CN108992135A - 一种胫骨高位截骨导板模型的构建方法 - Google Patents

一种胫骨高位截骨导板模型的构建方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及医疗器械领域，特别是涉及一种胫骨高位截骨导板模型的构建方法。本发明提供一种胫骨高位截骨导板模型的构建方法，包括：获取胫骨三维模型；获取导板上、下边界面；获取旋转基准轴；以旋转基准轴为轴心形成导板定义区域的内、外侧边界；形成导板定义区域；获取导板定义区域的点集；拟合获得导板初始面；构建获得导板板体模型；构建多个横向截骨引导孔；构建多个上升截骨引导孔。本发明所提供的胫骨高位截骨导板及其设计方法，能够有效提升胫骨截骨手术的精度，具有缩短手术时间，减少医生和患者受辐射量以及保证术前规划截骨的准确实施的效果。

Description

一种胫骨高位截骨导板模型的构建方法
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，特别是涉及一种胫骨高位截骨导板模型的构建方法。
背景技术
胫骨(高位)截骨术主要可以用于骨关节炎的手术治疗。膝关节骨关节炎常可伴有膝内翻或膝外翻畸形。在膝关节内翻时，应力集中在膝关节的内侧部分，并使发生在膝内侧的退行性改变进展加速。相反，如膝关节畸形呈外翻位，则这些变化均发生在膝关节的外侧部分。截骨的主要目的是通过矫正膝关节轴线和增加关节的稳定性以改善膝关节功能。目前主要在术前对患者双下肢负重位X光图像进行规划测量，术中依靠术前测量得到的结果以及医生经验，结合术中透视来进行截骨。在效率方面，增加了手术时间；在安全方面，医生和患者所受辐射量增加；在手术效果方面，术中无法保证术前的精确规划得以实施。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种胫骨高位截骨导板模型的构建方法，用于解决现有技术中的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种胫骨高位截骨导板模型的构建方法，包括：
获取胫骨三维模型；
获取导板上边界面，所述导板上边界面与胫骨平台拟合面的距离为25-30mm；
获取导板下边界面，所述导板下边界面与导板上边界面的距离为25-40mm；
获取旋转基准轴，所述旋转基准轴垂直于胫骨平台拟合面，所述旋转基准轴位于胫骨结节内外对称面上，所述旋转基准轴位于胫骨结节内侧、且距离胫骨结节中心30-40mm；
以旋转基准轴为轴心，将胫骨结节内外侧中轴线向胫骨内侧旋转5-45度，以形成导板定义区域的外侧边界；
以旋转基准轴为轴心，将胫骨结节内外侧中轴线向胫骨内侧旋转90-180度，以形成导板定义区域的内侧边界；
以旋转基准轴为轴心，将胫骨结节内外侧中轴线向胫骨内侧旋转，以导板上边界面、导板下边界面、导板定义区域的外侧边界、导板定义区域的内侧边界合围所形成的面作为导板定义区域；
获取导板定义区域的点集，并进一步获取导板初始面点集，所述导板初始面点集为导板定义区域上的各点集在旋转基准轴上的投影线与胫骨模型表面的交点；
根据导板初始面点集，拟合获得导板初始面；
基于所述导板初始面，构建获得导板板体模型；
在导板板体模型外表面构建多个横向截骨引导孔，所述各横向截骨引导孔的轴线垂直于所述胫骨结节内外对称面、且距离导板下边界面8-20mm，各横向截骨引导孔的轴线距离导板下边界面的距离相等；
在导板板体模型外表面构建多个上升截骨引导孔，所述各上升截骨引导孔的轴线垂直于所述胫骨结节内外对称面，各上升截骨引导孔的轴线位于同一平面、且所在的平面与横向截骨引导孔的轴线所在的平面的夹角为90-120度。
在本发明一些实施方式中，所述胫骨三维模型包括胫骨平台拟合面、胫骨结节内外对称面、胫骨结节中心。
在本发明一些实施方式中，通过旋转轴点获取旋转基准轴，所述旋转轴点位于胫骨结节内外对称面上，所述旋转轴点位于胫骨结节内侧、且距离胫骨结节中心30-40mm，且所述旋转轴点与胫骨结节中心的连线平行于胫骨平台拟合面，以所述旋转轴点相对于胫骨平台拟合面的垂线作为旋转基准轴。
在本发明一些实施方式中，所述导板定义区域的点集在导板定义区域上均匀分布。
在本发明一些实施方式中，以Bezier曲面算法拟合获得导板初始面。
在本发明一些实施方式中，基于所述导板初始面向外侧延伸，构建获得导板板体模型，延伸的距离为2-5mm。
在本发明一些实施方式中，横向截骨引导孔和/或上升截骨引导孔的孔径为2-4mm，孔的长度为8-15mm。
在本发明一些实施方式中，包括两个横向截骨引导孔，横向截骨引导孔之间的间距为10-20mm，距离导板内侧边界最近的横向截骨引导孔与导板内侧边界的间距为8-12mm。
在本发明一些实施方式中，包括两个上升截骨引导孔，上升截骨引导孔之间的间距为10-20mm，距离导板上边界面最近的上升截骨引导孔与导板上边界面的间距为8-12mm。
本发明第二方面提供一种个性化胫骨高位截骨导板的制备方法，所述方法包括：根据所述的胫骨高位截骨导板模型的构建方法构建获得的胫骨高位截骨导板模型，制备个性化胫骨高位截骨导板。
本发明第三方面提供一种个性化胫骨高位截骨导板，由所述的胫骨高位截骨导板模型的构建方法构建获得、或由所述的个性化胫骨高位截骨导板的制备方法制备获得。
在本发明一些实施方式中，所述个性化胫骨高位截骨导板包括用于贴合胫骨内侧(高位)表面的导板板体，所述导板板体的外表面设有多个横向截骨引导孔和多个上升截骨引导孔。
在本发明一些实施方式中，所述导板板体的高度为25-50度。
在本发明一些实施方式中，所述导板板体上边界为曲线，上边界的长度为40-60度。
在本发明一些实施方式中，所述导板板体下边界为曲线，下边界的长度为45-80度。
在本发明一些实施方式中，所述导板板体上边界所在的平面与下边界所在的平面互相平行。
在本发明一些实施方式中，包括第一上升截骨引导孔和第二上升截骨引导孔，所述第一上升截骨引导孔距离导板板体上边界所在平面的距离为8-12mm，所述第二上升截骨引导孔位于第一上升截骨引导孔下方、且距离第一上升截骨引导孔10-20mm。
在本发明一些实施方式中，横向截骨引导孔距离导板板体下边界所在平面的距离为8-20mm，各横向截骨引导孔与导板板体下边界所在平面的距离相等。
在本发明一些实施方式中，包括第一横向截骨引导孔和第二横向截骨引导孔，所述第一横向截骨引导孔距离导板板体内侧边界8-12mm，所述第二横向截骨引导孔位于第一横向截骨引导孔外侧、且距离第一横向截骨引导孔10-20mm。
在本发明一些实施方式中，所述各横向截骨引导孔和/或各上升截骨引导孔为中空的圆柱体，高度为8-15mm，内径为2-4mm，孔的厚度为1-3mm，与导板板体的外表面所形成的角度为45-90度。
在本发明一些实施方式中，所述各横向截骨引导孔和/或各上升截骨引导孔的轴线互相平行、且平行于下边界和/或上边界所在的平面，上升截骨引导孔的轴线所在的平面与横向截骨引导孔的轴线所在的平面的夹角为90-120度。
本发明第四方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现所述的胫骨高位截骨导板模型的构建方法的步骤、或所述的个性化胫骨高位截骨导板的制备方法的步骤。
本发明第五方面提供一种设备，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述设备执行所述的胫骨高位截骨导板模型的构建方法的步骤、或所述的个性化胫骨高位截骨导板的制备方法的步骤。
附图说明
图1显示为本发明胫骨截骨导板示意图。
图2显示为本发明实施例导板坐标系正视图。
图3显示为本发明实施例导板坐标系轴视图。
图4显示为本发明实施例导板个性化匹配构建方法示意图。
图5显示为本发明导板截骨引导孔示意图。
元件标号说明
1 导板板体
2 横向截骨引导孔
21 第一横向截骨引导孔
22 第二横向截骨引导孔
3 上升截骨引导孔
31 第一上升截骨引导孔
32 第二上升截骨引导孔
4 胫骨平台拟合面
5 胫骨结节
6 胫骨结节内外对称面
7 胫骨结节中心
8 左侧限定角
9 右侧限定角
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
本发明一方面提供一种胫骨高位截骨导板模型的构建方法，包括：
S1)获取胫骨三维模型；
S2)获取导板上边界面，所述导板上边界面与胫骨平台拟合面的距离为25-30mm；
S3)获取导板下边界面，所述导板下边界面与导板上边界面的距离为25-40mm；
S4)获取旋转基准轴，所述旋转基准轴垂直于胫骨平台拟合面，所述旋转基准轴位于胫骨结节内外对称面上，所述旋转基准轴位于胫骨结节内侧、且距离胫骨结节中心30-40mm；
S5)以旋转基准轴为轴心，将胫骨结节内外侧中轴线向胫骨内侧旋转5-45度，以形成导板定义区域的外侧边界；
S6)以旋转基准轴为轴心，将胫骨结节内外侧中轴线向胫骨内侧旋转90-180度，以形成导板定义区域的内侧边界；
S7)以旋转基准轴为轴心，将胫骨结节内外侧中轴线向胫骨内侧旋转，以导板上边界面、导板下边界面、导板定义区域的外侧边界、导板定义区域的内侧边界合围所形成的面作为导板定义区域；
S8)获取导板定义区域的点集，并进一步获取导板初始面点集，所述导板初始面点集为导板定义区域上的各点集在旋转基准轴上的投影线与胫骨模型表面的交点；
S9)根据导板初始面点集，拟合获得导板初始面；
S10)基于所述导板初始面，构建获得导板板体模型；
S11)在导板板体模型外表面构建多个横向截骨引导孔，所述各横向截骨引导孔的轴线垂直于所述胫骨结节内外对称面、且距离导板下边界面8-20mm，各横向截骨引导孔的轴线距离导板下边界面的距离相等；
S12)在导板板体模型外表面构建多个上升截骨引导孔，所述各上升截骨引导孔的轴线垂直于所述胫骨结节内外对称面，各上升截骨引导孔的轴线位于同一平面、且所在的平面与横向截骨引导孔的轴线所在的平面的夹角为90-120度。
本发明所提供的胫骨高位截骨导板模型的构建方法，可以包括：获取胫骨三维模型。所述获取胫骨三维模型可以通过Marching Cubes,FlyingEdges等方法获得，所述胫骨三维模型通常包括胫骨结节以上的胫骨部分的三维模型，例如，可以包括胫骨平台、胫骨结节等。所述胫骨三维模型中通常可以包括胫骨平台拟合面和/或胫骨结节内外对称面和/或胫骨结节中心，所述胫骨平台拟合面通常指以胫骨的近端的干骺端及关节面拟合所得的平面，所述胫骨结节内外对称面通常指选取胫骨结节区域在内外侧方向的对称面，所述胫骨结节中心通常指胫骨结节表面区域的中心点，所述胫骨结节中心通常位于胫骨结节内外对称面上。
本发明所提供的胫骨高位截骨导板模型的构建方法，还可以包括：获取导板上边界面，所述导板上边界面具体为一平面，所述导板上边界面可以与胫骨平台拟合面平行，所述导板上边界面与胫骨平台拟合面的距离可以为25-30mm。
本发明所提供的胫骨高位截骨导板模型的构建方法，还可以包括：获取导板下边界面，所述导板下边界面具体为一平面，所述导板下边界面可以与导板上边界面平行，所述导板下边界面与导板上边界面的距离可以为25-40mm。
本发明所提供的胫骨高位截骨导板模型的构建方法，还可以包括：获取旋转基准轴，所述旋转基准轴垂直于胫骨平台拟合面，所述旋转基准轴位于胫骨结节内外对称面上，所述旋转基准轴位于胫骨结节内侧、且距离胫骨结节中心30-40mm。胫骨结节内侧通常指胫骨结节表面朝向于胫骨内部的一侧，旋转基准轴与胫骨结节中心即胫骨结节中心至旋转基准轴轴线的垂直距离。在本发明一具体实施方式中，可以通过旋转轴点获取旋转基准轴，所述旋转轴点位于胫骨结节内外对称面上，所述旋转轴点位于胫骨结节中心内侧、且距离胫骨结节中心30-40mm，且所述旋转轴点与胫骨结节中心的连线平行于胫骨平台拟合面，以所述旋转轴点相对于胫骨平台拟合面的垂线作为旋转基准轴。
本发明所提供的胫骨高位截骨导板模型的构建方法，还可以包括：以旋转基准轴为轴心，将胫骨结节内外侧中轴线向胫骨内侧旋转5-45度，以形成导板定义区域的外侧边界，所述导板外侧边界具体为导板靠近胫骨结节中心一侧的边界。胫骨结节内外侧中轴线具体指胫骨结节内外对称面与胫骨结节的交界线，所述胫骨内侧具体指胫骨朝向于人体两腿之间的方向。
本发明所提供的胫骨高位截骨导板模型的构建方法，还可以包括：以旋转基准轴为轴心，将胫骨结节内外侧中轴线向胫骨内侧旋转90-180度，以形成导板定义区域的内侧边界，所述导板内侧边界具体为导板远离胫骨结节中心一侧的边界。
本发明所提供的胫骨高位截骨导板模型的构建方法，还可以包括：以旋转基准轴为轴心，将胫骨结节内外侧中轴线向胫骨内侧旋转，以导板上边界面、导板下边界面、导板定义区域的外侧边界、导板定义区域的内侧边界合围所形成的面作为导板定义区域，所述导板定义区域通常为曲面，且相对于旋转基准轴的横截面为以旋转基准轴为圆心的弧线。
本发明所提供的胫骨高位截骨导板模型的构建方法，还可以包括：获取导板定义区域的点集，并进一步获取导板初始面点集，所述导板初始面点集为导板定义区域上的各点集在旋转基准轴上的投影线与胫骨模型表面的交点。所述导板定义区域的点集通常在导板定义区域上均匀分布，例如，可以是沿轴向和纵向分别采集的M*N的点集，M可以是5-20，N可以是10-30，且M和N为自然数，导板定义区域的轴向通常与旋转基准轴一致，导板定义区域的纵向通常与旋转基准轴垂直。
本发明所提供的胫骨高位截骨导板模型的构建方法，还可以包括：根据导板初始面点集，拟合获得导板初始面。本领域技术人员可选择合适的方法，对点集进行拟合以形成对应的平面或者曲面，在本发明一些实施方式中，以Bezier曲面算法拟合获得导板初始面。
本发明所提供的胫骨高位截骨导板模型的构建方法，还可以包括：基于所述导板初始面，构建获得导板板体模型。所述导板初始面通常对应导板板体贴合胫骨的一面，当获得了导板初始面以后，可以通过导板初始面构建导板板体的模型，例如，可以基于所述导板初始面向外侧延伸，构建获得导板板体模型，延伸的距离可以为2-5mm，延伸的距离通常对应导板板体的厚度，通常来说，各部分延伸的距离可以基本相等，从而形成的导板板体的厚度是均匀的。
本发明所提供的胫骨高位截骨导板模型的构建方法，还可以包括：在导板板体模型外表面构建多个横向截骨引导孔。所述各横向截骨引导孔的轴线通常垂直于所述胫骨结节内外对称面，所述各横向截骨引导孔的轴线距离导板下边界面8-20mm，各横向截骨引导孔的轴线还可以平行于导板下边界面，各横向截骨引导孔的轴线距离导板下边界面的距离可以相等。所述横向截骨引导孔的数量可以为两个或两个以上，横向截骨引导孔通常可以为中空的圆柱体。在本发明一具体实施方式中，可以包括两个横向截骨引导孔，横向截骨引导孔之间的间距(即两孔轴线之间的距离)可以为10-20mm，距离导板内侧边界最近的横向截骨引导孔与导板内侧边界的间距(即孔的轴线与导板内侧边界的最近距离)可以为8-12mm，横向截骨引导孔的孔径可以为2-4mm，孔的长度(即孔的轴线方向的高度)可以为8-15mm，孔壁的厚度可以为1-3mm。
本发明所提供的胫骨高位截骨导板模型的构建方法，还可以包括：在导板板体模型外表面构建多个上升截骨引导孔，所述各上升截骨引导孔的轴线通常垂直于所述胫骨结节内外对称面，所述各上升截骨引导孔的轴线位于同一平面、且所在的平面与横向截骨引导孔的轴线所在的平面的夹角为90-120度。所述上升截骨引导孔的数量可以为两个或两个以上，上升截骨引导孔通常可以为中空的圆柱体，在本发明一具体实施方式中，可以包括两个上升截骨引导孔，上升截骨引导孔之间的间距(即两孔轴线之间的距离)可以为10-20mm，距离导板上边界面最近的上升截骨引导孔与导板上边界面的间距(即孔的轴线与导板上边界面的间距)可以为8-12mm，上升截骨引导孔的孔径可以为2-4mm，孔的长度(即孔的轴线方向的高度)可以为8-15mm，孔壁的厚度可以为1-3mm。
本发明另一方面提供一种个性化胫骨高位截骨导板的制备方法，所述方法包括：根据所述的胫骨高位截骨导板模型的构建方法构建获得的胫骨高位截骨导板模型，制备个性化胫骨高位截骨导板。根据所述的胫骨高位截骨导板模型的构建方法构建获得的胫骨高位截骨导板模型制备个性化胫骨高位截骨导板的方法对于本领域技术人员来说应该是已知的，例如，可以采用3D打印等方法，所使用的材料可以是光敏树脂等。
本发明另一方面提供一种个性化胫骨高位截骨导板。所述个性化胫骨高位截骨导板可以是由所述的胫骨高位截骨导板模型的构建方法构建获得、或由所述的个性化胫骨高位截骨导板的制备方法制备获得。
如图1所示，本发明所提供一种胫骨截骨导板，所述胫骨截骨导板可以是个性化胫骨截骨导板，还可以是胫骨高位截骨导板，所述高位通常指胫骨近端(靠上)的区域。所述个性化胫骨高位截骨导板包括用于贴合胫骨内侧(高位)表面的导板板体1，贴合胫骨内侧表面的通常为导板板体1的内侧，导板板体1的内侧通常为曲面，所述导板板体1的外表面可以设有多个横向截骨引导孔2和多个上升截骨引导孔3。
本发明所提供的胫骨截骨导板中，所述导板板体1通常可以是厚度均匀的板体，所述导板板体1通常可以包括上边界、下边界、内侧边界和外侧边界，上边界通常可以为曲线、且可以是位于上边界面内，下边界通常可以为曲线、且可以是位于下边界面内，上边界面和/或下边界面可以是一个平面，上边界面和下边界面可以是互相平行的。导板板体1的高度可以为25-50mm，所述导板板体1的高度通常指导板上边界上的点至下边界与其对应的点之间的距离，例如，可以是上边界中点与下边界中点之间的距离，再例如，可以是上边界位于内侧边界的一端与下边界位于内侧边界的一端之间的距离，再例如，可以是上边界位于外侧边界的一端与下边界位于外侧边界的一端之间的距离。导板板体1的上边界的长度可以为40-60mm，所述导板板体的下边界的长度可以为45-80mm。该截骨导板利用胫骨在胫骨结节内侧区域的几何特征来进行设计，采用上述尺寸，可以进一步保证术中匹配效果。
本发明所提供的胫骨截骨导板中，所述横向截骨引导孔2的数量可以是两个或两个以上，所述各横向截骨引导孔2距离导板板体下边界所在平面的距离可以为8-20mm，各横向截骨引导孔2与导板板体1下边界所在的平面的距离可以相等，各横向截骨引导孔2的轴线可以互相平行，各横向截骨引导孔的轴线还可以平行于导板下边界所在的平面。在本发明一具体实施方式中，包括第一横向截骨引导孔21和第二横向截骨引导孔22，所述第一横向截骨引导孔21距离导板板体内侧边界8-12mm，所述第二横向截骨引导孔22位于第一横向截骨引导孔21外侧、且距离第一横向截骨引导孔10-20mm。
本发明所提供的胫骨截骨导板中，所述上升截骨引导孔3的数量可以是两个或两个以上，所述各上升截骨引导孔3的轴线互相平行、且平行于下边界所在的平面，上升截骨引导孔3的轴线所在的平面与横向截骨引导孔2的轴线所在的平面的夹角为90-120度。在本发明一具体实施方式中，包括第一上升截骨引导孔31和第二上升截骨引导孔32，所述第一上升截骨引导孔31距离导板板体1上边界所在的平面的距离可以为8-12mm，所述第二上升截骨引导孔32位于第一上升截骨引导孔31下方、且距离第一上升截骨引导孔31的距离可以为10-20mm。
本发明所提供的胫骨截骨导板中，所述各横向截骨引导孔2和/或各上升截骨引导孔3可以为中空的圆柱体，高度为8-15mm，内径为2-4mm，孔的厚度为1-3mm，与导板板体1的外表面所形成的角度可以为45-90度。
本发明另一方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现所述的胫骨高位截骨导板模型的构建方法的步骤、或所述的个性化胫骨高位截骨导板的制备方法的步骤。
本发明另一方面提供一种设备，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述设备执行所述的胫骨高位截骨导板模型的构建方法的步骤、或所述的个性化胫骨高位截骨导板的制备方法的步骤。
本文所提供的胫骨高位截骨导板及其设计方法，可以通过病人术前扫描CT重建得到的三维模型，在利用3D打印成型后，术中安放于胫骨内侧用于指导医生进行横向截骨和上升截骨，能够有效提升胫骨(高位)截骨手术的精度，具有缩短手术时间，减少医生和患者受辐射量以及保证术前规划截骨的准确实施的效果。
实施例1
以胫骨三维模型作为坐标系构建基础，其中胫骨平台作为轴向基准，选择胫骨平台点云拟合一个平面，以该平面的法向作为定义导板上下边界的基准方向。选择胫骨结节内外侧中轴面作为旋转基准，如图2所示。以胫骨结节中心向内30～40mm作为旋转轴点，旋转基准轴位于胫骨结节内外侧中轴面内、且垂直于胫骨平台拟合面，起点为该旋转轴点，终点为胫骨结节中心。以该旋转基准轴定义导板左右边界，向胫骨内侧分别旋转30度(左侧限定角)和95度(右侧限定角)，确定导板板体外侧边界(图中左侧边界)和内侧边界(图中右侧边界)，如图3所示。
以胫骨平台为基准，分别向下偏移一定距离来定义导板上下边界。如图4所示，上边界距离胫骨平台的距离范围为25～30mm，下边界与上边界的相对距离为25～40mm。以胫骨结节内外侧中轴面为基准，以基准旋转轴的轴点为中心，旋转左侧限定角来定义左侧边界，旋转至右侧限定角来定义右侧边界。在定义的矩形区域内，沿轴向和纵向分别采样MXN的点集，该点集中的每一点分别投影到过基准旋转轴轴点的中心轴上，计算出其与胫骨模型的交点。将获得的交点以Bezier曲面算法进行拟合，获得初始面。沿各交点的法向对初始面进行偏移，形成个性化匹配的基板，如图4所示。
如图5所示导板截骨引导孔共四个，分为上升截骨部分和横向截骨部分。其中AB定义的平面为上升截骨平面，上升截骨引导孔位于该平面内，且上升截骨1孔距离导板上边界8-12mm，上升截骨2孔与1孔在平面内的距离为10-20mm。BC定义的为横向截骨平面，AB平面和BC平面的角度可以为120度，横向截骨平面距离导板下边界8-20mm。横向截骨2孔与导板右边界距离为8-12mm，横向截骨1孔与2孔位于横向截骨面内，且其距离为10-20mm。将胫骨结节内外对称面法向量和胫骨平台拟合面法向量相乘可确定胫骨前平面，横向截骨面法向量等于胫骨平台拟合面法向量绕胫骨前平面法向量±10°范围内。引导孔的高度为8～15mm，内径为2～4mm，孔厚为1～3mm。
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种胫骨高位截骨导板模型的构建方法，包括：
获取胫骨三维模型；
获取导板上边界面，所述导板上边界面与胫骨平台拟合面的距离为25-30mm；
获取导板下边界面，所述导板下边界面与导板上边界面的距离为25-40mm；
获取旋转基准轴，所述旋转基准轴垂直于胫骨平台拟合面，所述旋转基准轴位于胫骨结节内外对称面上，所述旋转基准轴位于胫骨结节内侧、且距离胫骨结节中心30-40mm；
以旋转基准轴为轴心，将胫骨结节内外侧中轴线向胫骨内侧旋转5-45度，以形成导板定义区域的外侧边界；
以旋转基准轴为轴心，将胫骨结节内外侧中轴线向胫骨内侧旋转90-180度，以形成导板定义区域的内侧边界；
以旋转基准轴为轴心，将胫骨结节内外侧中轴线向胫骨内侧旋转，以导板上边界面、导板下边界面、导板定义区域的外侧边界、导板定义区域的内侧边界合围所形成的面作为导板定义区域；
获取导板定义区域的点集，并进一步获取导板初始面点集，所述导板初始面点集为导板定义区域上的各点集在旋转基准轴上的投影线与胫骨模型表面的交点；
根据导板初始面点集，拟合获得导板初始面；
基于所述导板初始面，构建获得导板板体模型；
在导板板体模型外表面构建多个横向截骨引导孔，所述各横向截骨引导孔的轴线垂直于所述胫骨结节内外对称面、且距离导板下边界面8-20mm，各横向截骨引导孔的轴线距离导板下边界面的距离相等；
在导板板体模型外表面构建多个上升截骨引导孔，所述各上升截骨引导孔的轴线垂直于所述胫骨结节内外对称面，各上升截骨引导孔的轴线位于同一平面、且所在的平面与横向截骨引导孔的轴线所在的平面的夹角为90-120度。
2.如权利要求1所述的胫骨高位截骨导板模型的构建方法，其特征在于，所述胫骨三维模型包括胫骨平台拟合面、胫骨结节内外对称面、胫骨结节中心。
3.如权利要求1所述的胫骨高位截骨导板模型的构建方法，其特征在于，通过旋转轴点获取旋转基准轴，所述旋转轴点位于胫骨结节内外对称面上，所述旋转轴点位于胫骨结节内侧、且距离胫骨结节中心30-40mm，且所述旋转轴点与胫骨结节中心的连线平行于胫骨平台拟合面，以所述旋转轴点相对于胫骨平台拟合面的垂线作为旋转基准轴。
4.如权利要求1所述的胫骨高位截骨导板模型的构建方法，其特征在于，所述导板定义区域的点集在导板定义区域上均匀分布。
5.如权利要求1所述的胫骨高位截骨导板模型的构建方法，其特征在于，以Bezier曲面算法拟合获得导板初始面；
和/或，基于所述导板初始面向外侧延伸，构建获得导板板体模型，延伸的距离为2-5mm。
6.如权利要求1所述的胫骨高位截骨导板模型的构建方法，其特征在于，横向截骨引导孔和/或上升截骨引导孔的孔径为2-4mm，孔的长度为8-15mm；
和/或，包括两个横向截骨引导孔，横向截骨引导孔之间的间距为10-20mm，距离导板内侧边界最近的横向截骨引导孔与导板内侧边界的间距为8-12mm；
和/或，包括两个上升截骨引导孔，上升截骨引导孔之间的间距为10-20mm，距离导板上边界面最近的上升截骨引导孔与导板上边界面的间距为8-12mm。
7.一种个性化胫骨高位截骨导板的制备方法，所述方法包括：根据如权利要求1-6任一权利要求所述的胫骨高位截骨导板模型的构建方法构建获得的胫骨高位截骨导板模型，制备个性化胫骨高位截骨导板。
8.一种个性化胫骨高位截骨导板，由权利要求1-6任一权利要求所述的胫骨高位截骨导板模型的构建方法构建获得、或由权利要求7所述的个性化胫骨高位截骨导板的制备方法制备获得。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一权利要求所述的胫骨高位截骨导板模型的构建方法的步骤、或如权利要求7所述的个性化胫骨高位截骨导板的制备方法的步骤。
10.一种设备，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述设备执行如权利要求1-6任一权利要求所述的胫骨高位截骨导板模型的构建方法的步骤、或如权利要求7所述的个性化胫骨高位截骨导板的制备方法的步骤。
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