CN107361815B - 一种截骨矫形导板及其制造方法 - Google Patents

一种截骨矫形导板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

一种截骨矫形导板及其制造方法，其涉及矫形辅助工具设计及加工领域。该截骨矫形导板的制造方法根据待矫正骨骼的CT三维数据建立数据模型，使得待矫正骨骼表面所建立的截骨面能够与截骨矫形导板模型精准匹配，从而也使得经过3D打印成型的截骨矫形导板具备精准可靠的导向性。因此，上述的截骨矫形导板的制造方法，不但能够精准快速的制造出满足手术要求的截骨矫形导板，而且能够帮助医生根据患者的具体情况进行个性化的定制设计，实现了截骨精准、矫形可靠的技术效果；并且，通过上述制造方法所制造出来的截骨矫形导板也因为其精准可靠的导向性，使得截骨术的实施更加的科学和安全。故上述的截骨矫形导板及其制造方法具有重要的推广应用价值。

Description

一种截骨矫形导板及其制造方法
技术领域
本发明涉及矫形辅助工具设计及加工领域，具体而言，涉及一种截骨矫形导板及其制造方法。
背景技术
在骨科矫形手术中，截骨术是常用的一种方法，但是，现有的截骨术在术中和术后会经常出现截骨线偏差、矫形角度不良、截骨面对位严重失衡等并发症，影响手术效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种截骨矫形导板的制造方法，其能够精准快速的制造出满足手术要求的截骨矫形导板，从而使得医生能够根据患者的具体情况进行个性化的定制设计，实现了截骨精准、矫形可靠的技术效果。
本发明的另一目的在于提供一种截骨矫形导板，其能够为裁骨片提供精准可靠的导向性，使得截骨术的实施更加科学和安全，保证了截骨术的效果。
本发明的实施例是这样实现的：
一种截骨矫形导板的制造方法，其包括：
根据待矫正骨骼的CT三维数据建立骨骼的三维模型；对三维模型进行截骨角度和截骨线的模拟设定；
依据截骨线和截骨角度确立的截骨面，在骨骼对应的位置建立截骨矫形导板模型；
采用3D打印技术将截骨矫形导板模型打印成型。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述建立骨骼的三维模型是通过将待矫正骨骼的CT三维数据导入到3D打印设备的计算机系统操作实现的。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述建立截骨矫形导板模型的过程采用的是逆向工程技术。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述截骨线的模拟设定包括在侧位二维骨骼模型表面图形上的侧位截骨线设定和在正位二维骨骼模型表面图形上的背侧截骨线设定。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述侧位截骨线设定包括侧位远端截骨线的设定和侧位近端截骨线的设定；背侧截骨线设定包括背侧远端截骨线的设定和背侧近端截骨线的设定。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述进行侧位截骨线的设定过程中，包括：
在侧位二维骨骼模型表面图形设定远端背侧和腹侧截骨点，连线构成侧位远端截骨线；
根据需要矫形趾屈角度定位背侧骨骼表面近端截骨点连接成侧位近端截骨线。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述进行背侧截骨线的设定过程中，包括：
在正位二维骨骼模型背面平行于跖骨头平面，且通过侧位远端截骨线与骨骼背侧表面交点完成背侧远端截骨线；
依据矫形趾屈角度确定侧位近端截骨线和骨骼背侧表面交点，设计与背侧近端同样矫形角度在骨骼背侧直线为背侧近端截骨线。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，将侧位截骨线和背侧截骨线以三维数据处理的方式进行连接，得到三维空间上的远端截骨面和近端截骨面。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述截骨矫形导板的制造方法应用于拇外翻截骨矫形导板的制造中。
一种截骨矫形导板，其是通过上述的截骨矫形导板的制造方法制备得到。
本发明实施例的有益效果是：本发明实施例提供的截骨矫形导板的制造方法根据待矫正骨骼的CT三维数据建立数据模型，使得待矫正骨骼表面所建立的截骨面能够与截骨矫形导板模型精准匹配，从而也使得经过3D打印成型的截骨矫形导板具备精准可靠的导向性。需要说明的是，本发明实施例提供的截骨矫形导板的制造方法，不但能够精准快速的制造出满足手术要求的截骨矫形导板，而且能够帮助医生根据患者的具体情况进行个性化的定制设计，实现了截骨精准、矫形可靠的技术效果；另外，通过上述截骨矫形导板的制造方法所制造出来的截骨矫形导板也因为其精准可靠的导向性，使得截骨术的实施更加的科学和安全。因此，本发明实施例提供的截骨矫形导板及其制造方法具有重要的推广应用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明第一实施例提供截骨矫形导板的制造方法的流程图；
图2为本发明第一实施例提供截骨矫形导板的制造方法中第一跖骨侧位视图的二维结构示意图；
图3为本发明第一实施例提供截骨矫形导板的制造方法中第一跖骨正位视图的二维结构示意图；
图4为本发明第一实施例提供的截骨矫形导板第一视角的三维结构示意图；
图5为本发明第一实施例提供的截骨矫形导板第二视角的三维结构示意图。
图标：100-截骨矫形导板；110-第一跖骨；112-远端截骨线；114-近端截骨线；122-第一截骨限身槽；124-第二截骨限身槽；130-半封闭腔。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
第一实施例
请结合参照图1和图4，本实施例提供一种截骨矫形导板100的制造方法，旨在解决骨科矫形手术中和手术后出现的截骨线偏差、矫形角度不良和截骨面对位失衡等并发症。
需要说明的是，本实施例提供的截骨矫形导板100的制造方法是以拇外翻矫形手术中截骨矫形导板100的制造为例来进行阐述的。需要强调的是，在其它实施例当中，并不仅限于本实施例所介绍的拇外翻矫形手术中所用的截骨矫形导板100的制造，还可以是其它矫形手术中所用截骨矫形导板100的制造过程。
具体地，请继续参照图1，本实施例提供的一种截骨矫形导板100的制造方法，其包括以下步骤：
S1、根据待矫正骨骼的CT三维数据建立骨骼的三维模型。
进一步地，在建立骨骼三维模型的过程中，是通过将待矫正骨骼的CT三维数据导入到3D打印设备的计算机系统进行三维建模实现的。需要说明的是，通过将待矫正骨骼的CT三维数据导入到3D打印设备的计算机系统进行计算机模拟建模，使得后续截骨线和截骨角度的确定能够具有一个准确可靠的参考基准，从而保证了术前设计和术中操作以及术后效果的高度一致性。
S2、对三维模型进行截骨角度和截骨线的模拟设定。
进一步地，本实施例提供的截骨矫形导板100的制造方法中，截骨线的模拟设定包括在侧位二维骨骼模型表面图形上的侧位截骨线设定和在正位二维骨骼模型表面图形上的背侧截骨线设定。
需要说明的是，请分别参照图2和图3，截骨线是设定在第一跖骨110上的，其中，侧位截骨线设定包括侧位远端截骨线112的设定和侧位近端截骨线114的设定；背侧截骨线设定包括背侧远端截骨线112的设定和背侧近端截骨线114的设定。
具体地，在进行侧位截骨线的设定过程中，首先，需要根据临床患者的具体情况，在侧位二维骨骼模型表面图形设定远端背侧和腹侧截骨点，然后再将远端背侧截骨点和远端腹侧截骨点连线，构成侧位远端截骨线112，最后根据需要矫形趾屈角度定位背侧骨骼表面近端截骨点连接成侧位近端截骨线114。
进一步地，在进行背侧截骨线的设定过程中，首先需要在正位二维骨骼模型背面(平行于跖骨头平面)通过侧位远端截骨线112与骨骼背侧表面的交点确定背侧远端截骨线112，然后依据矫形趾屈角度确定侧位近端截骨线114和骨骼背侧表面交点，继而设计与背侧近端具有同样矫形角度的背侧近端截骨线114。
进一步地，将侧位截骨线和背侧截骨线对应的远端截骨线112和近端截骨线114设定完毕后，将侧位截骨线和背侧截骨线以三维数据处理的方式进行连接，即可得到三维空间上的远端截骨面和近端截骨面。
S3、依据截骨线和截骨角度确立的截骨面，在骨骼对应的位置建立截骨矫形导板模型。
进一步地，依据截骨线和截骨角度确立的截骨面具有对应的两个，即远端截骨面和近端截骨面，其中，两个截骨面所夹的夹角对应的为截骨术中的截骨角度，而每一个截骨面对应匹配的是截骨矫形导板100的一个截骨限身槽，此截骨限身槽是用来与裁骨片相匹配使用的。
需要说明的是，本实施例建立截骨矫形导板模型的过程便是根据截骨限身槽与裁骨片的匹配关系采用逆向(反向)工程技术进行。需要强调的是，通过得到的远端截骨面和近端截骨面的三维数据反向建立的截骨导板装置与对应骨骼表面的覆盖吻合度很高，体现出了本实施提供截骨矫形导板100制造方法的技术优越性，使得术中的矫形精度和科学性得以提升，同时也提高了术后的矫形效果。
S4、采用3D打印技术将截骨矫形导板模型打印成型。
需要说明的是，采用3D打印技术将截骨矫形导板模型打印成型，得到实体的截骨矫形导板100，相对于传统的成型方式，其具有加工效率高、精度高，并且加工得到的截骨矫形导板100强度高，内部组织应力均匀，发生断裂的概率更低。
另外，在进行3D打印成型的过程中，采用的材料是PLA材料，即一种新型的生物降解材料，其使用可再生的植物资源中的淀粉制成。需要说明的是，在本实施例当中使用PLA材料不仅是因为其可生物降解和生物相容性好的优点，而且也是由于其还具有获取容易、价格低廉、加工成型性好和强度高等诸多优点。需要强调的是，在其它实施例当中，并不仅限于本实施例介绍的这一种成型基材(PLA材料)，还可以是其它类型的材料，只要具备良好的生物相容性和较高的机械性能，并且能满足截骨术中截骨矫形导板100应该具备的性能要求即可。
本实施例还提供一种截骨矫形导板100，其是通过本实施例提供的截骨矫形导板100的制造方法制备得到，其在不同视角下如图4和图5所示。需要说明的是，本实施例提供的截骨矫形导板100所设置的第一截骨限身槽122和第二截骨限身槽124分别是与远端截骨面和近端截骨面相对应的，并且截骨矫形导板100的半封闭腔130所对应的内壁在截骨矫形导板100使用时与骨骼待截骨部位相贴合，在实施截骨术时，本实施例提供的截骨矫形导板100能够为裁骨片提供精准可靠的导向性，从而使得手术的实施更加科学和安全，保证了截骨术的效果。
综上所述，本发明实施例提供的截骨矫形导板的制造方法通过根据待矫正骨骼的CT三维数据建立数据模型，使得待矫正骨骼表面所建立的截骨面能够与截骨矫形导板模型精准匹配，从而也使得经过3D打印成型的截骨矫形导板具备精准可靠的导向性。
需要说明的是，本发明实施例中提供的截骨矫形导板的制造方法，不但能够精准快速的制造出满足手术要求的截骨矫形导板，而且能够帮助医生根据患者的具体情况进行个性化的定制设计，实现了截骨精准、矫形可靠的技术效果。
另外，通过上述截骨矫形导板的制造方法所制造出来的截骨矫形导板也因为其精准可靠的导向性，使得截骨术的实施更加的科学和安全。因此，本发明实施例提供的截骨矫形导板及其制造方法具有重要的推广应用价值。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种截骨矫形导板的制造方法，其特征在于，其包括：
根据待矫正骨骼的CT三维数据建立所述骨骼的三维模型；
对所述三维模型进行截骨角度和截骨线的模拟设定；
依据所述截骨线和所述截骨角度确立的截骨面，在所述骨骼对应的位置建立截骨矫形导板模型；
采用3D打印技术将所述截骨矫形导板模型打印成型；
所述截骨线的模拟设定包括在侧位二维骨骼模型表面图形上的侧位截骨线设定和在正位二维骨骼模型表面图形上的背侧截骨线设定；
其中，所述侧位截骨线设定包括侧位远端截骨线的设定和侧位近端截骨线的设定；所述背侧截骨线设定包括背侧远端截骨线的设定和背侧近端截骨线的设定；
进行所述侧位截骨线的设定过程中，包括：在所述侧位二维骨骼模型表面图形设定远端背侧和腹侧截骨点，连线构成所述侧位远端截骨线；根据需要矫形趾屈角度定位背侧骨骼表面近端截骨点连接成所述侧位近端截骨线；
进行所述背侧截骨线的设定过程中，包括：在所述正位二维骨骼模型背面平行于跖骨头平面，且通过所述侧位远端截骨线与所述骨骼背侧表面交点完成所述背侧远端截骨线；依据矫形趾屈角度确定所述侧位近端截骨线和所述骨骼背侧表面交点，设计与背侧近端同样矫形角度在骨骼背侧直线为背侧近端截骨线；
将所述侧位截骨线和所述背侧截骨线以三维数据处理的方式进行连接，得到三维空间上的远端截骨面和近端截骨面。
2.根据权利要求1所述的截骨矫形导板的制造方法，其特征在于，建立所述骨骼的三维模型是通过将所述待矫正骨骼的所述CT三维数据导入到3D打印设备的计算机系统操作实现的。
3.根据权利要求1所述的截骨矫形导板的制造方法，其特征在于，建立所述截骨矫形导板模型的过程采用的是逆向工程技术。
4.根据权利要求1所述的截骨矫形导板的制造方法，其特征在于，其应用于拇外翻截骨矫形导板的制造中。
5.一种截骨矫形导板，其特征在于，其是通过权利要求1-4任意一项所述的截骨矫形导板的制造方法制备得到。
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