转化或转换医学是将基础医学研究和临床治疗连接起来的一种新的思维方式.军队医院是我国医疗卫生系统重要组成部分,近年来军队医院着眼新的使命任务,不断创新发展,成绩显著.笔者简要介绍军队转化医学的现状和未来发展.

3D打印出现在20世纪80年代,是快速成型技术的一种.它是以数字模型文件为基础,根据不同的成型原理,包括熔融沉积(fused deposition modeling,FDM)、立体平版印刷(stereolithography appearance,SLA)、选择性激光结烧(selective laser sintering,SLS)和光固化(digital light processing,DLP),以丝状塑料、光敏树脂、粉末状金属或塑料等材料,采用分层加工、叠加成型的方式逐层增加材料生成3D实体的技术.

近年来,随着现代科技的发展,3D打印技术逐渐进入人们的生活,并逐渐成为一个家喻户晓的名词.3D打印是相对二维打印而言的一种新型的实体打印与制造技术.其原理是通过层层叠加的方式将二维平面结构逐层堆积,从而获得3维实体的技术.近年来,网络媒体对3D打印技术在日常生活及工业和医学领域的应用情况时有报道.3D打印技术尤其在医学领域具有非常广阔的应用前景,将为临床医学的发展带来新的契机.笔者就3D打印技术在脊柱外科领域的应用研究和进展谈几点看法,与大家共勉.

近年来,数字化医学作为一项新兴的交叉学科,在新老学者的共同努力下得到了长足的发展,越来越多的脊柱外科医师致力于脊柱外科相关数字医学技术的基础和临床研究.脊柱各部位椎体骨骼形态不规则、个体差异较大、邻近脊髓血管等重要脏器组织,导致诸多脊柱外科内固定技术应用存在潜在的风险.因此,3D打印导向模板辅助置钉技术、3D打印椎体模型引导下辅助置钉技术,可有效辅助解决脊柱外科内固定手术治疗工作中的诸多难点,降低手术风险,值得广大同行深入认识及掌握相关数字技术的联合应用.

2007年原国家卫生部发布的《中国伤害预防报告》显示,我国每年发生伤害约2亿人次,死亡70多万人,约占死亡总人数的9％,居死因第5位[1].与创伤患者不同,择期手术患者不存在多脏器/体腔严重毁损伤,生理机能稳定,无不可控性出血和污染,有充足的时间评估和诊断病情等,故择期手术患者的处置策略和技术并不适用于创伤患者救治.

心脏冲击伤分为原发性和继发性两种.原发性心脏冲击伤是指超压所致的损伤.继发性心脏冲击伤是指因抛掷、撞击等动压作用而造成的心脏创伤,包括肺、心组织界面(含气/非含气组织)的高压力直接造成心包、心肌(乳头肌)、瓣膜、心内膜损伤及肺泡静脉瘘所致的冠状动脉空气栓塞.

目的 探讨3D打印技术在复杂颅颈交界区畸形经口咽前路个性化手术中的应用价值. 方法 回顾性分析2009年12月-2013年12月利用3D打印技术辅助治疗的48例颅颈交界区复杂畸形的寰枢椎脱位患者.男19例,女29例;年龄6 ～59岁,平均35岁.其中合并寰椎枕骨化28例,游离齿状突19例,合并C2～3融合17例,合并C2～5融合1例,寰椎后弓不连1例,寰椎后弓缺如1例.所有患者均有肢体麻木、四肢无力、站立或行走不稳等脊髓压迫症状.颈椎MRI检查均发现寰齿间隙(ADI)增宽,寰枢稚脱位.术前将CT扫描获得的原始DICOM格式图像数据转入Simpleware软件,进行三维图像建模,然后以STL格式输入3D打印机复制出与患者等比例的颈椎快速成型模型供手术使用.患者均实施经口咽前路复位钢板(TARP)固定手术,其中1例接受前后路联合手术.测量术前、术后患者ADI以判断寰枢椎复位情况,测量颈延角(CMA)以评价脊髓压迫改善情况.采用日本骨科学会(JOA)评分判断患者脊髓功能改善情况. 结果 手术均顺利,手术时间(145±45) min,出血量(53±15)ml.手术共置入寰椎侧块螺钉96枚,逆向枢椎椎弓根螺钉62枚,枢椎椎体螺钉36枚,枢椎后路椎弓根螺钉1枚,枢椎椎板螺钉1枚.术后CT扫描结果显示,62枚逆向枢椎椎弓根螺钉有4枚外倾角偏大,部分进入椎动脉孔,但未出现临床症状;36枚枢椎椎体螺钉均位于椎体内.置钉总优良率98％.术后CT重建图像显示,寰枢椎较术前明显复位,ADI由术前(8.7±4.9)mm改善为术后(2.7±1.9)mm(P＜0.05),CMA由术前(123±17)°改善为术后(159±18)°(P＜0.05).术后患者肢体麻木、肌肉无力等症状均较术前有明显改善.术前JOA评分为(9.5±1.7)分,术后3个月复查恢复至(15.7±0.9)分(P＜0.05).术后随访10～58个月,患者均获骨性愈合. 结论 对于合并颅颈交界畸形的寰枢椎脱位患者,3D打印技术有助于对手术方案的设计、手术过程的辅助,起到提高手术精准度及安全性的作用.

目的 评估个性化3D打印"定点-定向"双导板辅助寰枢椎椎弓根螺钉技术在临床应用中的安全性和准确性. 方法 选择2012年5月-2015年6月收治的寰枢椎不稳患者22例,其中男14例,女8例;年龄42 ～69岁,平均56.3岁.寰椎骨折8例,Ⅱ型齿状突骨折9例,陈旧性齿状突骨折5例.病程15～37个月,平均26个月.患者均存在不同程度的枕颈部疼痛,或伴有四肢感觉运动障碍.根据寰枢椎后方骨性结构表面数据设计个性化"定点-定向"双导板.采用个性化3D打印"定点-定向"双导板辅助下寰枢椎后路椎弓根螺钉内固定术.1例因寰椎后弓不完整骨性结构极度不稳定,仅行寰枢椎右侧椎弓根螺钉单边固定.术中应用磨钻根据定点导板将进钉点的骨皮质磨除,再应用低速电钻根据定向导板建立钉道,最后拧入合适长度螺钉.将术前规划钉道和术后螺钉配对拟合进行螺钉的准确性分析.通过观察螺钉在CT横断面和矢状面的位置来评估螺钉置入的安全性. 结果 共置入C1椎弓根螺钉43枚,C2椎弓根螺钉43枚.术前术后螺钉进钉点、角度偏差差异无统计学意义(P＞0.05).所有患者术中、术后未出现神经血管损伤等严重并发症.螺钉位置:0级螺钉83枚,1级螺钉3枚,2级螺钉0枚,3级螺钉0枚.结论 个性化3D打印"定点-定向"双导板辅助寰枢椎椎弓根螺钉置钉技术能有效提高临床手术置钉的准确性和安全性,减少神经血管损伤等严重手术并发症.

目的 验证上颈椎3D打印模型的精确性,同时在3D打印模型上研究前路枕-寰-枢螺钉内固定的可行性,为手术医师提供一种术前规划方案. 方法 从医院影像系统导出45例正常成人寰枢椎CT扫描数据,导入Mimics软件中进行三维重建,再导入3D打印机打印出三维实体模型,分别在影像系统内和3D打印模型上测量14个参数,对比验证3D打印上颈椎模型的精确度.取30例上颈椎CT数据,导入Mimics软件中进行三维重建,在三维重建模型中,以半径1.75 mm的圆柱体模拟前路枕-寰-枢螺钉内固定轨迹.在前后视图上分别测量螺钉轨迹最小外偏角,记为α1,最大外偏角,记为α2;在侧位视图上,测量螺钉轨迹最小后倾角,记为β1,最大后倾角记为β2.计算α1和α2、β1和β2的平均值,分别记为α3和β3.同时打印相应上颈椎三维模型,以α3和β3为参考,在角度导向器的辅助下,指导前路枕-寰-枢螺钉在3D打印模型上的实验置钉,并测量相应的螺钉外偏角(α4)和后倾角(β4),对比验证三维数字重建螺钉轨迹角度参数和3D打印模型螺钉角度的异同. 结果 寰枢椎14项影像参数测量数据和3D打印模型测量数据对比差异均无统计学意义(P＞0.05),内相关系数(ICC)统计发现,13项参数＞0.800.30例上颈椎模拟螺钉轨迹测量计算结果:左右α3分别为(12.6±3.7)°和(12.0±4.2)°,左右β3分别为(23.9±4.8)°和(23.4±4.9)°.相应的3D打印模型的螺钉角度左右α4分别为(12.0±4.1)°和(12.3±4.1)°,左右β4分别为(23.4±4.2)°和(22.8±4.4)°.对比三维数字重建螺钉轨迹角度参数和3D打印模型螺钉角度差异无统计学意义(P＞0.05). 结论 3D打印技术可以提供精确的上颈椎模型,同时在三维重建模拟置钉技术和角度导向器的辅助下,可以成功实现准确的前路枕-寰-枢螺钉内固定.

目的 计算机辅助设计结合3D打印制作个体化颈椎椎弓根螺钉导板,探讨导板辅助颈椎椎弓根螺钉置入的效果. 方法 选择成人尸体颈椎标本8具,其中男4具,女4具.通过CT扫描获取DICOM数据,Mimics软件重建,分别在C3-6椎体两侧椎弓根螺钉模拟置钉,并设计出椎弓根螺钉导板,以光敏树脂为材料3D打印出导板,在尸体颈椎上辅助置入椎弓根螺钉,通过X线和CT观察置钉准确性. 结果 8具尸体颈椎标本共置入椎弓根螺钉64枚,其中62枚完全在椎弓根内,2枚向外穿破至椎动脉孔,置钉准确性为97％. 结论 3D打印个体化导板辅助颈椎椎弓根螺钉的置入能够降低操作难度、提高置钉准确性,具有较好的应用前景.

伴随着机械工程科学和医学生命科学的飞速发展以及多学科间的交叉渗透,3D打印导向模板辅助置钉技术利用CT扫描所获得的原始数据,通过计算机三维重建、寰枢椎后路骨性表面结构数据的提取以及理想螺钉通道的设计,制作出能够辅助螺钉精确置入的导向模板,实现了外科手术螺钉内固定的精确置入,为寰枢椎后路内固定技术的发展提供了新的思路.笔者结合近年来国内外文献对3D打印导向模板辅助置钉技术中导板的设计制作、临床应用以及辅助置钉精确度的影响因素做一综合性分析.

目的 探讨损害控制性剖腹术在多发伤救治中的应用及效果. 方法 回顾性分析2009年1月-2015年6月应用损害控制性剖腹术救治的33例多发伤患者的临床资料,其中男24例,女9例;年龄19～68岁,平均41.0岁.致伤原因:交通伤21例,高处坠落伤6例,重物砸伤5例,雷管爆炸伤1例.损伤严重度评分(ISS)14 ～64分,平均27.0分.患者均有腹部创伤;合并脑伤10例次,胸伤23例次,骨盆四肢伤21例次.33例均实施损害控制性剖腹术,完成腹腔内手术后均行暂时性腹腔关闭.观察并统计患者腹腔关闭时间,腹腔高压症(IAH)或腹腔间隙综合征(ACS)的发生及治疗方法,总住院时间和并发症发生情况. 结果 33例中29例在术后5～12 d行早期确定性腹腔关闭,4例植皮覆盖创面形成计划性腹疝.12例出现IAH或ACS,行负压封闭引流(VSD)辅助的腹腔扩容术.患者总住院时间21 ～70 d,平均31.4 d.2例开放性骨折术后创面感染;4例出现腹壁切口感染,经清创+ VSD引流后愈合;腹腔内脓肿1例,经腹腔穿刺引流后治愈.所有患者均顺利出院. 结论 对于合并腹部创伤的多发伤救治,合理应用损害控制性剖腹术安全有效.

目的 通过与单纯颈椎损伤进行比较,探讨合并胸部损伤的颈椎损伤多发伤的临床特点. 方法 回顾性分析2009年3月-2014年9月收治的116例颈椎损伤患者,根据是否合并胸部损伤分为单纯颈椎损伤组(65例)和合并胸部损伤的颈椎损伤组(51例).比较两组的致伤原因和部位、治疗方式和时间(气管切开率、呼吸机辅助治疗率、非手术治疗、不同时间手术率、手术距受伤时间、总住院时间)、并发症情况(电解质紊乱、呼吸系统感染、呼吸功能障碍或呼吸功能衰竭、尿道感染、消化道出血及多器官功能障碍综合征)、转归情况. 结果 两组的主要致伤原因均为高处坠落伤、低颈段最易受累.与单纯颈椎损伤组比较,合并胸部损伤组气管切开率(63％:42％)、呼吸机辅助治疗率(41％:25％)明显增高;早期时间手术率(29％:58％)明显降低,延期手术率(69％:30％)明显增高;手术距受伤时间[(7.2±3.7)d:(3.1±1.3)d]及总住院时间[(22.6±5.5)d:(17.3±3.7)d]更长;电解质紊乱率(35％:17％)、呼吸系统感染发生率(55％:35％)、呼吸功能障碍(43％:25％)明显增高(P均＜0.05).治疗后依据美国脊柱损伤协会(ASIA)分级,合并胸部损伤组D级率显著低于单纯颈椎损伤组(25％:39％)(p＜0.05). 结论 合并胸部损伤的颈椎骨折患者伤情危重,多需气管切开及呼吸机辅助呼吸,早期难以开展有效治疗,住院时间长,伤后并发症多,致残率高.

目的 比较轻度持续镇静和常规镇静对ICU多发伤患者镇静效果和炎症反应的影响. 方法 采用前瞻性随机对照方法,将2013年10月一2015年4月江苏大学附属人民医院收治的58例多发伤患者按照随机信封法分为轻度持续镇静组(持续组,30例)和常规镇静组(常规组,28例).比较两组患者机械通气使用持续时间、住ICU时间、连续肾脏替代治疗(CRRT)使用率、气管切开率、气管插管意外拔管率、脓毒症发生率、多脏器功能衰竭(MOF)发生率、病死率等.并测定入住ICU后24,48,72 h炎性指标变化. 结果 两组患者病死率差异无统计学意义,持续组死亡3例(10％),常规组死亡4例(14％)(P＞0.05).持续组机械通气时间短于对照组[(4.8±2.7)d:(8.9±3.1)d](P＜0.01),持续组住ICU时间短于对照组[(10.7±5.4)d:(16.9±7.3)d](P＜0.01).两组患者CRRT、气管切开率、气管插管意外拔管率、脓毒症发生率和MOF发生率差异无统计学意义.持续组血清炎症因子白细胞介素(IL)-6、肿瘤坏死因子(TNF)-α、C反应蛋白(CRP)水平在24,48,72 h低于常规组,仅48 h时比较,差异有统计学意义(P＜0.05).相应时间段血清IL-10水平持续组高于常规组(P＜0.05).持续组入住ICU 48 h血清IL-6、IL-10、TNF-α、CRP水平在受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)分别为0.726,0.608,0.729,0.757,对脓毒症有一定预测价值. 结论 轻度持续镇静对多发伤患者是可行的,可以缩短住ICU时间,减轻炎症反应.

目的 利用磁共振张量成像(DTI)分析创伤性颅脑损伤(TBI)后脑白质各个参数值的变化与认知功能障碍有无相关性. 方法 选取2012年10月-2013年9月收治的TBI患者17例,按照格拉斯哥昏迷评分(GCS)分为≥13分组(轻度组,10例)和≤12分组(中重度组,7例).另选取17例健康志愿者作为对照组.均行磁共振张量成像(DTI)检查,并使用Neuro 3D软件测量胼胝体膝部、胼胝体压部、内囊后肢、内囊前肢及大脑脚的各向异性分数(FA)及表观扩散系数(ADC)值,比较各组FA及ADC值之间的差异.每例患者按照简易精神状态检查(MMSE)标准进行检查评分,比较分析研究组FA及ADC值与MMSE有无相关性. 结果 与对照组比较,中重度组胼胝体膝部及压部FA值明显降低,胼胝体膝部及压部、内囊后肢及大脑脚ADC值升高(P ＜0.05或0.01).轻度组各兴趣区域FA及ADC值差异无统计学意义(P＞0.05).MMSE与胼胝体膝部及压部的FA呈正相关(r分别为0.636,0.601),与胼胝体膝部及压部ADC值呈负相关(r分别为0.552、0.660),FA降低越明显和ADC值升高越明显,MMSE值降低越明显. 结论 DTI可以发现CT及常规MRI无法显示的脑白质病变,有助于评估TBI患者认知功能损害程度,为治疗及预后提供客观依据.

目的 探讨严重腹部刨伤患者接受损害控制性术(DCO)后的早期死亡情况和危险因素. 方法 回归性分析2005年1月-2015年3月146例患者临床资料,早期死亡定义为首次术后72 h内、确定性手术之前的死亡,并据此分为死亡组与生存组,记录两组性别、年龄、受伤时间、损伤分类、生命体征、是否需要心肺脑复苏、格拉斯哥昏迷评分(GCS)、损伤严重度评分(ISS)、血红蛋白、血小板、凝血酶原时间(PT)、活化部分凝血活酶时间(APTT)、血液pH值、碱剩余、手术持续时间和术后急性生理和慢性健康评分Ⅱ(APACHEⅡ)等.应用Logistic多元回归分析探讨术后早期死亡与其他变量之间的关系. 结果 生存组118例(80.8％),死亡组28例(19.2％).生存组和死亡组:年龄(6.8％:21.4％,P ＜0.05)、多发伤(62.7％:85.7％,P＜0.05)、体温[(36.1±0.4)℃:(35.2±0.8)℃,P＜0.05]、ISS(31.4％:64.3％ ,P ＜0.05)、PT[(12.1±1.5)s: (13.9±1.2)s,P＜0.05]、血液pH值(7.25 ±0.04:7.08 ±0.11,P＜0.05)、碱剩余[(-8.9 ±2.8)mmol/L:(-10.6 ±3.3)mmol/L,P＜0.05)]、术后APACHEⅡ[(12.8±1.8)分:(17.5±2.0)分,P＜O.05]差异均有统计学意义.Logistic多元回归分析显示,年龄(OR=1.512,95％CI1.112～4.157,P＜0.05)、ISS(OR=1.313,95％ CI1.134 ～ 5.442,P＜0.05)、APACHEⅡ(OR=1.361,95％ CI1.182～5.222,P＜0.05)是影响早期死亡的独立危险因素. 结论 接受DCO的严重腹部创伤患者仍有较高的早期死亡率,并且与患者年龄、ISS和术后病情严重程度密切相关.

多发肋骨骨折合并创伤性膈疝常见于严重的胸腹联合伤,交通事故、高空坠落、直接暴力等是造成胸腹部损伤的常见原因[1].多根多处肋骨骨折可导致浮动胸壁,严重影响正常呼吸、循环功能,创伤性膈疝引起的腹腔脏器疝入胸腔致病情更加复杂、严重.因此,早期行手术治疗,效果良好,尤其胸腔镜手术治疗,相比常规剖胸手术更安全、方便,创伤小,恢复快.笔者选择我科2009年8月-2015年9月收治的35例多发肋骨骨折合并创伤性膈疝患者,比较剖胸和腹腔颅两种治疗方法的临床效果.现报告如下.

目的 模拟创伤性脑损伤(TBI)脑组织经亚低温治疗后的化学微环境,探讨该环境对体外脐带间充质干细胞(UCMSCs)的影响. 方法 选取18只SD大鼠按随机数字表法分为3组:假手术组大鼠仅开骨窗,不行冲击损伤;TBI组大鼠仅行冲击损伤;亚低温组大鼠经TBI后行亚低温治疗,各组6只.采用电子脑皮质挫伤撞击仪制作大鼠TBI模型.给予全身亚低温(33℃)治疗4h后,获取大鼠模型损伤区域脑组织的匀浆液.模拟脑组织弹性模量制备聚丙烯酰胺水凝胶.分离培养人UCMSCs,将其置于上述水凝胶上进行培养,分别加入各组大鼠的脑组织匀浆液,24 h后检测各组细胞的凋亡水平,并更换为UCMSCs的正常培养基.动态观察细胞的生长情况和形态变化,于7d后对其行免疫荧光检测其向神经元分化水平. 结果 假手术组、TBI组、亚低温组的细胞凋亡率分别为10.42％、73.47％和28.57％,与假手术组比较,TBI组的凋亡细胞明显增多(P＜0.01),而亚低温组可显著逆转TBI组诱导的凋亡细胞增多(P＜0.01);细胞免疫荧光结果显示,假手术组、TBI组、亚低温组细胞的神经元总体分化率分别为16.48％、2.59％和11.83％,与TBI组比较,亚低温组UCMSCs的神经元分化率明显增高(P＜0.05). 结论 TBI后的化学微环境可导致UCMSCs大量凋亡,且向神经元分化的能力大大降低;而亚低温治疗可减少TBI所致UCMSCs的凋亡,并使其分化能力得到一定恢复.

创伤性脑损伤(traumatic brain injury,TBI)大多发生于青壮年,通常是由交通事故或运动损伤造成的外部脑损伤,是青壮年致死和致残的主要原因[1].所有外伤中约有20％是TBI,治疗TBI相关花费较高,但是治疗方案却是少之又少,目前最有效的措施就是预防[2].TBI后数分钟内,细胞内外离子梯度失衡,同时机体产生毒性自由基增多,导致细胞毒性水肿,发生兴奋性中毒.

多器官功能障碍综合征(MODS)是指各种创伤、感染、外科手术、胸外心肺复苏后,患者先后或同时出现2个以上器官或系统功能障碍或衰竭,以至无法维持机体内环境的稳定[1].随着受罹的器官数量增加,患者病死率可从27％增至100％,MODS救治成功率将直接影响创伤的总体救治成功率.虽然国际医疗水平不断进步,但MODS的发生率却没有降低.

2015年我刊共登论文290篇,组织了3D打印技术、踝关节损伤、创伤感染、颅脑损伤、骨修复材料、创伤后凝血障碍、脊柱微创、脊柱脊髓损伤等重点报道.其中院士论坛1篇、专家论坛25篇、规范与指南1篇.提出了一些新的理论和观点,基本反映了我国创伤救治方面的最新研究动态和研究进展.同时开辟了学术争鸣栏目.现将主要刊文内容作一综述.