CN110025372A - 一种3d打印点接触椎弓根导板制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3D打印点接触椎弓根导板制作方法，包括（1）做体外标记，（2）CT扫描，（3）建立模拟钉道，（4）创建三维模型，（5）设计点接触导板模型，（6）打印点接触导板，（7）修整点接触导板，（8）应用点接触导板。本发明制作的导板结构简单，制作方便。导板制备过程预先根据体表标志在设计导板上进行加工，以锁定体表定位，保证入路套管与椎弓根钉道同轴设置，避免放置移位，保证穿刺、置钉方向精准，提高了手术的精准性。
Description
技术领域
本发明属于医疗技术领域，具体涉及一种3D打印点接触椎弓根导板制作方法。
背景技术
在生物医学领域，现代医学趋向于个体化的治疗策略，随着计算机运算能力的强劲提升，计算机技术与医学的广泛深入的结合，形成了新兴的交叉学科—数字医学，大大的促进了现代临床个体化的诊疗技术的发展。同时，由于3D打印具有个体化的特点，正好与现代医学的诊疗理念相一致，因此，将3D打印技术应用于生物医学领域将是天作之合。目前,人们借助计算机数字化相关技术，对于医学多个学科领域进行图像数据处理后，形成解剖建模和三维重建，显示和定位人体骨骼的解剖结构，并且，在计算机中进行模拟手术操作，设计最佳手术路径，以及合理的个体化手术方案，提高了手术的精确程度，并且，简化了手术操作步骤，缩短了年轻医师的学习曲线。在骨科领域，通过对病人的数字化（CT / MRI）等一系列提供的临床数据，在计算机中建立骨骼的病理模型，并通过全方位的了解骨骼病理改变，同时借助计算机辅助设计出最佳的个体化的治疗方案以及手术导板或者假体，并通过相关软件对设计的合理性进行验证和评估，拓展了手术范围，大大的提高了手术治疗的准确性以及安全性，为数字骨科学的创新和法阵奠定了坚实的基础。同时也为其他各个学科领域的交叉发展和深入提供了参考。也为3D打印在生物医学领域的应用创造的无比宽广的空间。
经皮椎弓根螺钉内固定术是目前最新的脊柱微创手术方法，手术创伤小、恢复快。但是，手术过程中存在的一个问题是椎弓根螺钉置入时有较高的椎弓根穿透概率，据研究报道，椎弓根螺钉穿透概率可达到15%，因此需不断透视以确保置钉时准确的进针角度和深度，由此又带来另外一个问题——大剂量的射线透视。骨科医生的透视问题无需赘言，对患者而言，大剂量的射线投射经常容易引发术后的恶心，呕吐等不良反应。目前已经有较先进的CT引导下椎弓根螺钉置入技术，可以达到较高的螺钉置入准确率，但国内能配备的手术室移动CT非常少见。
发明内容
（一）要解决的技术问题
为了解决上述问题，本发明提出的一种3D打印点接触椎弓根导板制作方法，能有效的解决上述问题。
（二）技术方案
一种3D打印点接触椎弓根导板制作方法，包括（1）做体外标记，（2）CT扫描，（3）建立模拟钉道，（4）创建三维模型，（5）设计点接触导板模型，（6）打印点接触导板，（7）修整点接触导板，（8）应用点接触导板；具体步骤如下：
（1）做体外标记：在患者需要手术部位的背部皮肤上，贴4个体外标记物，并在标记物的位置做好标记；所述的4个标记物分别位于病椎背部皮肤的上、下、左、右方；
（2）CT扫描：对患者手术部位的脊柱进行CT平扫，CT扫描的层厚为0.5 mm；并将CT扫描获取数据导入 MIMICS 19.0 软件中，生成三维模型；
（3）建立模拟钉道：在MIMICS19.0软件中，在病椎横截面椎弓根最宽大的层面建立模拟钉道，调整钉道方向，确保钉道在冠状面、矢状面、横截面在病椎三维重建模型中均位于椎弓根内；
（4）创建三维模型：利用软件中的零件创建功能，创建细长圆柱体零件将4个标记物及两个模拟钉道的三维重建模型相互连接；
（5）设计点接触导板模型：将MIMICS 19.0 软件中设计好的三维重建模型导入Magics21.0软件中，并利用Magics21.0软件中的零件切割、布尔运算功能设计完成3D打印点接触导板；然后再对导板添加支撑，形成3D打印点接触导板模型；
（6）打印点接触导板：利用3D打印机打印出点接触导板；
（7）修整点接触导板：将打印出来的点接触导板去除支撑后，再进行清洗、固化处理，然后对导板进行消毒处理；
（8）应用点接触导板：将患者需要手术的部位进行消毒铺单，然后将点接触导板上的点与皮肤上的标记点贴合固定；再利用穿刺导针经点接触导板上的导向孔进行穿刺，直至到达需要手术的深度。
进一步的，所述的标记物采用的是直径为1 cm 的半球形珍珠。
进一步的，所述的4个标记物之间的距离为2-4cm。
（三）有益效果
本发明提出的一种3D打印点接触椎弓根导板制作方法，与现有技术相比较，其具有以下有益效果：
1、本发明的3D打印经皮椎弓根导板结构简单，制备方便；
2、本发明3D打印经皮椎弓根导板制备过程，预先根据体表标志在设计导板上进行加工，以锁定体表定位，保证入路套管与椎弓根钉道同轴设置，防止移位，保证穿刺、置钉方向精准；
3、使用本发明3D打印经皮椎弓根导板，置入深度精准，无需反复透视，大大提高了手术的精确性，缩短了手术时间；
4、本发明3D打印经皮椎弓根导板采用金属套保护树脂套，避免树脂在克氏针高速旋转下产热导致树脂液化而使导板失效，使得操作过程中出现因为皮肤软组织的移位而使穿刺、置钉不精准。
附图说明
图1是本发明的整体步骤示意图。
图2是本发明在MIMICS19.0软件中建立模拟钉道图。
图3是本发明在MIMICS19.0软件中创建的点接触导板三维模型。
图4是本发明在Magics21.0软件中形成的点接触导板。
图5是本发明在Magics21.0软件中形成并打印出的点接触导板。
图6是本发明中点接触导板的使用状态示意图。
具体实施方式
以下实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围。
实施例：
如图1所示，一种3D打印点接触椎弓根导板制作方法，包括（1）做体外标记，（2）CT扫描，（3）建立模拟钉道，（4）创建三维模型，（5）设计点接触导板模型，（6）打印点接触导板，（7）修整点接触导板，（8）应用点接触导板；具体步骤如下：
（1）做体外标记：在患者需要手术部位的背部皮肤上，贴4个体外标记物，标记物为直径1 cm 的半球形珍珠，并在标记物的位置用甲紫在患者的皮肤处做好标记，嘱患者不要擦除标记；4个半球形珍珠分别位于病椎背部皮肤的上、下、左、右方，距离约2-4cm ；
（2）CT扫描：嘱患者俯卧位，对患者手术部位的脊柱进行CT平扫，CT扫描的层厚为0.5mm；CT 扫描获取DICOM 数据，并将CT扫描获取的DICOM 数据导入比利时的Materialise公司研发的MIMICS 19.0 软件中，生成三维模型；利用阈值分割功能重建出4枚半球形珍珠的三维重建模型；
（3）建立模拟钉道：在MIMICS19.0软件中，在病椎横截面椎弓根最宽大的层面建立模拟钉道，调整钉道方向，确保钉道在冠状面、矢状面、横截面在病椎三维重建模型中均位于椎弓根内；如图2所示；
（4）创建三维模型：利用MIMICS19.0软件中的零件创建功能，创建细长圆柱体零件将4枚半球形珍珠及两个模拟钉道的三维重建模型相互连接；如图3所示；
（5）设计点接触导板模型：将MIMICS 19.0 软件中设计好的三维重建模型导入3D打印机的Magics21.0软件中，（该软件是由比利时的Materialise公司研发的）；并利用Magics21.0软件中的零件切割、布尔运算功能设计完成3D打印点接触导板；如图4所示；然后再对导板添加支撑，形成3D打印点接触导板模型；如图5所示；
（6）打印点接触导板：利用3D打印机打印出点接触导板；
（7）修整点接触导板：将打印出来的点接触导板去除支撑后，再进行清洗、硬化处理，做后对导板进行消毒处理；
（9）应用点接触导板：将患者需要手术部位进行消毒铺单，然后将点接触导板上的点与皮肤上的标记点贴合固定；再利用穿刺导针经点接触导板上的导向孔进行穿刺，直接到达需要手术的深度；如图6所示。
Claims (3)
1.一种3D打印点接触椎弓根导板制作方法，包括（1）做体外标记，（2）CT扫描，（3）建立模拟钉道，（4）创建三维模型，（5）设计点接触导板模型，（6）打印点接触导板，（7）修整点接触导板，（8）应用点接触导板；具体步骤如下：
做体外标记：在患者需要手术部位的背部皮肤上，贴4个体外标记物，并在标记物的位置做好标记；所述的4个标记物分别位于病椎背部皮肤的上、下、左、右方；
（2）CT扫描：对患者手术部位的脊柱进行CT平扫，CT扫描的层厚为0.5 mm；并将CT扫描获取数据导入 MIMICS 19.0 软件中，生成三维模型；
（3）建立模拟钉道：在MIMICS19.0软件中，在病椎横截面椎弓根最宽大的层面建立模拟钉道，调整钉道方向，确保钉道在冠状面、矢状面、横截面在病椎三维重建模型中均位于椎弓根内；
（4）创建三维模型：利用软件中的零件创建功能，创建细长圆柱体零件将4个标记物及两个模拟钉道的三维重建模型相互连接；
（5）设计点接触导板模型：将MIMICS 19.0 软件中设计好的三维重建模型导入Magics21.0软件中，并利用Magics21.0软件中的零件切割、布尔运算功能设计完成3D打印点接触导板；然后再对导板添加支撑，形成3D打印点接触导板模型；
（6）打印点接触导板：利用3D打印机打印出点接触导板；
（7）修整点接触导板：将打印出来的点接触导板去除支撑后，再进行清洗、固化处理，然后对导板进行消毒处理；
（8）应用点接触导板：将患者需要手术的部位进行消毒铺单，然后将点接触导板上的点与皮肤上的标记点贴合固定；再利用穿刺导针经点接触导板上的导向孔进行穿刺，直至到达手术需要的深度。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印点接触椎弓根导板制作方法，其特征在于：所述的标记物采用的是直径为1 cm 的半球形珍珠。
3.根据权利要求1或2其中任意一项所述的一种3D打印点接触椎弓根导板制作方法，其特征在于：所述的4个标记物之间的距离为2-4cm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Huaian Second People's Hospital, No.62 Huaihai South Road, Huai'an City, Jiangsu Province Applicant after: THE SECOND PEOPLE'S HOSPITAL OF HUAI'AN Address before: 223002 Huai'an Second People's Hospital, Huaihai South Road, Huai'an City, Jiangsu Province Applicant before: HUAI'AN SECOND PEOPLES HOSPITAL (HUAI'AN RENCI HOSPITAL) |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190719 |