近年來,3D打印作為一種數字化技術,具備精準、定制、靈活快速等優勢,非常符合“精準醫療”和“數字化醫療”的先進理念,被廣泛的應用于醫療領域。尤其是在矯形與康復輔具應用場景下,個性化定制3D打印的脊柱側彎矯形器,已經開始被越來越多的患者選擇使用。
什么是脊椎側彎
脊柱側彎是一種嚴重影響患者身體正常發育的疾病,通常會隨著患者的生長發育而持續加重,并且生長發育速度越快加重的速度越快。嚴重者導致胸廓變形,影響心肺功能,甚至累及脊髓,造成癱瘓。國際脊柱側彎研究學會(Scoliosis Research Society,SRS)對脊柱側彎的定義如下:如果脊柱在額狀面向側方偏離中線,Cobb 角超過 10°,并在水平面發生椎體旋轉畸形,即為脊柱側彎。即脊柱側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、脊柱扭轉、生理曲線弧度減小等一系列在三維空間內的脊柱異常變形。
針對脊柱側彎的治療,目前國際上公認的治療方法是手術治療和保守治療。手術的創傷大、風險高、治療費用高,大多青少年達不到手術的指征,也不愿采用手術治療。因此保守治療就成為患者的首選。保守治療包括脊柱側彎矯形器和其他輔助運動鍛煉,但在生長發育結束之前,主要依靠脊柱側彎矯形器對脊柱持續性地施加矯正力來達到矯正效果。
脊柱側彎如何治療(1)傳統制作流程
傳統矯形器一般采用石膏取型、修型、熱塑板貼附、裁剪、打磨、安裝內襯扎帶的方式制作。優點是價格相對便宜、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,另外傳統矯形器體積較大,難以隱藏,對青少年正常的學習、生活產生比較大的影響。
(2)數字醫療3D打印定制矯形器
隨著數字化醫療的發展,3d打印技術開始在醫療定制領域普及。其中3D打印個性化脊椎側彎矯形器,就是在傳統矯形器理論上,結合數字設計和3D打印技術,研發生產的脊柱側彎矯形器,它通過CT掃描或者3D掃描結合X片作為設計依據,通過數字化軟件(基于傳統矯形器3點預彎原理并且結合病人體型,進行透氣性、個體性、輕量化理念設計的模型)得到可打印的三維數據,再使用符合醫用要求的材料和3D打印機生產制作不同人體的個性化脊椎側彎矯形器。
3D打印定制脊柱側彎矯形器的優勢
1、定制化設計,結合每名患者的實際人體數據進行住確參數設計,貼合性好、患者佩戴舒適。
2、人體工程學制作,針對不同患者生活習慣,對聯結處、鎖緊處等進行設計,患者可自己進行佩就,大大提高了佩戴者的依從性和舒適性。
3、造型美觀設計輕便,由于采用高標準專用材料,設計輕薄、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習、生活,提升每天的有效佩戴治療時間,更好更快實現療效。
5、治療經濟性好,患者就診、治療壓力小,雖然我國相關應用起步較晚,但由于3D打印技術的深入使用,使得綜合治療成本較傳統工藝相比具有明顯優勢。
6、項目整體較為成熟,由于上海九院近年來的大力推廣,已基本形成了醫生指導診斷、工程師設計制造、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。
在眾多類型的康復輔助器具中,矯形器制造是目前與增材制造-3D打印技術應用結合最為緊密并且仍在不斷優化發展的。在應用發展的過程中,3D打印技術與3D掃描、數字化設計軟件與矯形器制造需求相融合,逐漸形成了完整的數字化設計與3D打印流程,這為矯形器等康復輔具帶來了新的藍圖。