小児形成外科手術のための 3D プリントモデルとガイドライン

出典: 広西付加製造協会

台湾の高雄栄民総合病院の医学研究者と整形外科医は、骨を治癒し、欠損を治療するためのより良い方法を模索し続けており、最近「解剖学的3Dモデルが小児股関節脱臼骨髄炎の手術計画を支援する」という論文を発表しました。

骨の欠損はすでに課題となっているが、小児の場合、骨を外科的に修復することがますます困難になっており、問題は明らかにさらに複雑になっている。現在、小児骨切り術中に小骨を修復するための装置はほとんどなく、世界中の外科医にとって、小児の股関節亜脱臼や大腿骨奇形を矯正することが困難になっています。

著者（外科医）は、骨髄炎後変形を患う4歳の男児に対して矯正手術を行った。手術の準備として、彼らは3Dプリントされた骨モデルを利用して、状態と手順を研究し、適切なインプラント部位を準備しました。この種の手術には「慎重な計画」が必要であるため、医師は患者の解剖学的構造のさまざまな形式の軸方向画像と 3D 仮想モデルによる 2D および 3D の支援を必要とします。

矯正手術前に撮影したレントゲン写真。 (a) 骨の修復を伴う大腿骨近位部の変形を示す 3 層フィルム。 3D コンピューター断層撮影画像: (b) 前後像、(c) 側面像外科医が患者を診察し、CT を調べたところ、膝の外反変形 (一般に「膝外反」状態と呼ばれる) に気付きました。再度の矯正手術が計画され、骨組織分析のための 3D CT 画像が検討されました。しかし、外科医たちは、実物大の 3D モデルを使用すれば、手術全体がより成功するだろうと気づきました。彼らは患者固有の計画を概説し、3D整形外科と「患者固有の器具」を専門とする整形外科コンサルティング会社から追加の支援を受けることができました。

カスタマイズされた 3D プリントされた患者ガイド。（a）患者に対する患者固有の指導。 (b) 2回の切除骨切りにより、最良の関節適合性と内反角矯正を達成できます。 (c) 大腿骨の回転を矯正すると、冠状面と軸面の両方で関節が移動し、手術に大きな価値が生まれます。また、この少年にとっての成果は、外科医がこのモデルを練習に使用して「骨切りシミュレーション」を実行できることです。「分析した骨切り術のいくつかでは、大腿骨転子下領域で大腿骨幹部を垂直に貫通する骨切り術が1回行われ、大腿骨の中央3分の1でもう1回の骨切り術が行われ、中骨幹部の弓状変形を矯正した」と研究者らは述べている。「大腿骨の回転を矯正すると、冠状面と軸面での関節の移動や固定の困難が生じる可能性がありますが、この症例では 3D モデルによってその両方を防ぐことができます。」

手術の結果は成功し、患者は4か月後にストレッチやその他の運動活動を始めることができました。

術後（a）前後像と（b）側面像。 (c) 術後 15 か月の前後像と (d) 側面像「私たちの症例結果は、身体機能と放射線学的証拠によって示されるように、3D プリントモデルの使用により術後の転帰が改善できることを示唆しています」と著者らは結論の議論で述べています。

「3D プリントされた患者固有のガイドの使用は、手術時間の短縮、最適なインプラント配置、許容可能なアライメント、潜在的に低い合併症率などの利点を備えた、安全で現代的、手頃な価格の有望なアプローチです。骨格変形手術、特に複雑で困難な小児手術に 3D プリントモデルを使用すると、優れた精度と予測可能なより良い結果が得られます。3D プリントアプローチが普及するにつれて、術前計画モデルが小児変形矯正手術のゴールドスタンダードになる日も近いと確信しています。」

3D プリンティングは、さまざまな医療機器やモデルを通じて、骨の治癒、再生、複雑な外科手術の計画に影響を与え続けています。

2年後の追跡調査で三重フィルムを撮影したところ、脚の長さに有意な差は見られませんでした（<0.5 cm）

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