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目的:探讨在脊柱外科复杂疾病尤其是脊柱畸形与脊柱肿瘤的治疗中,应用计算机辅助设计模型结合3D打印技术的具体方法和有效性验证。方法:选取符合纳入标准的2016年1月至2018年6月在陆军军医大学第二附属医院骨科治疗的复杂脊柱疾病患者31例,其中脊柱畸形患者26例,脊柱肿瘤患者5例。采集术前影像学DICOM原始数据,在计算机上使用Mimics软件重建术区模型,并在模型基础上模拟过程并重建术后效果,最后使用3D打印技术制作出实体模型用于指导治疗。分析脊柱畸形患者术前、术后以及末次随访的冠状位、矢状位Cobb角度数、AVT、C7PL-CSVL及SVA与设计模型之间的差异情况。肿瘤病例根据强化影像表现的不同,计算机建模时独立勾勒肿瘤组织轮廓,3D打印模型时用不同颜色与正常组织相区分,研究重建模型与实际情况的相似性。结果:26例脊柱畸形患者手术治疗均获成功,随访时间在3~24个月,平均随访期为9.5个月。统计结果显示患者术前脊柱冠状位、矢状位Cobb角度数、AVT及SVA的测量均值分别为61.7±18.1°,48.3±29.3°,68.5±22.5mm,37.7±25.8mm,术后测值分别为23.3±9.1°,22.0±12.3°,36.1±17.3mm,17.1±13.0mm,差异具有统计学意义(P<0.05),设计模型测量均值分别为22.1±7.7°,21.4±10.8°,34.7±14.5mm,17.6±12.4mm,末次随访测量均值分别为23.5±8.8°,22.1±11.9°,36.2±16.8mm,17.4±12.5mm,差异未见明显统计学意义(P>0.05)。5例脊柱转移肿瘤患者均成功构建3D打印模型并顺利实施手术,平均手术时间264min,平均出血量1680ml,平均住院时间为15.4天,术后患者总体情况恢复良好。结论:术前计算机三维重建并且合理地设计术后效果结合3D打印技术制作出的模型能较好的为脊柱外科医生提供手术指导。本次研究中脊柱畸形患者术后畸形情况较术前改善明显,术后末次随访数据与术前设计模型数据之间的一致性较好,表明手术治疗的有效性和3D打印模型的模拟可靠性。根据脊柱肿瘤患者数据设计的术区肿瘤模型能精确反映肿瘤侵袭情况与邻近组织的毗邻关系,为手术计划的制定和顺利实施提供了可靠、直观的信息。所以计算机辅助设计与3D打印技术的结合在脊柱外科治疗中具有真实的价值和具体实际应用意义,值得进一步深入研究并总结推广使用。