、进给速度。吴海兵等[26]基于离散型仿真模型对牙科氧化锆陶瓷磨削加工进行了动态仿真,仿真结果表明:在保证表面质量的情况下,提高磨头转速可降低磨削力,保证磨削过程的稳定。Yin等[27]采用高进给磨削加工齿科陶瓷,法向力和切向力随切削深度和最大切屑厚度增大而增大,随进给速度增大而减小;磨削比能随切削深度、最大切屑厚度和随进给速度增大而增大;切削深度大于150μm后,法向力急剧增大。宋晓菲等[28]对长石质玻璃瓷与白榴石瓷两种口腔材料进行了体外调磨实验,通过分析发现:切削深度和进给速度变化影响材料的切向力、法向力及磨削能,但对表面粗糙度无影响;在同加工参数下,白榴石瓷较长石质瓷表面质量更好。肖行志等[29-30]采用超声辅助磨削加工牙科氧化锆,并建立切削力的指数预测模型、BP神经网络预测模型及理论预测模型,经实验与模型对比,结果显示:基于BP神经网络预测模型更适合磨削氧化锆加工;同时,实验与模型都表明切削力会随着主轴转速、进给速度、切削宽度增大而增大,随着振幅增大而减小,振频则无影响。雷小宝等[31]设计正交试验磨削加工未烧结氧化锆齿科陶瓷,根据结果建立模型预测磨削力。H-Meng等[32]提出超声辅助加工氧化锆陶瓷的力学模型并经实验验证,结果相吻合:切削力会随着进给速度、磨粒浓度及磨粒角度的增加而增大,随主轴转速、磨粒尺寸及超声振幅和频率的降低而减小,随着切削深度增加,切削力先增大后减小。

3.3磨削表面质量

陶瓷修复体的表面质量是决定修复体临床耐磨性及使用寿命的关键因素,而研究表面质量则从表面的完整性和表面形貌两方面入手。光滑的表面能减少口腔细菌黏附,提高美观效果,使患者感觉舒适[33-34],而表面粗糙度增大及裂纹扩散在一定范围内将会导致陶瓷修复体强度降低[35],缩短临床寿命,因此,探索影响表面质量因素是至关重要的。

4结论

篇3

关键词:高职高专;口腔组织病理学;微课教学;探究;

作者简介:蒲文静(1982-),女,甘肃陇南人,本科,讲师,主要研究方向:口腔病理学。

口腔组织病理学是口腔医学专业学生的一门专业基础课,内容包括口腔组织学、口腔胚胎学和口腔病理学三部分,对口腔专业学生正确认识、诊断和治疗口腔疾病有重要的意义。许多高职高专院校医学生普遍反映:该课程中部分知识点难以记忆、理解和掌握,笔者在实际教学中引入微课教学法,使学生能够轻松掌握教学重点和难点,与此同时又培养了学生独立思考、自主学习的能力和科学思维方法,教学效果良好。

1高职高专口腔组织病理学教学现状

1.1学生基础知识薄弱

高职高专学生的文化基础总体比较薄弱,学习成绩差异比较明显,缺乏扎实的基础教育功底。在课堂学习中,学生对于重点、难点知识的理解、接受能力相对较差,课堂教学效率不高。

1.2教学资源相对缺乏

高职高专院校和其他本科医学院校相比,教学、科研经费较少,用于实践教学的资源相对比较匮乏,如教学模型、大体标本和切片,等;加之口腔组织病理学实验标本购买也较困难。例如:牙磨片制作成本高、耗时多、制作工艺难度大,许多高校已不再开设牙磨片制作的实践课,在其他公司购买的标本又缺乏典型性。因此,造成教学标本短缺而影响教学效果。

1.3教师生均辅导时间较少

目前,大部分医学高职高专学制为三年或四年,总学时数相对本科院校要少很多,课堂教学任务繁重。因此,教师和学生之间交流互动的机会较少,导致课堂气氛沉闷,学生学习中遇到的问题得不到及时、有效的解决。

2微课的概念及主要特点

2.1微课的概念

微课是近年来新兴的教学方式。“微课”一词,来自美国新墨西哥州圣胡安学院高级教学设计师、学院在线服务经理戴维·彭罗斯(davidpenrose)于2008年秋首创的“微课堂”。在此基础上,佛山市教育局胡铁生在国内首先提出了微课的概念[1]。微课是指按照新课程标准及教学实践要求,以教学视频为主要载体,反映教师在课堂教学过程中针对某个知识点或教学环节而开展教与学活动的各种教学资源的有机组合[2]。微课的主要载体是视频,通过视频来记录教师的课堂教学活动[3]。

2.2主要特点

微课的主要特点包括:①教学内容少而精。微课主要是为了讲解课程中的某个知识点(如教学重点、难点、疑点内容)的教学,或是反映课堂中某个教学环节、教学主题的教与学活动[4]。内容少而精、主题突出、针对性强;②教学时间短。一般为5-20min,最长不宜超过20min;③资源容量小。集视频、动画、图片等于一体,总容量只有几十兆;④访问途经多样化。可通过多种终端访问,实现移动性学习。微课不是单纯的学习资源,而是通过学习资源承载的教学服务,具有快餐化、简单化、实用化、多样化、聚焦化、智能化等多种特点,便于学生个别化的选择教学资源。

3微课在教学中的应用和优势

信息化资源建设与共享是科学推进教育信息化加速发展的基础性工作和关键环节[5]。目前,微课已成为当前我国教育信息化资源建设的重点和热点。通过微课教学模式的使用,有以下优势:

3.1使用微课教学,能够激发学生的学习兴趣

微课的核心组成内容是课堂教学视频,并以其为主线统领教学设计。教学使用的多媒体素材集视频、图像、声音、PPT于一体,全面呈现多媒体技术的运用,且画面设计优美,内容安排得当,节奏把控准确,交互性强。如此丰富的教学资源,可进一步调动学生学习的积极性,激发其学习兴趣,提高学习效果。

3.2针对教学的重点和难点开展微课教学,提高教学效果

微课不可能像正常课堂那样进行大容量的教学,而是在有限的短时间内完成教学任务,必须精选课题内容[6]。微课是针对某个小知识点或具体问题解决的小型化、针对性教学,不是单纯的学习资源,而是通过学习资源承载的教学服务,既有别于传统单一的教学课例、教学课件、教学设计、教学反思等资源类型,又是在其基础上继承和发展起来的一种新型教学资源;既要做好教学思路设计,包括如何讲解,如何使用标本、模型和图片,如何运用各种计算机软件提供的动画展示、强调展示、路径展示、字幕展示,等,又要对微课内容由进行策划、创作,将学科教学重点、难点按教学大纲的要求和学生学习进度以及学习体系的需求,制成一个个微小视频上传到教师微课资源管理平台,方便网络课程建设和使用,提高教师课堂教学。例如:牙周组织中牙龈固有层中胶原纤维的方向排列有五组,即龈牙组、牙槽龈组、环行组、牙骨膜组、越隔组;牙周组织中牙周膜主纤维的分布也有五组,即牙槽嵴组、水平组、斜行组、根尖组、根间组。以上两个知识点既是教学的重点也是教学的难点,在微课教学中,将这两部分知识放在一起讲解作为一个小专题,配以切片图、动画演示、比较表格以及相应的随堂测试题等(如图1所示)。通过对学生教学应用检测和学生的评价反馈表明,微课教学效果良好,学生能更加深入、快速地接受容易混淆的知识。对改变学生学习态度、培养自学能力、提高教学效果等方面起到了积极的促进作用。

3.3根据学生特点,使用分层教学

20世纪30年代初,原苏联教育家维果茨基在阐述教学与发展之间关系的时候首先提出了“最近发展期”的概念。他认为:每个学生都存在着两种发展水平,一是现有水平,二是潜在水平,它们之间的区域被称为“最近发展区”。教学只有从这两种水平的个体差异出发,把最近发展区转化为现有发展水平,并不断创造出更高水平的最近发展区,才能促进学生的发展。从这一理论基础出发,不断形成分层教学体系结构。分层教学就是教师根据学生现有的知识、能力水平和潜力倾向把学生科学地分成几组各自水平相近的群体并区别对待,这些群体在教师恰当的分层策略和相互作用中得到最好的发展和提高,这在一定程度上克服了传统班级授课制的缺陷,使学生能够获得自己想要的知识[7]。教学活动的中心是学生,倡导以学生为主体,教师为主导的教学方法。微课教学目标明确,内容选取符合教学实际,针对性强,相对完整;教学过程充分体现了教师的主导作用和学生的主体作用,同时又关注个性差异,且教学效果反馈及时,教学特色鲜明,优于传统课堂教学能较好地完成教学目标,体现信息技术与学科教学整合对提高教学质量的作用。教师在教学前,要根据学生的专业、层次和知识储备,对学生进行分层教学,播放相应的教学资源。例如:对于口腔颌面部肿瘤,针对不同专业的学生,在讲解的深度和广度上就可以做适当的调整,以满足不同学生的需求。和传统课程体系结构相比,分层教学具有更强的针对性,更适合不同水平层次学生的要求。有助于培养学生学会学习,有利于培养学生的创新精神,有利于学生个性和潜能的发展,增强了学生自主学习的能力,提高了学习的主动性。从学生满意度方面来看,实施分层教学既可满足高水平层次学生的求知欲,又能解决低水平学生的问题,使学生的满意度得到提高。

3.4以微课教学为契机,提高教师的教学水平

微课教学是一种新的教学方式,对于教师而言也面临着一个新的挑战。同时,微课对教师也是一个学习的过程,是教师成长的一种新途径。现代教学观要求教学方法和教学手段的改革,教师在制作微课视频的过程中,根据教育教学规律和学生的现状以及学生反馈的问题,不断思考自己在教学中的不足和问题并寻找解决问题的方法和途径,这也是对自己教学实践经验的总结,有助于促进教师再学习,提高教学水平和能力。

3.5通过微课教学平台,促进同行教师交流

篇4

【关键词】 3-D打印; 全膝关节置换; 临床应用

3-D打印技术,是以计算机三维设计模型为蓝本,通过软件分层离散和数控成型系统,利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结,最终叠加成型,制造出实体产品。最早起源于19世纪末的美国,随着智能化的发展,3-D打印技术逐步成熟,并应用于各行业,影响着人们的生活。近年来,3-D技术应用于医学行业有广泛的报道,苏格兰科学家 Faulkner-Jones等利用细胞打印出人造肝脏组织[1]。本院将3-D打印技术运用于全膝关节置换,取得良好的临床效果,现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 本组6例患者,男3例,女3例,68~81岁,平均74.6岁。纳入标准:(1)符合骨关节炎诊断标准。(2)所有病例手术前均全面体检及辅助检查,并经1位资深主任医师手术治疗,手术后住院2周以上。(3)所有骨关节炎病例均为Holden Ⅳ级病例(即严重硬化、关节间隙消失)。

1.2 方法

1.2.1 术前准备 术前行关节X线片、膝关节CT扫描。术前有内科疾病的请相关内科科室会诊、治疗。待病情平稳,无明显手术禁忌证时进行手术。

1.2.2 方法 CT扫描范围:包括髋关节、膝关节、踝关节。所需的解剖结构包括:获得轴向平面的所有切片髋关节影像(髂前上棘至耻骨联合);膝关节影像(膝关节上下100 mm,包括胫骨结节附着的髌韧带);踝影像(踝关节以下至跟骨中央)。切片厚度和间距:建议轴向平面切片1.25 mm×1.25 mm或1 mm×1 mm,当需要增加层厚时,层厚不得低于2 mm。视野(FOV)使用同一的视野,在扫描过程中不要改变,需要仔细对准腿以获得股骨头、膝关节和踝。切片时,不要随意改变X和Y轴的坐标原点,即所有CT切面具有同一个坐标系,数据格式:DICOM,CT设备通用格式。图像通过计算机建模软件(CAD)建模,再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面,后通过成快速成型文件格式STL将三维数字化模型输入3-D打印机。打印机将打印出膝关节模型,术前根据模型畸形的矫正程度,假体安放位置评估、模拟操作,并制定合适的假体。本文对患者左腿手术进行股骨假体设计及胫骨假体设计。术中根据术前测量截骨量进行截骨,并安放定制的假体,记录手术时间及假体的匹配度。

1.3 术后处理 术后3 d使用抗生素预防切口感染,术后24~48 h拔除引流管,3 d后下床行膝关节功能锻炼。

2 结果

患者平均手术时间为45 min,较过去减少;出血量减少;下床时间为术后3 d,术中假体使用与术前定制假体匹配,截骨及假体放置均一次成功。随访3个月~1年,未出现关节感染、假体松动现象。患者膝关节HSS评分均大于85分,屈伸活动功能好,改善明显。

3 讨论

3.1 3-D打印技术的原理 3-D打印技术是一种数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。其基本原理为:(1)设计过程:首先通过计算机建模软件(CAD)建模,再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面,后通过成快速成型文件格式STL将三维数字化模型输入3-D打印机。(2)打印过程:打印机通过读取文件中的横截面信息,用液体状、粉状或片状的材料利用激光束或热熔喷嘴等方式,在平面方向X-Y方向黏结成截面形状,然后在Z坐标方向将各层截面进行逐层叠加,粘合起来从而制造出一个实体。与传统的“切削去除”材料方法(如3-D雕刻)不同,3-D打印采用“逐层增加”材料的方式来制作三维实体[2]。

3.2 3-D打印技术在外科中的应用 3-D打印技术作为一种新发展的技术,发展迅速,目前已在工业制造、生物医疗等得到了长足发展,并取得了一定的成效,近年来已逐渐应用于骨科领域,完善了骨科复杂手术的术前准备,使手术由复杂变简单化。它通过采集术前CT、X线等影像数据,经过CAD计算机软件处理,输入快速成型机器,制成实体硬组织一致的模型,有助于术前准确了解硬组织的细微解剖结构及病变与周围结构的关系,提示截骨线、骨块移动的位置信息等,起到指导手术的作用[3]。在口腔颌面部应用上,Levine等[4]将该技术应用于下颌骨重建术、正颌手术、颌面部创伤修复和颞颌关节重建术等70余例手术,取得良好的重建及手术效果。Mazzoni等[5]通过打印导板,术前模拟引导手术,并在术前及术后和CT影像进行手术的传统术中下颌骨4个解剖位点(髁突外侧点、下颌骨正中点、下颌骨牙弓曲度和髁突空间位置)进行术中具置与术前规划的偏差,认为在导板引导下的个性化骨板植入术可大大缩短手术时间,提高手术精确性,尤为在髁突空间位置和下颌骨牙弓曲度作用明显。将该技术应用于脊柱及复杂骨盆手术应用研究方面,有报道取得良好的手术效果。Guarino 等[6]将3-D打印技术应用于10例小儿脊柱侧凸及3例复杂骨盆骨折,结果表明该技术提高复杂骨盆骨折分类的准确性及椎弓根钉植入的准确性,减少医源性脊髓损伤几率,并缩短手术时间。Sun等[7]分别将3-D打印技术应用于骨盆肿瘤患者,在打印的骨盆模型上切除半骨盆,然后设计个性化人工半骨盆假体,取得了满意临床效果。而在一些特异性高的手术上,3-D打印技术不仅可以模拟骨骼实体,还可以根据手术要求制备个体化手术器械。Lee等[8]应用该技术制备了个体化股骨假体和股骨髓腔导向器,使手术更精准,成功为2例石骨症患者施行人工全髋关节置换术。在关节外科应用上,3-D打印技术因其可以为患者“量身定制”个体化模型,使关节置换中假体型号的选择、假体安放位置的准确性以及畸形的矫正程度等技术难题得到解决。这使得关节严重畸形、软组织严重挛缩的患者的术前手术方案的制定简单化、准确化,从而提高关节外科复杂高难度手术的成功率,使手术更精确、更安全。Won等[9]报道利用该技术成功为21例髋关节严重畸形患者制定手术方案术中明显缩短了手术时间、出血量,术后影像学提示假体匹配良好。Sciberras等[10]首次将该技术应用于1例复杂髋关节翻修术,根据3-D打印技术制作的假体,进行详细的术前评估和模拟操作,手术获得了成功。He等[11]利用3-D打印技术制备了半膝关节和人工骨模具,分别通过快速铸造和粉末烧结成型技术制备出个体化钛铝合金半膝关节和多孔生物陶瓷人工骨,并将组装后的复合半膝关节假体植入患者体内,术后随访表明该复合半膝关节假体与周围组织、骨骼匹配良好,并且具有足够的机械强度。

本院应用3-D打印技术应用于全膝关节表面置换术,有利于制定最佳手术方案,指导开展个体化关节外科手术,术前有效确定植入物的类型、大小和位置,使手术操作更精准,手术一次性完成,减少了操作、术中使用工具数量,从而减少了手术时间,取得了良好的临床疗效。这与报道的临床实践相符合[12]。

3.3 3-D打印技术目前存在的缺点 3-D打印技术可以将抽象的三维数字模型转变成为直观、立体的实物模型,降低了高难度手术的术前准备、减少了手术时间、提高了手术的成功率,作为一项革命性的新技术,其颠覆了传统医疗模式。但3-D打印目前仍然存在使用上的缺点。(1)因该项技术尚未得到广泛推广,3-D打印的使用费用高,包括3-D打印设备的购置、运行,打印材料及相关专业人员费用,大多数患者不能承担其费用,在部分地区仅用于医学研究。(2)打印材料不能满足临床医学的需求。目前大多打印的假体因其材料使用有限,不具有生物相容性、可降解性,大多仅用于模型供术前准备,而不是作为实体安放于体内。(3)3-D技术因打印模型的个体化,使得在打印部分要求较高的模型时,耗时时间较长,且该项技术要求院内学科合作,这使得急诊手术在3-D打印技术中不占优势。

3.4 3-D打印技术在关节外科应用中的展望 尽管3-D打印在目前存在部分缺点,但其在未来关节外科发展中必会起到决定性的作用。目前在生物医学领域,3-D打印技术已被应用于器官模型的制造与手术分析策划、个性化组织工程支架材料和假体植入物的制造,以及细胞或组织打印等方面[13]。3-D打印技术被广泛应用于组织工程骨和软骨研究领域,在关节外科修复重建领域展示了良好的应用。采用3-D打印技术制备的组织工程支架材料不仅具有与缺损组织相匹配的解剖外形,同时也具有满足细胞黏附、增殖的内部三维多孔结构[14]。Billiet等[15]应用该技术辅以微米、纳米技术,可根据需要设定特定的孔隙率、交联,显著提高支架的生物学及力学性能,使其有利于细胞黏附、增殖、分化,从而促进骨组织生长及骨折愈合等。Lee等[16]和Woodfield等[17]将3-D打印的骨软骨支架应用于动物实体,取得良好的效果。Xu等[18]利用静电纺丝和喷墨打印相结合的方法制作组织工程软骨。将活细胞和支架材料一同打印是3-D打印技术在关节外科基础研究领域应用的进步性标志,但如何实现细胞在支架内按照预制组织结构进行精准分布、如何构建营养通道血管、如何提高打印组织的机械性能等,都是未来研究方向[18]。随着3-D打印技术的不断发展,自体“生物型人工关节”将在未来成为可能。

参考文献

[1] Faulkner-Jones A,Greenhough S,King J A,et al.Development of a valve-based cell printer for the formation of human embryonic stem cell spheroid aggregates[J].Biofabrication,2013,5(1): 15 013.

[2] Rengier F,Mehndiratta A,Von Tengg-Kobligk H,et al.3D printing based on imaging data: review of medical applications[J].Int J Comput Assist Radiol Surg,2010,5(4):335-341.

[3] Olszewski R.Three-dimensional rapid prototyping models in craniomaxillofacial surgery: systematic review and new clinical applications[J].P Belg Roy Acad Med,2013,11(2):43-77.

[4] Levine J P,Patel A,Saadeh P B,et puter-aided design and manufacturing in craniomaxillofacial surgery: the new state of the art[J].J Craniofac Surg,2012,23(1):299-293.

[5] Mazzoni S,Marchetti C,Sgarzani R,et al.Prosthetically guided maxil-lofacial surgery: evaluation of the accuracy of a surgical guide and custom-made boneplate in oncology patients after mandibular recon-struction[J].Plast Reconstr Surg,2013,131(6):1376-1385.

[6] Guarino J,Tennyson S,Mc Cain G,et al.Rapid prototyping technology for surgeries of the pediatric and pelvis[J].J Pediatr Orthop,2007,27(8):955-960.

[7] Sun W,Li J,Li Q,et al.Clinical effectiveness of hemi pelvic recon-struction using computer-aided custom-made prostheses after resec-tion of mal ignant pelvic tumors[J].J Arthroplasty,2011,26(8):1508-1513.

[8] Lee M,Wu B M.Recent advances in 3D printing of tissue engineering scaffolds[J].Methods Mol Biol,2012,868(15):257-267.

[9] Won S,Lee Y,Ha Y,et al.Improving pre-operative planning for com-plex total hipreplacement with a rapid prototype model enabl ing surgical simulation[J].Bone Joint J,2013,95B(11):1458-1463.

[10] Sciberras N,Frame M,Bharadwaj R,et al.A novel technique for pre-operative planning of severe acetabular defects during revision hip arthroplasty[J].Bone Joint J,2013,95B(30):63.

[11] He J,Li D,Lu B,et al.Custom fabrication of a composite hemi-knee joint based on rapid prototyping[J].Rapid Prototyping Journal,2006,12(4):198-205.

[12] Zhang S,Liu X,Xu Y,et al.Application of rapid prototyping for tem-poromandibular joint reconstruction[J].J Oral Maxillofac Surg,2011,69(2):432-438.

[13] Klein G T,Lu Y,Wang M Y.3D printing and neurosurgery-ready for prime time?[J].World Neurosurg,2013,80(3-4):233-235.

[14] Pang L,Hao W,Jiang M,et al.Bony defect repair in rabbit using hybridrapid-prototyping-polylactic-co-glycolicacid/ β-tricalciumphosphate collagen I/apatite scaffold and bone marrow mesenchymal stem cells[J].Indian J Orthop,2013,47(4):388-394.

[15] Billiet T,Vandenhaute M,Schelfhout J,et al.A review of trends and limitations in hydrogel-rapid prototyping for tissue engineering[J].Bio-materials,2012,33(26):6020-6041.

[16] Lee C H,Cook J L,Mendelson A,et al.Regeneration of the articular -surface of the rabbit synovial joint by cell homing: a proof of concept study[J].Lancet,2010,376(9739):440-448.

[17] Woodfield T B,Malda J,De Wijn J,et al.Design of porous scaffolds for cartilage tissue engineering using a three-dimensional fiber-deposition technique[J].Biomaterials,2004,25(18):4149-4161.

篇5

1CT三维重建技术

三维重建技术是指利用二维投影恢复生物体组织结构三维信息(形状等)的数字过程和计算技术,基本原理是将计算机扫描完成后的CT二维图像数据信息利用相关软件处理重建完成后,可获得三维立体图像。在人体二维影像信息的获得和处理上,普通X线及二维CT获得的图像都是平面的,无法获得三维的效果,因此不能进行三维重建。MRI虽对软组织有高度的选择性,但其成像的结果易受其他因素的影响而失真,且费用较高。利用计算机将二维图像信息通过逆向工程及相关软件获得的三维图像在外观及结构上可获得较高的真实感,还可任意旋转及切割,从任意角度和方式观察。对于颌面骨折可以直观地了解骨折的断端、部位、范围、程度、骨折端的移位情况及与周围解剖结构的关系等[3-4]。三维重建技术在模型上模拟手术过程,如设计截骨线、安置个性化假体及模拟术后效果发挥重要的作用,还可对手术后的效果进行定量疗效评价[5]。

此外,在三维重建技术基础上结合运用快速成型技术制作的三维模型,为准确了解和掌握病情及制定合理的手术治疗计划提供了极为重要的依据[6]。

2CT三维重建技术在颌面整形中的应用

2.1 鼻美容整形:在亚洲鼻整形手术是最流行的整容手术之一,高挺的鼻子能提升气质,使面部轮廓更有立体感。而鼻整形外科手术成功的必要条件是对鼻部解剖要有精确明了的认识。以往对鼻部解剖的了解大都借助于二维CT平扫,观察鼻部解剖的整体结构,难以看清鼻内部解剖结构及其之间的空间关系。鉴于此,Vartanion等[7]通过采集头颅CT横截面解剖数据,进行三维重建,得到的三维图像能清晰地看到鼻中隔、大翼软骨、小翼软骨、鼻骨及软组织,还能观察到鼻部与周围组织解剖的空间关系,为整形医生术前准备及手术方案的选择提供了依据。此外,三维重建技术还可对鼻翼软骨进行定量分析。Friedman等[8]在鼻翼整形手术的术前分析和手术方法上利用三维重建技术对侧翼软骨进行定量分析,并重建鼻尖三维立体图像,纠正鼻翼畸形,获得良好效果。乌云等[9]研究表明利用三维CT重建技术得到的鼻外形立体图像,可测量鼻假体与鼻高基点、鼻背宽点、鼻尖点、鼻小柱基点、鼻梁长度的起点等美学指标的关系与贴合度,进行手术设计和术后效果的模拟,提高了手术的效果。对于短鼻、鼻根低平的鼻整形手术,硅胶假体置入被认为是最好的整容效果[10]。隆鼻手术的关键是鼻假体的雕刻[11],假体的雕刻直接影响隆鼻的效果。刘育风等[12]对10例硅胶假体隆鼻术后的就医者采用鼻部断层扫描及三维重建的方法评估隆鼻术后效果评估,结果表明假体的雕刻与术后的美容效果和并发症直接相关。另一方面,由于医师在术前根据患者的面型、气质以及与患者的沟通来选定假体的类型,继而在手术台上进行雕刻,带有较强的主观性,难以达到最佳效果。而在三维模型上模拟手术过程,观察术后效果,有利于术前医患沟通。张路等[13]利用三维重建和RP技术制备具有个性化形态的鼻假体,其各项形态指标均达到设计要求。朱明等[14]利用激光三维扫描和CT扫描技术,获得隆鼻个性化假体所需的三维信息结果并进行拟合,结果显示激光三维扫描可以体现患者面部细微结构,是真正意义上的软组织三维重建。

2.2 鼻骨骨折整形:颌面部鼻骨骨质菲薄,外伤时最容易发生骨折及继发畸形等。鼻部外伤后不仅影响面容,而且患者在生理、心理上都受到较大的压力,一旦发生骨折,都希望尽可能地恢复其原有的外貌[15]。鼻骨骨折时早期若能得到及时正确的治疗,能有效降低鼻骨骨折引起的继发鼻畸形[16]。因此,要求医生除了有扎实的解剖基础和丰富的临床经验外,还需借助于X线诊断及CT等辅助诊断及治疗。由于外伤后软组织肿胀使X线片骨折影像模糊,影响诊断结果的准确性。Ashoor等[17]分析了86例鼻骨骨折患者的X线片,结果发现30%的结果为阴性。孟繁杰等[18]分析回顾了32例鼻骨骨折患者的临床资料,表明利用三维重建技术重建鼻骨骨折图像,能清楚地观察到鼻骨骨折的情况及邻近骨结构骨折征,及时复位治疗,结果全部患者复位成功,获得满意效果。对于复合性骨折及骨折端移位、成角、甚至相互重叠,CT三维重建能清晰、直观地显示骨折的全貌及空间结构[19]。Vanner等[20]运用三维CT对鼻骨及上颌骨额突等骨折部位及脱位情况进行重建,得到图像可进行任意方向旋转观察,有丰富的立体感,对手术方案的制定可提供很重要的帮助。王佩华等[21]对鼻外伤引起的畸形术前利用三维重建技术获得鼻骨三维图像,能直观和客观地反映畸形程度,以制订手术方案,术后鼻外形改善满意。

2.3 下颌骨整形:对于外伤引起的下颌骨骨折,三维CT重建能立体、多方位地显示骨折部位、范围、移位情况及缺损范围,为选择合理有效的治疗方案提供良好的依据。下颌角肥大整形术是经典的面部改型手术,术中截骨线的设计和截骨量的测定是手术成功的关键。通过CT重建下颌骨的三维模型,并模拟截骨手术过程和术后效果[22-23],为下颌角截骨整形的术前设计及术中截骨地位提供依据[24]。Metzger等[25]证实计算机辅助外科术前模拟与术后实际的差别在0.89~1.784mm,所有患者对其术后结果表示满意。薛惠玲等[26]通过对5例下颌角肥大患者进行CT三维重建表明,建立的立体空间的实际关系通过三维空间的距离角度测量,精确地划出需要切除的下颌角肥大部分,帮助临床医生精确地设计手术切割位置,提高手术成功率,有推广价值。刘昕等[27]运用三维CT重建技术对患者头面部骨性及软组织重建,比较患者截骨前与截骨后半年的面部几何特征指标,并精确计算出面部几何特征指标的差值,结果表明术后患者骨性与软组织下颌角间宽减少,双侧下颌角角度均增加,手术的精度得到提高,降低了手术风险并且提高了美学效果。在三维重建技术基础上结合快速成型技术运用与三维头模的制作,可仿制出颅骨的细微形态和中空结构,较磨制出的头模更具真实感[28]。曹川等[29]根据术前CT测定的下颌骨三维图像结合激光快速原型技术,采用选区激光粉末材料浇铸加工生成下颌骨的三维模型,结果患者下颌骨的快速成型技术模型直观反映了下颌角肥大的形态和程度,取得了良好的手术效果。焦培峰等[30]根据CT数据构建术前、术后及模拟手术的下颌角三维模型,通过测量各模型下颌角的多项参数,来评价手术模拟的效果。结果显示:模拟手术在下颌角角度、下颌支宽度和截骨量等的测量值上与实际测量值基本相符。面部软组织对面部轮廓起支持作用,是构成面部特征的直接因素。利用三位重建技术重建的整个头部三维图像清晰,除眼球位置不能显示外,鼻、眼、耳廓轮廓及面、颊、颧部形态清晰,正常的耳廓区及缺损区解剖形态清晰,皮肤表面及皮纹质地清晰光滑,自然连续,台阶不十分明显[31]。三维重建同样也可以对颌面部软组织的缺损进行重建,对患者面型的恢复更有积极的作用。Teschner 等[32]利用断层扫描在头面非线性骨折中的应用,以三维图像技术对面部外伤缺损的患者进行骨折的虚拟复位并对软组织进行修复。对于由颌骨先天发育不全或颌骨肿瘤及骨折引起的牙颌面畸形整形,通过三维重建可清晰显示牙颌关系的变化。张雅萍等[33]在探讨多层螺旋CT不同重建技术在口腔颌面正畸的应用,研究结果表明CT三维重建技术能更清楚地显现出牙齿之间的立体关系,可以更生动、更直观的牙列畸形,进行三维立体测量,有利于正畸方案的制定,提高正畸效果。张小为等[34]将CT三维重建技术与快速成型技术相结合治疗偏颌畸形,在模型上进行设计及模拟手术过程,使手术到达精准、安全的效果。

2.4 颧骨颧弓整形: 在中国传统审美观中一直以瓜子脸型为美,对于高颧骨面型者,颧骨颧弓缩小整形术受到想改变脸型者的欢迎[35]。骨显影方面,三维CT重建技术可以从不同角度观察颧骨的情况,直接测量颧弓的长度和颧弓的厚度,模拟截骨后图像,估计手术后效果,从而制订合理的手术方案。Hee Young Lee等[36]在研究颧骨缩小整形术中表明可以在三维重建图像上定位截骨线,并在皮肤面上做标记,还可在三维重建图像上模拟器械进入的角度,以减少在盲视下引起组织不必要的损伤。费军等[37]运用MSCT三维重建技术很好地显示颧弓的三维立体解剖结构,清晰地观察到了颧骨或颧弓的骨性标志,并在图像上模拟截骨后效果,结果显示术后颧弓的外形与术前模拟所得图像基本相似。Metzger等[38]的研究证实,计算机辅助外科技术的术前模拟与术后的实际差0.890~1.784mm,所以患者对术后效果均满意。等[39]在颧骨不对称畸形中运用三维重建及模拟技术,以健侧为对照,按镜像关系对称变换到患侧,精确计算去骨量,选择最合适的手术方式,术后患者面型改善明显,对称性提高。对于颧骨骨折,三维重建技术可以清晰显示骨折线、颧骨与颧弓情况及颧骨与周围组织的关系。李伟忠等[40]对颧上颌骨骨折畸形患者进行三维重建图像,采用激光快速自动成形机进行模拟成形并模拟手术复位,为虚拟手术到临床操作起到了非常适应的桥梁作用,可以前瞻性地确定理想的手术效果与实际操作中的差距及评价整复效果。

2.5 颅骨缺损整形:颅骨缺损整形大部分选择在二期完成, 一期手术以挽救生命为主。由于外伤导致的颅骨缺损继发畸形高达70%[41],不仅影响患者的美观及外形,还给患者带来严重的后遗症。杨斌等[42-44]对颅骨缺损的研究表明利用三维重建不仅能准确定位骨骼缺损部位,而且能精确测量骨骼缺损的面积大小及骨骼缺损的体积。根据健侧颅骨的数据三维重建塑形患侧钛网,其外形与健侧颅骨完全一致,达到颅骨生理解剖,对称美观。对于大面积的颅骨缺损修复整形,应用三维重建技术可有效减少术后并发症,提高修复效果[45]。Joffe等[46]对148例颅骨缺损患者术前行计算机三维钛网成形术,观察钛网尺寸的准确度、颅骨缺损的曲率恢复度及美观程度认为:98%的患者双侧完全对称,塑形好,恢复良好,疗效显著。归来等[47]利用三维重建技术和快速自动成型技术,采用医用钛预制成个性化钛植入体修复颅骨缺损,效果良好,可推广应用。夏成德等[48]采用电子束三维CT成像技术和快速自动成型技术,将医用钛合金预制成个性化钛植入体,完成4例大面积颅骨缺损的修补,对称性好,效果满意。林友成等[49]采用三维重塑形钛网进行颅骨修复,结果完全达到生理解剖修复,外观对称美观,而且明显降低并发症及缩短手术时间。

3小结

CT三维重建技术应用于整形外科领域日趋成熟,应用范围包括手术设计、术后预测和疗效评价等方面,能直观和立体显示机体组织三维解剖结构及其相互关系,手术效果也逐渐提高。然而,三维螺旋CT重建技术仍有很多不足,在今后的研究中需不断改进:①由于存在骨伪影,轻微且无移位的骨折难以分辨;②不能完全去除金属伪影,使有金属义齿或颌骨内金属支架患者的三维CT图像受到干扰[50];③对关节运动尚不能做动态三维显像分析;④对组织结构不能进行细致的分层显示,如从面部皮肤、皮下浅筋膜、面浅部血管神经等逐层显示,以便于对病变准确定位及作三维手术模拟等;⑤钛网三维重建塑形价格比较贵。随着现代医学科学技术的发展,三维螺旋CT重建技术在颌面外科领域,甚至在整形外科其他领域如整形及软组织扩张等方面发挥着重要的作用。

[参考文献]

[1]Hemmy DC,David DJ,Herman GT.Three-dimensional reconstruction of craniofacial deformity using computed tomograph [J].Neurosurgery,1983,13(5):534.

[2]王 炜.美容再造外科学―整形外科学未来发展的亮点 [G].第四届中国美容与整形医师大会论文汇编,2007.

[3]陈小平,宋建良,肖圣祥,等.多层螺旋CT三维重建影响在面部轮廓改型中的应用 [J].中国美容整形外科杂志,2006,17(14):257-259.

[4]许祖梅,陈国章.三维重建在下颌骨骨折中诊断价值 [J].中国医学计算机成像杂志,2005,11(6):377-379.

[5]Ohkama M,Tanabe M,Toyama,Y,et a1.The role of three-dimensional computed tomography in the management of maxillofa-cial bone fractures [J].J Craniofac Surg,1994,5:282-288.

[6]归 来.颅颌面外科前沿技术瞻望 [J].整形再造外科杂志,2005,2(4):193-195.

[7]Vartanian AJ,Holcomb J,Ai Z,et al.The virtual nose: a 3-dimensional virtual reality model of human nose [J].Arch Facial Plast Surg, 2004,6(5):328-333.

[8]Friedman O,Akcam T,Cook T. Reconstructive Rhinoplasty: The 3-Dimensional Nasal Tip [J].Arch Facial Plast Surg,2006,8(3):195-201.

[9]乌 云,李志军. 螺旋CT三维重建在隆鼻术中的应用研究[J].中国美容医学,2009,118(9):1538-1540.

[10]Daniel RK. Discussion: silicon augmentation rhinoplasty in an Oriental Population [J].Ann Plast Surg, 2005,54:6-7.

[11]吴 华,吴溯帆.计算机辅助三维重建技术在整形外科中的应用进展 [J].中国美容整形外科杂志,2008,19(4):293-295.

[12]刘育凤,归 来,张智勇,等. 硅胶假体隆鼻术的三维CT评估 [J].中华整形外科杂志,2006,22(5):351-353.

[13]张 路,马晓荣,詹明坤,等.个性化外鼻形态组织工程支架材料的制作[J].中国美容整形外科杂志,2007,18(4):259-261.

[14]朱 明,柴 岗,俞哲元,等.激光三维扫描仪和CT结合用于隆鼻术数字化设计的研究 [J].组织工程与重建外科杂志,2009,5(6):325-327.

[15]李乐义. 三维CT在鼻骨整形中的应用 [J].中国实用美容整形外科杂志,2004,15(4):186-187.

[16]柳 成,周 刚.鼻骨骨折继发鼻畸形的整形外科治疗 [J].实用美容整形外科杂志,2001,12(4):170-172.

[17]Ashoor AJ,Alkhars FA.Nasal bone fracture [J].SaudiMedJ,2000,21:471-474.

[18]孟繁杰,俞 全.CT 三维重建在鼻骨复位术中的应用 [J].现代实用医学,2009,21(7):745-746.

[19] 胡 军,孙立新,王 莉. 多层螺旋CT在鼻骨骨折诊断中的应用 [J].医学影像学杂志,2009,19(7):829-831.

[20]Vanner MW,Mach JL.Three dimensional imaging surgical plaaning and image-guided therapy [J].Radial Clin North Am,1996,34:545-546.

[21]王佩华,徐 洲,陈 东,等.CT三维重建技术在鼻外伤畸形中的应用 [J].上海交通大学学报( 医学版),2006,26:1313-1314.

[22] 罗 奇,韩路军,张劲,等.三维重建模拟技术在下颌角缩小整形术中的应用 [J].中国美容医学,2009,118(9):1272-1274.

[23]Hall Ermann W,Olsen S,Bardyn T,et al. A new method for computer- aided operation planning for extensive mandibular reconstruction [J].Plast Reconstr Surg, 2006,117(7):2431-2437.

[24]柴 岗,张 艳,郭 妤,等. 三维数字化技术在下颌角截骨中应用的研究 [J]. 中国美容整形外科杂志,2008,19(5):386-388.

[25]Metzger MC,Hohlweg-Majert B,Schon R,et al.Verification ofclinical precision after computer-aided reconstruction in craniomaxillofacial surgery [J]. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod, 2007,104(4):e1-10.

[26]薛惠玲,张跃龙.CT三维重建在颌面整形外科的应用 [J].中华综合临床医学杂志,2006,8(1):11-12.

[27]刘 昕,刘晓燕,吴 越,等.计算机三维重建模拟下颌角肥大截骨的可行性 [J].中国组织工程研究与临床康复,2009,13(39):7661-7665.

[28]Klein HM,Schneider W,Alzen G,et al.Pddiatric craniofacial surgery:Comparison of milling and stereolithography for 3D model manufacturing [J]. Pediatric Radiol,1992,22(6):458-460.

[29]曹 川,李世荣,毕 胜,等.应用快速原型技术辅助矫正下颌骨不对称畸形 [J].中国美容医学,2008,17(4):507-510.

[30]焦培峰,齐向东,祁佐良,等.下颌角的CT 三维重建模拟整形术 [J].解剖学报,2006,37(5):549-551.

[31]张富强,焦 婷,孙 健.应用螺旋CT三维重建颌面部软组织的研究 [J].上海口腔医学,2005,14(4):330-332.

[32]Teschner M,Girod S,Girod B. 3-D simulation of craniofacial surgicalprocedures [J].Stud Health Teehnol Inform, 2001,81:502-508.

[33]张雅萍,赵振华,王伯胤,等. 多层螺旋CT不同重建技术在口腔颌面正畸中的对比研究[J]. 中国临床医学影像杂志, 2010,21(9):669-671.

[34]张小为,张 琪,张春光,等. 利用数字外科技术辅助矫正偏颌畸形 [J]. 中国组织工程研究与临床康复, 2010,14(26):4755-4759.

[35]Yoon Ho Lee,MD and Sang Woo Lee,MD. Zygomatic Nonunion After Reduction Malarplasty [J]. The Journal of Craniofacial Surgery, 2009,20(3):849-852.

[36]Hee Young Lee,M.D.Hyun Jin Yang,M.D.Yong Nam Cho,M.D. Minimally Invasive Zygoma Reduction [J]. Plastic and Reconstructive Surgery, 2006,117(6):1972-1979.

[37]费 军,马福顺,张朝利,等. 螺旋CT三维重建在颧骨颧弓整形术中的应用 [J].医学临床研究,2009,26(2):200-205.

[38]MetZger MC ,HoMweG-MaJert B,Schon R,et al.Verification of clinical precision after computer-aided reconstrction in craniomaxillofacial surgery [J]. Orasury Oral Pathol Oral Radiol Endod, 2007,104(4):el-10.

[39]汪 洋,崔昌庸,刘晓燕,等.运用计算机三维重建及模拟技术矫正颧骨不对称畸形 [J].中国美容整形外科杂志,2009,20(6):348-351.

[40]李伟忠,张美超,齐向东,等.计算机辅助设计快速成型三维头颅模型在颧上颌骨骨折畸形治疗中的应用 [J]. 中国美容医学,2009,18(1):40-42.

[41]Haug RH,Adama JM,Conforti PJ,et al.Cranial fractures associated with facial fractures [J]. Oral Maxillofac Surg, 1994,525:729-733.

[42]黄洪章,杨 斌. 颅颌面外科学 [M].北京:科学技术文献出版社,2005:620-663.

[43]杨 斌,黄洪章. 眶爆裂骨折CT影像学诊断与外科手术价值探讨 [J].中山大学学报(医学科学版),2003,24(5):481-484.

[44]杨 斌,沈 伟,洪清琦,等. 创伤性颅眶畸形的三维可视化诊断分析与手术整复 [J].中国美容医学,2007,16(4):479-483.

[45]刘寿堂,柳青风,李 连,等. 计算机辅助设计个性化塑形钛网修补大面积额颞顶部颅骨缺损 [J].中国美容整形外科杂志, 2008,19(3):210-211.

[46]Joffe JM,Harris M,Kahugu F,et al.A prospective study of computer-aided design and manufacture of titanium plates for cranio-plasty and its clinical outcome [J].Neurosurg,1999,13(6):576-580.

[47]归 来,左 锋,张智勇,等.颅骨缺损的个性化修复 [J].中华整形外科杂志,2004,20(2):98-100.

[48]夏成德,赵耀华,牛希华,等.个性化钛网植入修复大面积颅骨 [J].中华损伤与修复杂志,2009,4(1):75-79.

[49]林友成,黄瑞宏,邓锡滨,等.三维重建塑形钛网在颅骨缺损修补术中的应用 [J].中国临床神经外科杂志,2010,15(1):42-43.

篇6

【摘要】 目的 总结自体骨髓干细胞移植治疗74例肝硬化患者的护理体会,探索自体骨髓干细胞移植治疗74例肝硬化患者的护理方法,以提高护理水平和治疗效果。方法 对74例肝硬化患者进行有效的移植前护理,移植中护理,移植后护理,制订一系列的护理计划,实施有效的护理措施。结果 自体骨髓干细胞移植的74例患者手术顺利进行,肝功能明显改善,病情好转出院。结论 有效的护理措施能使肝硬化患者对自体骨髓干细胞移植这种治疗方法知情充分,保持平和的心态,做好移植前的护理,移植中的护理,移植后的护理是自体骨髓干细胞移植顺利进行的重要保障。

【关键词】 自体骨髓干细胞移植 肝硬化 护理

【Abstract】 Autologous bone marrow stem cell transplantation for treatment of 74 patients with liver cirrhosis patient care experience, exploring autologous bone marrow stem cell transplantation for treatment of 74 patients with liver cirrhosis patient care approach to improve the standard of care and treatment. Methods: 74 patients with cirrhosis before transplantation for effective care, transplant care,after the transplant care, establish a set of care plan, the implementation of effective interventions. Results: Autologous bone marrow stem cell transplantation surgery was uneventful for 74 patients, liver function improved, his condition improved and discharged. Conclusion: The effective nursing measures to enable patients with cirrhosis of the autologous bone marrow stem cell transplantation in the full knowledge of this treatment, peace of mind, good care before transplantation, transplant care, care after the transplant is autologous bone marrow stem cell transplantation successfully be an important protection.

【Key words】 Autologous bone marrow stem cell transplantation liver cirrhosis nursing

干细胞移植是当今世上最前沿,最热门的医疗新技术之一。干细胞具有分化成各种不同细胞类型的能力[1],应用其治疗的生物学原理是其具有细胞定向分化[2],它可以分化成多种成熟细胞如神经细胞,心肌细胞,肝细胞[3]。把相应的肝细胞移植到病患器官,可以有效促进受损器官组织的恢复,其独特的疗效是目前传统治疗方法及药物不可比拟的。目前应用骨髓血(BM),脐带血(CM)及外周血作为HBC来源,唐小鹏等[4]姚娟等[5]曾以干细胞移植治疗重症肝炎,肝硬化患者是肝功能得以明显改善,不管是自体干细胞移植还是异体干细胞移植,移植前需预处理[6]。我院自2009年4月——2011年3月开展以骨髓血为干细胞来源采取有效护理成功的为74例肝硬化患者进行干细胞移植取得良好效果。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2009年4月—2011年3月在我院进行自体骨髓干细胞移植的患者74例,其中男性57例,年龄20 —71岁,女性17例,年龄32—61岁;其中乙肝后肝硬化 63例,丙肝后肝硬化3例,酒精性肝硬化8例。

1.2 方法 将骨髓血(约200mL)分离提取干细胞。具体如下:先将骨髓血与A试剂按比例配制;后将B试剂和A试剂与骨髓血的混合液按比例配制,将混合液放置30min或更长时间分层;下面准备离心,离心前应先机器先预热10—15min,调试机器处于良好状态,经过4次离心后,就可以分离出干细胞(整个过程需45min),少许送检验科,其余的送放射科导管室,当干细胞数量可达1*10^9/L后可通过微创导管将干细胞注入肝动脉。患者于放射科导管室进行自体骨髓干细胞移植,常规局麻下经皮股动脉穿刺,数字化X线透视下通过导丝引导将RH肝管插到肝固有动脉经造影显示导管到达肝固有动脉后,将采集到的干细胞缓慢注入肝固有动脉,时间20—30min治疗结束后拔出导管,用沙袋或盐袋加压包扎股动脉穿刺处,送回病房观察,嘱其绝对卧床休息24小时,患侧肢体制动。

2 护理

2.1 自体骨髓干细胞移植前的护理

2.1.1 心理护理 做好患者的心里护理是保证手术成功的关键,自体骨髓干细胞移植治疗肝硬化是一项新技术,患者及家属对 此缺乏认识,存在恐惧及顾虑。一方面他们惧怕手术带来的不定和危险性。另一方面怀疑这项技术的治疗效果。因此,许多患者顾虑重重,为解除患者疑虑,顺利实施手术,耐心细致的心理护理是必要的。我们采取了一下的护理措施[7]:

(1)主动与患者沟通,运用有效的交流技巧,鼓励患者说出自己内心最真实的想法,了解患者焦虑的直接原因,及时提供相关的帮助。(2)与医生密切配合,耐心的向患者及家属说明病情,手术方式、手术风险小、费用低、手术简单、安全及有利与患者治疗与护理的信息。(3)向患者及家属解释不良的情绪会降低机体的抵抗力,影响手术治疗的效果;反之乐观的情绪主动配合会提高手术治疗的效果。(4)指导患者使用放松疗法:看书,听音乐,聊天,想以一些开心的事情等。(5)如病房中有同种手术的病人,可现身说法,鼓励患者,增强其信心。

2.1.2 术前准备 完善各项检查,全面了解病人情况,双侧腹股沟备皮,做碘过敏皮试,训练患者床上大小便,术前晚保证充足的休息及睡眠,术前6h禁食水并嘱其排空小便,建立静脉通道,以便术中用药,予以心电监护及吸氧,根据手术要求备好所需材料及急救用品,并将急救用品随时处于备用状态。

2.1.3 饮食护理 肝硬化患者由于合成蛋白功能低下,厌食引起氨基酸摄入不足导致低蛋白血症,不利于肝细胞的修复,容易出现免疫功能低下,腹水,感染等症状。高热量的供给有利于肝细胞的修复,因此应知道患者食高热量,高维生素,适量蛋白,易消化的清淡食物,禁食油腻及生冷硬的食物。

2.2 自体骨髓干细胞移植中的护理

2.2.1 常规护理 :患者进入手术室,护士应热情、亲切,以稳定其紧张情绪,采集干细胞前应将患者置于合适的,一般是俯卧位,在骨突起处垫软枕,以防压疮,将手术间的温度及湿度调至适宜,温度:20—24摄氏度,湿度:40%—60%,注意保暖,必要时加棉被,禁用热水袋。

2.2.2 干细胞采集配合要点:为了保证干细胞的成活率,需多次多部位操作,要合理选择注射点,尽量避免与陈旧点重复。采集的骨髓干细胞要轻拿轻放,避免挤压,及时充分的混匀,确保无血凝块,注射器针头要大小适宜,以免注射时损伤干细胞,降低移植的成活率。因为患者是俯卧位,所以采集中要注意监测患者的呼吸,血氧饱和度,不时询问患者的情况,如有不适立即报告医生。采集结束后用敷料包扎穿刺点,协助患者平卧15—20min。

2.2.3 术中护理:接患者入导管室,协助患者平卧在导管床上,心电监护、吸氧,告知术中注意事项。在介入治疗的过程中通过交谈的方式分散其注意力,减少紧张情绪。在行造影注射过程中,患者偶有发热及上腹部疼痛的感觉,此时应告诉患者那是正常反应,避免加重紧张心理。但若出现较明显的心慌,气短等症状,应注意是否为造影剂过敏所致,应及时观察呼吸、血压、脉搏、氧饱和度等生命体征,发现异常及时报告医生[8]。术后穿刺部位加压包扎。

2.3 自体骨髓干细胞移植后的护理

2.3.1 病情观察 患者返回病房后需卧床休息,心电监护,吸氧穿刺侧肢体应严格制动24h,严密观察神志及生命体征的变化,有无腹痛,腹胀,头昏,心慌,恶心、出冷汗等不适及监测肝功能的变化,观察患者双侧足背动脉搏动情况及术侧肢体远端皮肤颜色、温度,注意有无疼痛、麻木,并与术前对照,30—60min记录一次病情;还有自体骨髓干细胞分离液输注后不良反应的观察:观察患者是否出现寒战及发热,以及全身或局部的荨麻疹,发痒,哮喘,呼吸困难,水肿等表现,如出现异常应立即通知医生。

2.3.2 穿刺部位的观察及护理 由于肝硬化患者存在不同程度的凝血功能的障碍,股动脉穿刺后更容易出血,因此移植后需用0.75—1KG盐袋或沙袋加压包扎8—12h。嘱患者尽可能平卧,禁止下床活动,严密观察穿刺部位敷料有无渗血或是否有皮下血肿形成,如有出血,需立即更换敷料,并按压穿刺点15—20min,待出血停止后重新加压包扎,大小便时尽量避免污染敷料,如有污染,需立即更换,常规每天换药一次。

2.3.3 预防感染 本组病患中大部分有病毒性肝炎病史,护理操作中应严格消毒隔离制度,做好个人防护,凡是接触病人的体液,血液时均需带手套,严防刺伤自己。患者用后的垃圾作感染性废物处理,用1%消毒灵湿式清洁墙壁和地板,然后再用紫外线消毒30—60min。

2.3.4 预防并发症的护理(1)发热 术后4例病人出现发热,体温在38.5—39.2摄氏度左右,经物理降温及药物治疗后降至正常。对于发热病人,随时注意体温的变化,以便及时处理。(2)恶心 术后1例病人出现恶心,常规盐酸甲氧氯普安10mg肌注或格拉斯琼3mg静推,向患者及家属耐心解释发生恶心的原因,消除其紧张情绪。(3)腹水 肝硬化患者抵抗力低,容易感染,应加强基础护理,保持皮肤和口腔的清洁,保证足够的休息及睡眠,限制水钠的摄入。指导患者了解腹水形成的原因和加重因素,学会自我测腹围,体重,记尿量,密切观察腹水的变化情况,监测生命体征及24h出入量的变化。

2.3.5 出院指导 常规的健康指导:帮助患者及家属掌握本病的相关知识及自我护理方法:保障足够的休息与睡眠,生活起居有规律;注意保暖和个人卫生,预防感染;遵循饮食治疗原则(高热量、高蛋白质、高维生素、易消化饮食)和计划,合理安排食谱;遵医嘱用药。重点强调术后随访,告知患者随访时间、地点,术后1月、2月、3月、6月,半年后每3个月肝胆外科门诊随访,并复查肝功、血常规、凝血功能、AFP,上腹部彩超,以便了解患者服药及病情好转情况。

3 结果

74例肝硬化患者愉快的接受自体骨髓干细胞移植手术,手术顺利,术后4例发热、1例恶心,肝功能都明显改善,均病情好转出院。

4 讨论

自体骨髓干细胞是肝细胞的重要肝外来源,在肝脏内环境中干细胞分化为肝细胞和胆管细胞,参与肝细胞的修复与重构,从而达到改善肝功能的目的[9] 。肝硬化是肝细胞变性坏死,结节性再生,弥漫性结缔组织增生,假小叶的形成导致肝功能损害,病情凶险,并发症多。除肝功能严重损伤外,主要表现为:上消化道出血、感染、肝性脑病、腹水、原发性肝癌、功能性肾衰竭、电解质及酸碱平衡紊乱等严重并发症,由于疾病的长期折磨,迁延不治,加之自体骨髓干细胞移植治疗肝病是一项新技术,患者对此缺乏了解,均存在不同程度的紧张、焦虑、疑虑等心理负担。因此,我们在护理此类患者时,从移植前准备,移植中配合,移植后护理这一系列有效的护理,不但增强了患者的自我保护能力,降低了治疗费用,而且能使患者保持乐观向上的心态,积极配合治疗。我们体会,做好患者的心里护理,对患者的身心健康,取得患者移植前,移植中,移植后的配合,减少并发症的发生是非常重要的。目前自体骨髓干细胞移植还不能取代肝移植,但它将为肝硬化患者提供了一条新的治疗途径,此外干细胞移植不存在免疫排斥反应,创伤小,风险小,费用低,而它的原理也简单,具有良好的应用前景。因此在对自体骨髓干细胞移植患者进行有效的护理,提高治疗效果和护理水平,营造了医患和谐气氛和人际关系,取得了良好的社会效益和经济效益,值得在自体骨髓干细胞移植护理中推广。

参 考 文 献

[1] Graff Differentiantion plasticity of hematopoietic Cells[J].Blood 2002,99:3089-3101.

[2] Malouf NN, Coleman WB, Girsham JW, etal cells from the liver myocytes in the heart in vivo[J]. Am J Pathol. 2001.158:1929-1935.

[3] du Toit D .tem cell researth. SADJ, 2006,61:334.

[4] 唐小鹏,杨旭,张旻,等.脐血干细胞移植治疗肝功能衰竭及心肌损害的临床与实验[J].中华肝脏杂志,2005,13:259-263.

[5] 姚娟,黄帅,胡大荣,等.肝动脉自体骨髓干细胞移植治疗肝硬化30例[J].世界人消化杂志,2005,13:1693-1640.

[6] 丁小平,吴心娟.外周血移植干细胞的护理[J].解放军杂志,1998,15(1):28.

[7] 蒋秀丽.干细胞移植治疗肝硬化的护理体会.中国民间药2009,22.