3D打印(three dimensions print,TDP)技术被认为是制造业的一次革命,是一项能够改变未来并推动产业进步的创新性技术。该技术得益于计算机技术的发展、生产工艺的改进和新型材料的问世,迄今为止,TDP已经在包括生命科学在内的多个领域获得了长足的进步。具体到耳鼻咽喉头颈外科这一专业领域,目前TDP技术在耳外科解剖训练、医学教育、术前虚拟现实与3D建模以及颅颌面部大块骨组织缺损的修复等方面均获得了可喜的进展和初步的应用。聚焦于听力重建领域,如何解决以传声结构为主要病变的传导性听力下降,进而恢复听骨连接的听骨链重建术(Ossicular Chain Reconstruction,OCR)是目前传导性耳聋显微外科研究的重点方向之一。由于传递声波的听骨结构精细、病变类型复杂、个体外形差异等原因,术中只能大致选择长度、角度、外形等指标均与其近似的人工假体加以塑形、加工后植入。上述过程不仅会增加手术时间和操作难度,甚至可能因微小的误差而影响听骨链的传声效率。基于高分辨CT(highresolution CT,HRCT)扫描技术,应用后期二维多平面重组(multi-planer reformation,MPR)和三维容积重建技术(3D volume rendering,3D VR),可以在术前基本明确患者的听骨链病变情况,并可据此有针对性的设计出连接听骨链的替代假体,甚至有可能完全还原听骨链自然形态的适形假体。如果将上述构想与计算机辅助快速成型(rapid prototyping,RP)技术结合,将有望制备出真正意义的个性化听骨贋覆体。本研究旨在探索基于人颞骨HRCT扫描图像、通过数据转换、计算机辅助建模并输出至3D打印机,重建个体化听小骨的快速成型技术。以期实现听骨链的精确形态学修复,减少传统听骨链重建术后的声传导损失,为听骨链病变患者的外科治疗提供新的手段。目的通过提取健康人颞骨的HRCT轴位扫描影像,通过数据转换、计算机辅助建模实现3D可视化,评估听小骨计算机辅助设计(computer aided design,CAD)模型的还原一致性和重建精确度,最终输出至3D打印机从而重建个体化听小骨。方法选择于2013年10月至2014年6月在我科就诊的突发性耳聋患者24例(36耳)为研究对象,且所有患者均排除中耳其他疾患。所有患者均经过256排螺旋CT进行颞骨轴位HRCT扫描,获得高分辨率和高对比度的医学数字影像和通信标准(Digital Imaging and Communications in Medicine,DICOM)格式文件。将此格式文件输入Mimcs 16.0交互式医学影像处理软件进行数据转化,实现目标物体的3D切分和可视化,得到听小骨3D图像,与MPR和3D VR重建的听小骨图像比对,验证其还原一致性;与正常听小骨结构加以对比,评估其还原精确性。由于入组患耳均排除中耳疾患,故默认其听骨链结构为正常形态。以正常听小骨图像为金标准,观察其锤骨头、锤骨颈、锤骨短突、锤骨柄、砧骨体、砧骨长脚、砧骨短脚、豆状突、镫骨头、镫骨足弓、镫骨底板等标志性结构,采用Kappa一致性检验,评估拟3D打印听骨的还原一致性和重建精确度。得到目标数据后输入至Magics 15.01快速成型辅助软件并最终输出至3D打印设备,将CAD数据转化构建成为听骨的三维实体。结果Mimcs 16.0软件转化数据的听骨形态在显示锤骨头、锤骨颈、锤骨短突、锤骨柄、砧骨体、砧骨长脚、砧骨短脚等7个标志点上,显示率均在90%以上,且与MPR和3D VR重建的听小骨图像比对一致性很好,经过Kappa一致性检验,K值均大于0.75;在显示豆状突、镫骨头、镫骨前足弓、镫骨后足弓等4个标志点上,显示率在60%左右,与MPR和3D VR重建的听小骨图像比对一致性较好,K值均大于0.4;而Mimcs在镫骨地板的显示率上只有25.0%,与MPR的76.4%和3D VR的52.8%区别较大,K值小于0.4。所有Kappa检验P﹤0.05。综合以上信息,基于颞骨HRCT资料的经Mimcs软件还原的可视化锤骨和砧骨精确度高,还原程度好,而镫骨精确度和还原程度欠佳。结论本研究实现了基于人颞骨HRCT资料的个体化听小骨数据转换与快速成型,打印出了精度较高的锤骨、砧骨和部分镫骨,为探索将TDP技术用于虚拟现实观察和个性化听小骨形态学修复奠定了初步基础。