中医骨伤是以中医基础理论为指导，研究和防治骨关节及其周围筋肉损伤与疾病的一门中医临床学科，相关疾病主要包括骨折、脱位、筋伤等几大类。中医骨伤手法复位是整复骨折、脱位的特色治疗方法，具有手术治疗不可替代的“简、便、验、廉”优势。传统手法复位的教学与传承多是通过教师讲解、演示，学生在教师指导下通过实践体会的方法来学习。

三维（3-dimensional，3D）打印技术是一种利用逆向工程原理制造立体结构的快速成型方法，是数字化技术在骨科运用的一种先进方法[1]。现在3D打印技术已经在骨科领域已经得到广泛运用，可利用3D打印技术来模拟展示骨折移位情况、设计个性化内固定物、进行术前规划、制定个体化手术方案等[2]。

为了提高中医骨伤手法复位的教学效果，在讲授和实践教学过程中，借鉴相关成果的经验，我们在教学中引入了3D打印模型辅助教学，取得了良好的教学效果。在这个方法运用过程中，发现模型的打印质量对教学效果有着较大影响。本文借助桡骨远端骨折（colles骨折）3D打印教学模型制作经验，就如何提高打印质量进行总结分析。

1 资料与方法

1.1 一般资料 经云南中医学院第一附属医院伦理委员会批准通过，本研究纳入桡骨远端骨折（colles骨折）2例，分别为：患者1，男性，35岁，跌伤后右侧腕部疼痛、活动受限2 h入院，入院就诊后体格检查提示：右腕部局部肿胀，局部呈“餐叉”样畸形，局部压痛，可触及骨擦感。呈现桡骨远端骨折（colles骨折）典型体征，X线检查提示桡骨远端骨折（colles骨折）；患者2，男性，50岁，跌伤后右侧腕部疼痛、活动受限3 h入院，入院就诊后体格检查提示右腕部局部肿胀，局部呈“餐叉”样畸形，局部压痛，可触及骨擦感。呈现桡骨远端骨折（colles骨折）典型体征，X线检查提示桡骨远端骨折（colles骨折）。2名患者经签署同意书后行右腕部CT扫描，扫描层厚0.625 mm。描后数据以DICOM格式保存，用于三维模型建模。

1.2 建模方法

1.2.1 三维模型的提取 将患者DICOM格式的CT影像导入交互式医学影像控制系统软件 (Materialize，Inc.，比利时)。分别使用阈值分割命令、蒙版工具、区域增长命令、编辑蒙板命令将骨骼和软组织分离，编辑图像形状，选择所需区域，逐层分割出所需的骨骼结构（图1）；最后通过进行重建，重建包括桡骨远端骨折块、近段桡骨、掌骨、腕骨等结构的初步三维曲面模型（图2）。该三维模型以STL格式保存。

图1 分割出各部分所需的骨骼结构

图2 初步的三维曲面模型

1.2.2 三维模型优化 将STL格式的模型逐个导入到自动逆向工程软件Geomagic 2012(Geomagic，Raindrop Geomagic，美国)获得曲面模型，这个过程还需要通过软件对骨骼模型进行曲面优化，删除钉状物、填充空缺部分，增加光顺程度，编辑轮廓线，构造曲面片，拟合曲面等操作（图3）。待模型呈现表面光滑、轮廓清晰，外观与真实状态完全一致以后继续以STL格式保存。

图3 优化后的模型

1.3 3D打印教学模型打印方法 将STL模型导入3D打印专业软件Cura 15.04（Ultimaker，荷兰）进行打印前切片。模型设置于打印机平台中央位置。打印喷头直径设置为0.65 mm，打印层高分别设置为是0.1、0.2、0.3 mm；壁厚设置为1 mm；顶/底面厚度设置为0.75 mm；填充密度设置为20%；打印速度使用30.0 mm/s；喷头温度设置为210℃；支撑类型设置为部分支撑；工作台附着方式设置为网格，厚度2 mm。然后使用软件中模型旋转命令，分别按照模型纵轴垂直于打印平台（图4）、纵轴平行于打印平台（图5）进行模型放置。模型大小比例设置为1∶1。设置完毕的切片文件以gcodeg格式保存到SD卡后准备打印。

将SD卡插入Ultimaker 2 Extended打印机后预热打印机，使用打印材料为聚乳酸 (PLA)，材料直径为2.85 mm，利用熔融层积成型技术（fused deposition modeing，FDM)获得所需模型。打印完毕后对模型进行去除支撑、打磨光滑等处理。

图4 模型纵轴垂直于打印平台

图5 模型纵轴平行于打印平台

1.4 打印模型质量的评价方法 通过将打印模型按照外观真实度、表面光滑度、骨折线对位精确度、后期处理难易度4个方面进行评价，每个指标分别分为优秀、良好、差3个级别，每个级别分别赋予3分、2分、1分。4项评分相加总分≥7分为合格，＜7分为不合格。打分通过3位有丰富临床、教学经验的教师评估，3人对每个模型单独评分，各个级别评分取3人评分总分的平均分，小数点后一位评分采取四舍五入计分。

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