Validation of 3D-printed hip models with femoroacetabular impingement for educational purposes in radiology.

利用真實 CT 影像加上熱熔沉積成型技術，打造出來的 12 組 3D 列印髖關節病理模型，在 7 位資深專家的盲測中，有 4 組凸輪型撞擊模型達到了 100% 的完全辨識率。這項研究證實，將 2D 的斷層掃描數據轉換為實體解剖教具，能以高達 AC1 ≥ 0.61 的實質一致性，精準重現股骨髖臼撞擊症候群的微小骨骼變異。

從 CT 影像到 12 組 3D 列印解剖教具轉換

探究醫學影像解剖學的教學與學習模式，傳統上多仰賴平面的醫學影像顯示器，對於空間結構複雜的關節病變，往往需要更高的空間理解能力。這項研究將焦點放在開發並驗證具有病理特徵的 3D 髖關節模型，旨在提升未來放射解剖學領域專業人員的學習成效。研究團隊系統性地收集了正常髖關節患者的 CT 斷層掃描影像，以及具備各種股骨髖臼撞擊症候群（Femoroacetabular Impingement, FAI）亞型特徵的患者 CT 影像數據。透過這些真實的臨床 CT 數據作為數位建模基礎，研究人員採用了熱熔沉積成型技術（Fused filament fabrication technology），這是一種普及且成型穩定的 3D 列印技術。經過數位轉換與列印輸出，總共成功建立了 12 組 3D 實體模型，將平面的數位像素轉換為可觸摸的立體解剖結構。

7位專家評估與 AC1 ≥ 80% 的一致性標準

為了確保這些 3D 列印模型在解剖特徵與病理表現上的準確性，嚴格的專家驗證機制是本研究的核心步驟。評估團隊由 7 位具備超過 10 年以上臨床經驗的專家所組成，涵蓋了放射學與創傷學領域的專業視角。這群資深專家透過專門設計的問卷，對這 12 組模型進行了隨機的盲測評估。在統計方法的選擇上，研究採用了 Gwet's agreement coefficient (AC1) 作為評分者間一致性（inter-rater agreement）的衡量指標。為了確立模型的有效性與教學價值，研究設定了嚴格的達標門檻，只有在觀察者間達到 ≥80% 的同意度時，該 3D 模型才會被判定為具有效度。這種基於資深專家視覺與觸覺雙重確認的量化評估，為後續的數據分析奠定了客觀基礎。

Table 1 各亞型 FAI 模型的辨識率數據分析

剖析專家問卷的具體反饋，不同病理特徵在 3D 模型上的呈現效果展現出明確的數據差異。首先，在兩組正常髖關節模型中，有 80% 的觀察者能夠正確將其辨識出來。把目光轉向 FAI 亞型，在 5 組具備凸輪型撞擊（cam-type FAI）特徵的模型中，高達 4 組獲得了 100% 專家的完全認可；而在 5 組帶有股骨頭變形（deformed femoral head）特徵的模型裡，有 2 組被 86% 的專家成功辨識。若細看股骨偏移異常（altered femoral offset）的類別，6 組模型中有 3 組獲得了至少 86% 專家的正確識別。至於改變頸幹角（altered cervico-diaphyseal angles）的 2 組模型中，有 1 組達到了 86% 的正確辨識率。最後，在 4 組具備髖臼過度覆蓋（acetabular overcoverage）特徵的模型中，有 1 組成功被 100% 的專家精準認出。

6 組病理模型達成 AC1 ≥ 0.61 實質一致性

綜合上述各項亞型的辨識數據，可以得出整體病理模型的驗證成果。統計結果顯示，總共有 6 組病理模型達到了實質一致性係數（substantial concordance coefficient），其具體數值為 AC1 ≥ 0.61。這個關鍵數字指標意味著，儘管 3D 列印過程可能存在材質或表面紋理的轉換限制，但這 6 組模型在呈現病灶空間結構上，已經能夠讓多位資深專家產生高度一致的判斷。透過客觀的 AC1 係數檢驗，證實了只要原始 CT 影像品質足夠，且 3D 列印參數設定得宜，實體模型確實能夠高度還原病患真實的骨骼異常狀態。這些獲得高一致性評分的模型，也直接證明了利用熱熔沉積技術重現 FAI 複雜幾何變異的技術可行性。

放射解剖與肌肉骨骼病理教學的導入基礎

基於上述的影像轉換與專家驗證結果，這項研究確認了將真實 CT 影像轉化為 3D 列印骨骼病理模型的策略是具備高度可行性且有效的。這些經過放射學與創傷學專家雙重認證的實體模型，能夠忠實呈現股骨髖臼撞擊症候群的典型影像學特徵。作者在研究結論中明確指出，此項驗證工作建立了一個堅實的方法學基礎。對於未來的醫學影像教育而言，這套基於客觀數據與嚴格一致性檢驗的流程，為將 3D 列印模型正式納入放射解剖學（radiologic anatomy）與肌肉骨骼病理學（musculoskeletal pathology）的常規教學資源中，提供了強而有力的科學依據。

透過真實 CT 數據與熱熔沉積技術製作的 3D 髖關節模型，在專家盲測中展現高度病理特徵還原力，為放射解剖學提供了具備實質一致性（AC1 ≥ 0.61）的立體教學方案。