3D打印脊椎側(cè)彎矯形器流程分享

近年來，3D打印作為一種數(shù)字化技術(shù)，具備精準(zhǔn)、定制、靈活快速等優(yōu)勢，非常符合“精準(zhǔn)醫(yī)療”和“數(shù)字化醫(yī)療”的先進(jìn)理念，被廣泛的應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域。尤其是在矯形與康復(fù)輔具應(yīng)用場景下，個性化定制3D打印的脊柱側(cè)彎矯形器，已經(jīng)開始被越來越多的患者選擇使用。

什么是脊椎側(cè)彎
脊柱側(cè)彎是一種嚴(yán)重影響患者身體正常發(fā)育的疾病，通常會隨著患者的生長發(fā)育而持續(xù)加重，并且生長發(fā)育速度越快加重的速度越快。嚴(yán)重者導(dǎo)致胸廓變形，影響心肺功能，甚至累及脊髓，造成癱瘓。國際脊柱側(cè)彎研究學(xué)會（Scoliosis Research Society，SRS）對脊柱側(cè)彎的定義如下：如果脊柱在額狀面向側(cè)方偏離中線，Cobb 角超過 10°，并在水平面發(fā)生椎體旋轉(zhuǎn)畸形，即為脊柱側(cè)彎。即脊柱側(cè)彎會引起脊柱在額狀面、水平面、矢狀面的變形，并伴隨著椎體旋轉(zhuǎn)、脊柱扭轉(zhuǎn)、生理曲線弧度減小等一系列在三維空間內(nèi)的脊柱異常變形。

針對脊柱側(cè)彎的治療，目前國際上公認(rèn)的治療方法是手術(shù)治療和保守治療。手術(shù)的創(chuàng)傷大、風(fēng)險高、治療費用高，大多青少年達(dá)不到手術(shù)的指征，也不愿采用手術(shù)治療。因此保守治療就成為患者的首選。保守治療包括脊柱側(cè)彎矯形器和其他輔助運動鍛煉，但在生長發(fā)育結(jié)束之前，主要依靠脊柱側(cè)彎矯形器對脊柱持續(xù)性地施加矯正力來達(dá)到矯正效果。

（1）傳統(tǒng)制作流程

傳統(tǒng)矯形器一般采用石膏取型、修型、熱塑板貼附、裁剪、打磨、安裝內(nèi)襯扎帶的方式制作。優(yōu)點是價格相對便宜、可以二次加熱修整。缺點是整個工藝流程相對繁瑣，石膏取型需要患者參與，降低患者的體驗，制作效率較低，一個矯形師一天最多制作3-5個患者的支具，另外傳統(tǒng)矯形器體積較大，難以隱藏，對青少年正常的學(xué)習(xí)、生活產(chǎn)生比較大的影響。

（2）數(shù)字醫(yī)療3D打印定制矯形器

隨著數(shù)字化醫(yī)療的發(fā)展，3d打印技術(shù)開始在醫(yī)療定制領(lǐng)域普及。其中3D打印個性化脊椎側(cè)彎矯形器，就是在傳統(tǒng)矯形器理論上，結(jié)合數(shù)字設(shè)計和3D打印技術(shù)，研發(fā)生產(chǎn)的脊柱側(cè)彎矯形器，它通過CT掃描或者3D掃描結(jié)合X片作為設(shè)計依據(jù)，通過數(shù)字化軟件（基于傳統(tǒng)矯形器3點預(yù)彎原理并且結(jié)合病人體型，進(jìn)行透氣性、個體性、輕量化理念設(shè)計的模型）得到可打印的三維數(shù)據(jù)，再使用符合醫(yī)用要求的材料和3D打印機生產(chǎn)制作不同人體的個性化脊椎側(cè)彎矯形器。

1、定制化設(shè)計，結(jié)合每名患者的實際人體數(shù)據(jù)進(jìn)行住確參數(shù)設(shè)計，貼合性好、患者佩戴舒適。

2、人體工程學(xué)制作，針對不同患者生活習(xí)慣，對聯(lián)結(jié)處、鎖緊處等進(jìn)行設(shè)計，患者可自己進(jìn)行佩就，大大提高了佩戴者的依從性和舒適性。

3、造型美觀設(shè)計輕便，由于采用高標(biāo)準(zhǔn)專用材料，設(shè)計輕薄、可方便隱藏在外衣里，減少病人心理壓力，滿足外部形象要求。

4、具有一定韌性、通透性，通氣性好不易損壞，可隨時穿著不影響日常學(xué)習(xí)、生活，提升每天的有效佩戴治療時間，更好更快實現(xiàn)療效。

5、治療經(jīng)濟(jì)性好，患者就診、治療壓力小，雖然我國相關(guān)應(yīng)用起步較晚，但由于3D打印技術(shù)的深入使用，使得綜合治療成本較傳統(tǒng)工藝相比具有明顯優(yōu)勢。

6、項目整體較為成熟，由于上海九院近年來的大力推廣，已基本形成了醫(yī)生指導(dǎo)診斷、工程師設(shè)計制造、矯形師評估跟蹤的完整流程體系，具備了大范圍推廣的能力。

在眾多類型的康復(fù)輔助器具中，矯形器制造是目前與增材制造-3D打印技術(shù)應(yīng)用結(jié)合最為緊密并且仍在不斷優(yōu)化發(fā)展的。在應(yīng)用發(fā)展的過程中，3D打印技術(shù)與3D掃描、數(shù)字化設(shè)計軟件與矯形器制造需求相融合，逐漸形成了完整的數(shù)字化設(shè)計與3D打印流程，這為矯形器等康復(fù)輔具帶來了新的藍(lán)圖。