CN104622535A - 脊柱骨面吻合定位钻孔导向器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了脊柱骨面吻合定位钻孔导向器，包括吻合模块，吻合模块上包含骨面贴合面，在吻合模块上还设置有导向孔，该导向孔的数量为两个，两个导向孔分别设置在贴合主体中心线位置的两侧，在导向孔的内部内壁上还设置有薄壁不锈钢管。本发明提供脊柱骨面吻合定位钻孔导向器及其制备方法，解决现有技术中手术风险大、耗时长、成本高以及患者感染几率大的缺点，很好的降低了手术的风险与耗时，同时还大大降低了患者感染的几率与手术成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种导向器及其制备方法，具体涉及一种在外科手术中使用的骨面吻合式导向器及其制备方法。
背景技术
外科内固定手术植钉需要在患者手术部位的骨骼上钻孔预制钉道，再沿着钉道植入螺钉。现有预制钉道方法主要有两种：一种是医生凭借影像照片及个人经验用医用克式钻直接打孔预制；另一种是依靠手术室术中X光系统及引导标记针，在术中多次拍片，调整，在拍片，再调整，最终确定钉道入路点及入路角度进行打孔预制。第一种做法完全依靠经验，对于难度较大，植入条件苛刻的植钉手术，风险很大；第二种做法，手术相关人员操作繁琐，需要在手术台无菌区域来回走动，术中调整时间长，大大增加了患者在术中受感染的几率，且术中X光设备价格昂贵，加大了手术成本。
现在术前数字化模拟规划软件已经在医院临床科室普及，虽然可以准确模拟手术过程，得到最佳手术方案，也可以利用3D打印机可制作出患者的精确骨骼模型，但无法在手术中直接应用，只能在术前进行规划和参考，医生在手术中只能凭借记忆完成手术，数字化术前模拟技术无法在手术中精确运用，无法起到理想的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供脊柱骨面吻合定位钻孔导向器及其制备方法，解决现有技术中手术风险大、耗时长、成本高以及患者感染几率大的缺点，很好的降低了手术的风险与耗时，同时还大大降低了患者感染的几率与手术成本。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
脊柱骨面吻合定位钻孔导向器，包括吻合模块，吻合模块上含有骨面吻合贴面，在吻合模块上还设置有连接板，该连接板上设置有固定孔，在固定孔中设置有模块固定螺钉与整体固定螺钉，吻合模块又包括左吻合模块与右吻合模块，在左吻合模块与右吻合模块上还分别设置有一条导向孔，在导向孔的内部内壁上还设置有薄壁不锈钢管。
进一步的，上述左吻合模块与右吻合模块的上侧侧面为平面，连接板通过模块固定螺钉同时固定在左吻合模块与右吻合模块的上侧面上，左吻合模块与右吻合模块的下侧面为贴合面，该贴合面与骨面相匹配。
作为优选，所述连接板成“工”字型，在该连接板的四个角以及中心位置处均设置有固定孔，固定孔均为条状固定孔。
脊柱骨面吻合定位钻孔导向器的制备方法，包括以下步骤：
A、利用三维设计软件对医疗机构提供的患者骨骼三维模型进行逆向操作，得到左右两块吻合模块的3D模型；
B、通过雕刻机的刀路设计软件将左吻合模块与右吻合模块的雕刻刀路设计出来；
C、通过雕刻机分别雕刻出左吻合模块与右吻合模块，用3D打印机制作出带有钉道的患者骨骼模型；
D、将左吻合模块与右吻合模块的吻合面贴合在患者骨骼模型上的相应位置处，调整左吻合模块与右吻合模块的位置并通过模块固定螺钉将左吻合模块与右吻合模块同时固定在连接板上，通过整体固定螺钉将左吻合模块、右吻合模块以及连接板固定在骨面模型上；
E、将骨骼模型和吻合模块的结合体固定在台钻的万向夹具上，调整好角度后使台钻的钻头由骨面模型的钉道逆向贯穿左吻合模块与右吻合模块，从而在左吻合模块与右吻合模块上分别形成一条导向孔；
F、在导向孔中插入外径与导向孔内径相匹配的壁厚为0.25毫米的薄壁不锈钢管。
步骤A中的具体设计步骤如下：
A1、在三维设计软件中导入患者骨骼的3D模型，并建立一个比骨骼模型略大的长方体模型；
A2、调整骨骼模型与长方体模型的相对位置，使得骨骼模型处于长方体模型的中心位置，并使得骨骼模型完全为长方体模型所包裹；
A3、通过布尔减法运算，将长发体模型中与骨骼模型相重叠的区域去除，进而得到一个与骨骼模型完全吻合的长方体外壳；
A4、沿长方体外壳的中心面将其分为左右两块，进而得到左右两个吻合模块的毛胚模型；
A5、去除左右两个吻合模块上雕刻夹角为负的部分以及手术中无法剥离区域的对应部分；
A6、最终得到左吻合模块与右吻合模块的3D模型，并将左吻合模块与右吻合模块的3D模型以STL格式输出。
步骤B中以左吻合模块的左侧面以及右吻合模块的右侧面为底面进行雕刻刀路设计。
步骤C中采用的医用的无毒性材料雕刻左吻合模块与右吻合模块。
步骤F中薄壁不锈钢管与导向孔通过过盈配合固为一体。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本发明设置有薄壁不锈钢管，在导向孔内部设置薄壁不锈钢管能够很好的将导向孔与钻头相隔绝，在利用导向孔进行钻孔时避免了导向孔与钻孔的钻头相接触，进而避免了导向孔被钻头损坏，进一步提高了准确性与安全性；
（2）本发明的条状的固定孔能够更加灵活的调整左吻合模块与右吻合模块的位置，提高了产品的灵活性，同时通过连接板上的整体固定螺钉还能更好的将左吻合模块与右吻合模块固定在手术位置的骨面上，进一步提高了产品制备与使用过程中的稳定性，提高了准确性与安全性；
（3）本发明的导向器带有骨面贴合面，术中采用骨面吻合技术进行导向器定位，术中定位准确快速，能够很好的降低了手术的风险与耗时，提高手术的成功率与精准度，同时避免了长时间的现场调校过程，大大降低了患者感染的几率与手术成本；
（4）本发明的方法对制备设备及材料要求不高，雕刻采用普通高精度三轴数字雕刻机即可完成；吻合模块材料选择面很广，强度较高的骨水泥及可进行雕刻的医用高分子材料均可使用，无需特殊材料，制备成本低；
（5）本发明中使用的患者骨骼三维模型及术前模拟最佳钉道三维模型，使用医院现有的术前模拟软件即可直接设计和输出；因为骨骼模型不直接用于手术，利用普通FDM技术3D打印机及普通材料即可完成，无需使用医用无菌打印机，骨骼模型制备简单且成本较低，更避免了其间可能存在的知识产权纠纷。
附图说明
图1为本发明的剖面图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为本发明的俯视图。
图4为本发明的吻合模块的剖面图。
图5为本发明的吻合模块的设计过程图。
图6为本发明的吻合模块导向孔的打孔过程图。
附图标记说明：1、吻合模块；2、连接板；3、模块固定螺钉；4、整体固定螺钉；5、导向孔；11、左吻合模块；12、右吻合模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例1
如图1-4所示，脊柱骨面吻合定位钻孔导向器，包括吻合模块1，在吻合模块1上还设置有连接板2，该连接板2上设置有固定孔，在固定孔中设置有模块固定螺钉3与整体固定螺钉4，吻合模块1又包括左吻合模块11与右吻合模块12，在左吻合模块11与右吻合模块12上还分别设置有一条导向孔5，在导向孔5的内部内壁上还设置有薄壁不锈钢管。在导向孔内部设置薄壁不锈钢管能够很好的将导向孔与中间通孔相隔绝，在利用导向孔进行钻孔时避免了导向孔与钻孔的钻头相接触，进而避免了导向孔被钻头损坏，进一步提高了准确性与安全性。
所述左吻合模块11与右吻合模块12的上侧侧面为平面，连接板2通过模块固定螺钉3同时固定在左吻合模块11与右吻合模块12的上侧面上，左吻合模块11与右吻合模块12的下侧面为贴合面，该贴合面与骨面相匹配。所述连接板2成“工”字型，在该连接板2的四个角以及中心位置处均设置有固定孔，固定孔均为条状固定孔。条状的固定孔能够更加灵活的调整左吻合模块与右吻合模块的位置，提高了产品的灵活性，同时通过连接板上的整体固定螺钉还能更好的将左吻合模块与右吻合模块固定在手术位置的骨面上，进一步提高了产品制备与使用过程中的稳定性，提高了准确性与安全性。
使用时，将该左吻合模块与右吻合模块的贴面贴合在需要手术的骨面位置上，接着通过整体固定螺钉将整个导向器固定在骨面上，最后通过导向孔在骨面上需要手术的位置利用根据需求选定长度的定深钻头钻取所需钉道，该钻头的长度为钉道深度与导向孔长度的总和，钻孔完毕后取下贴合主体并将螺钉植入钉道即可。利用本产品能够很好的降低了手术的风险与耗时，提高手术的成功率与精准度，同时避免了长时间的现场调教过程，大大降低了患者感染的几率与手术成本。
实施例2
脊柱骨面吻合定位钻孔导向器的制备方法，包括以下步骤：
A、利用三维设计软件对医疗机构提供的患者骨骼三维模型进行逆向操作，得到左右两块吻合模块的3D模型；如图5所示，具体设计步骤如下：
A1、在三维设计软件中导入患者骨骼的3D模型，并建立一个比骨骼模型略大的长方体模型；
A2、调整骨骼模型与长方体模型的相对位置，使得骨骼模型处于长方体模型的中心位置，并使得骨骼模型完全为长方体模型所包裹；
A3、通过布尔减法运算，将长发体模型中与骨骼模型相重叠的区域去除，进而得到一个与骨骼模型完全吻合的长方体外壳；
A4、沿长方体外壳的中心面将其分为左右两块，进而得到左右两个吻合模块的毛胚模型；
A5、去除左右两个吻合模块上雕刻夹角为负的部分以及手术中无法剥离区域的对应部分；
A6、最终得到左吻合模块与右吻合模块的3D模型，并将左吻合模块与右吻合模块的3D模型以STL格式输出；
B、通过雕刻机的刀路设计软件将左吻合模块与右吻合模块的雕刻刀路设计出来；以左吻合模块的左侧面以及右吻合模块的右侧面为底面进行雕刻刀路设计；
C、通过雕刻机分别雕刻出左吻合模块与右吻合模块，用3D打印机制作出带有钉道的患者骨骼模型；采用的医用的无毒性材料雕刻左吻合模块与右吻合模块；
D、将左吻合模块与右吻合模块的吻合面贴合在患者骨骼模型上的相应位置处，调整左吻合模块与右吻合模块的位置并通过模块固定螺钉将左吻合模块与右吻合模块同时固定在连接板上，通过整体固定螺钉将左吻合模块、右吻合模块以及连接板固定在骨面模型上；
E、如图6所示，将骨骼模型和吻合模块的结合体固定在台钻的万向夹具上，调整好角度后使台钻的钻头由骨面模型的钉道逆向贯穿左吻合模块与右吻合模块，从而在左吻合模块与右吻合模块上分别形成一条导向孔；
F、在导向孔中插入外径与导向孔内径相匹配的壁厚为0.25毫米的薄壁不锈钢管；薄壁不锈钢管与导向孔通过过盈配合固为一体。
按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.脊柱骨面吻合定位钻孔导向器，其特征在于，包括吻合模块（1），在吻合模块（1）上还设置有连接板（2），该连接板（2）上设置有固定孔，在固定孔中设置有模块固定螺钉（3）与整体固定螺钉（4），吻合模块（1）又包括左吻合模块（11）与右吻合模块（12），在左吻合模块（11）与右吻合模块（12）上还分别设置有一条导向孔（5），在导向孔（5）的内部内壁上还设置有薄壁不锈钢管。
2. 根据权利要求1所述的脊柱骨面吻合定位钻孔导向器，其特征在于，所述左吻合模块（11）与右吻合模块（12）的上侧侧面为平面，连接板（2）通过模块固定螺钉（3）同时固定在左吻合模块（11）与右吻合模块（12）的上侧面上，左吻合模块（11）与右吻合模块（12）的下侧面为贴合面，该贴合面与骨面相匹配。
3. 根据权利要求2所述的脊柱骨面吻合定位钻孔导向器，其特征在于，所述连接板（2）成“工”字型，在该连接板（2）的四个角以及中心位置处均设置有固定孔，固定孔均为条状固定孔。
4. 权利要求1-3任意一项所述的脊柱骨面吻合定位钻孔导向器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、利用三维设计软件对医疗机构提供的患者骨骼三维模型进行逆向操作，得到左右两块吻合模块的3D模型；
B、通过雕刻机的刀路设计软件将左吻合模块与右吻合模块的雕刻刀路设计出来；
C、通过雕刻机分别雕刻出左吻合模块与右吻合模块，用3D打印机制作出带有钉道的患者骨骼模型；
D、将左吻合模块与右吻合模块的吻合面贴合在患者骨骼模型上的相应位置处，调整左吻合模块与右吻合模块的位置并通过模块固定螺钉将左吻合模块与右吻合模块同时固定在连接板上，通过整体固定螺钉将左吻合模块、右吻合模块以及连接板固定在骨面模型上；
E、将骨骼模型和吻合模块的结合体固定在台钻的万向夹具上，调整好角度后使台钻的钻头由骨面模型的钉道逆向贯穿左吻合模块与右吻合模块，从而在左吻合模块与右吻合模块上分别形成一条导向孔；
F、在导向孔中插入外径与导向孔内径相匹配的壁厚为0.25毫米的薄壁不锈钢管。
5. 根据权利要求4所述的脊柱骨面吻合定位钻孔导向器的制备方法，其特征在于，步骤A中的具体设计步骤如下：
A1、在三维设计软件中导入患者骨骼的3D模型，并建立一个比骨骼模型略大的长方体模型；
A2、调整骨骼模型与长方体模型的相对位置，使得骨骼模型处于长方体模型的中心位置，并使得骨骼模型完全为长方体模型所包裹；
A3、通过布尔减法运算，将长发体模型中与骨骼模型相重叠的区域去除，进而得到一个与骨骼模型完全吻合的长方体外壳；
A4、沿长方体外壳的中心面将其分为左右两块，进而得到左右两个吻合模块的毛胚模型；
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A6、最终得到左吻合模块与右吻合模块的3D模型，并将左吻合模块与右吻合模块的3D模型以STL格式输出。
6. 根据权利要求4所述的脊柱骨面吻合定位钻孔导向器的制备方法，其特征在于，步骤B中以左吻合模块的左侧面以及右吻合模块的右侧面为底面进行雕刻刀路设计。
7. 根据权利要求4所述的脊柱骨面吻合定位钻孔导向器的制备方法，其特征在于，步骤C中采用的医用的无毒性材料雕刻左吻合模块与右吻合模块。
8. 根据权利要求4所述的脊柱骨面吻合定位钻孔导向器的制备方法，其特征在于，步骤F中薄壁不锈钢管与导向孔通过过盈配合固为一体。
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