CN204596300U - 3d打印椎弓根内固定术椎体模型 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种3D打印椎弓根内固定术椎体模型包括3D打印的椎体，进钉点范围区，进钉孔，其特征在于进钉点范围区设置于椎体人字嵴处，进钉孔设置于椎体内，且经过椎弓根，进钉孔深度控制不穿透椎体，进钉孔方向控制不冲出椎弓根。进钉孔设置于单侧或双侧椎弓根，每侧设置1-4个进钉孔。该3D打印椎弓根内固定术模型利用CT扫描等技术获取真实椎体数据，利用3D打印技术打印出真实模型，其上设置的进钉点范围区及进钉孔可以在教学中让学生了解椎弓根进钉的方式方法，也可用于术前的模拟训练，减少手术风险。
Description
技术领域
本实用新型属于医学用模型领域，特别是针对椎弓根内固定术的模型，具体涉及为一种3D打印椎弓根内固定术椎体模型。
背景技术
椎弓根内固定术的核心为准确置入椎根弓螺钉，使椎弓根螺钉按照正确的矢状面角及水平面角，沿椎根弓的长轴穿过椎根弓这一狭小的骨性管道达椎体内。理论进钉点应位于椎根弓轴心投影到脊柱的后柱对应点，此点位于横突和上关节突外侧椎板之间。目前，多在手术前获取的CT影像资料确定进钉点、进钉角度和进钉深度。术中病人俯卧，医生以解剖标志确定手术位置，解剖表皮以及肌肉组织后暴露出脊椎后部，定位进钉点常用“人字嵴法”，即进钉点位于腰椎峡部嵴和乳突副突嵴所形成的人字嵴，先用咬骨钳去除骨皮质，并放入探针，定位无误后置入螺钉，螺钉置入的角度以及深度，需依靠医生经验以及手感，手术操作对医生要求很高。
在纪忠义进行的椎弓根置钉位置欠佳的原因分析研究中，共采集了127名患者的治疗资料，失误率7.1％。其认为失误原因包括：1.椎弓根的局部解剖变化多端；2.对椎弓根的局部解剖特点缺乏了解会导致手术变得异常困难，因为解剖学研究表明，椎弓根横径、纵径、水平面成角和矢状面成角等各观察指标在不同的节段存在显著的差异；3.椎弓根的个体间变异发生率高等原因。
因此，需要医生对椎弓根的结构及进钉点的位置及进钉方向有很好的了解，了解椎弓根的方式不可能完全通过真实的临床经验获得，而基本通过教学过程中对椎体模型的练习获得，而目前的椎体模型多是单纯为了教学或熟悉椎体结构的目设计，没有针对椎弓根进钉用的教学模型或针对具体患者的椎弓固定术前进钉练习用的模型。从而在椎弓根固定术中因医生缺乏经验而使出现失误的概率增加。
随着扫描技术的发展，使得获取真实的椎体数据变得简单，近几年3D打印技术发展迅速，使得将真实的椎体数据打印为真实的椎体成为可能。同样可以根据需要将椎体数据进行改进，并利用3D打印技术打印出所需要的椎体。
本实用新型解决现有椎体模板没有针对椎弓根内固定术进钉练习用椎体模板的问题，提供一种用于教学中或椎弓根固定术前练习用椎体模板。
实用新型内容
为了克服现有技术没有针对椎弓根固定术在教学中或手术前用的进钉练习用椎体模板的问题，本实用新型的目的是提供一种能解决上述问题的3D打印椎弓根内固定术椎体模型。
本实用新型的目的通过以下技术方案实现：
一种3D打印椎弓根内固定术椎体模型包括3D打印的椎体，进钉点范围区，进钉孔，其特征在于进钉点范围区设置于椎体人字嵴处，进钉孔设置于椎体内，且经过椎弓根，进钉孔深度控制不穿透椎体，进钉孔方向控制不冲出椎弓根。此3D打印椎弓根内固定术椎体模型根据CT扫描真实人体椎体数据，并将椎体数据按照需要进行改进，后利用3D打印技术打印得到的用于在教学中或内固定术前的模拟。带进钉点范围区及进钉孔的3D打印的椎体直观的展示给学生和青年医生，使他们更好的了解椎弓根内固定术时的进钉点的位置及进钉的方向，更好的了解手术中的关键问题。另一方面在进行椎弓根内固定术前采集患者腰椎椎体数据，打印出真实的供模拟手术用带进钉点范围区及进钉孔的3D打印椎体模型，可以让医生手术前对进钉深度及方向及进钉点的范围有更好的把握，减少手术的风险。
进一步，所述进钉孔深度超过椎体中部一半即可，进一步，所述进钉孔深度范围4.0～4.5cm。
进一步，所述进钉孔方向包括水平方向，具体为：通过椎弓根中心到椎体中线的最内进钉角度，通过椎弓根中心到椎体外侧骨皮质为最外进钉角度。进一步，所述水平方向角度范围为7.00°-32.29°，其中优选所述水平方向角度为22.15°。
进一步，所述进钉孔方向包括上下进钉方向，具体为：通过椎弓根中心到椎体下端骨皮质的极限最下进钉角度，通过椎弓根中心到椎体上端骨皮质的极限最上进钉角度。进一步，所述上下进钉方向角度范围为0°-29.12°其中优选上下方向角度为14.56°。
进一步，所述进钉孔设置为单侧椎弓根内，单侧设置有利于了解行单侧椎弓根固定时的方向。
进一步，所述进钉孔设置为双侧椎弓根内，双侧设置有利于了解行双侧椎弓根固定时的方向。
进一步，所述椎体设置为可分离椎体，分离面人字嵴所在横断面，分离的椎体可以更加直观的了解进钉孔在椎弓根内的路径及方向。
进一步，所述进钉孔的直径与内固定术用螺钉直径相同，操作时可将手术用螺钉插入进钉孔，更加直观的了解螺钉进入的深度及角度状态。
进一步，还公开了3D打印椎弓根内固定术椎体模型的制备方法，
步骤1：通过薄层CT或核磁共振等扫描技术获取腰椎的原始数据；
步骤2：利用三维重建软件，建立颈椎椎体及附件的三维模型，并对椎弓根螺钉的进钉点、进钉孔方向进行三维分析；软件分析，在腰椎人字脊周围使用人字脊置钉方法，插入罗钉，反复旋转观察，保证罗钉通过椎弓根进入椎体，分别找出最上最下，最左最右位置，标出进钉点范围区；水平进钉孔的确定，在腰椎椎弓根使用人字脊置钉方法，通过椎弓根中心到椎体中线置一进钉孔(极限最内进钉角度)，通过椎弓根中心到椎体外侧骨皮质置一进钉孔(极限最外进钉角度)；上下进钉孔的确定，在腰椎椎弓根使用人字脊置钉方法，通过椎弓根中心到椎体下端骨皮质置一进钉孔(极限最下进钉角度)，通过椎弓根中心到椎体上端骨皮质置一进钉孔(极限最上进钉角度)；进一步，所述进钉孔孔径与手术用螺钉相同，最后得到需要的椎体结构模型。
步骤3：将3D打印椎弓根内固定术椎体模型的三维模型数据导入3D打印机，装入打印材料，打印出腰椎椎体。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过3D打印技术得到真实的椎体模板；进钉点范围区的设置可以使观察值了解进钉点位置的选择，多个进钉孔的设置可以让操作者亲自将螺钉插入，了解插入的方向及深度及可选择的范围；分离的椎体可以使操作者更加直观的了解进钉孔在椎弓根内的路径及方向。
附图说明
图1为本实用新型实施例1整体结构示意图；
图2本实用新型实施例1透视结构示意图；
图3为本实用新型实施例3整体结构示意图；
图4本实用新型实施例3透视结构示意图；
图中，1、椎体；2、进钉范围区；3、进钉孔；4、椎弓根；5、人字嵴。
具体实施方式
实施例1 3D打印椎弓根内固定术椎体模型
一种3D打印椎弓根4内固定术椎体模型包括3D打印的椎体1，进钉点范围区2，进钉孔3，其特征在于进钉点范围区2设置于椎体1人字嵴5处，进钉孔3设置于椎体1内，且经过椎弓根4，所述进钉孔3深度范围4.0～4.5cm，进钉孔3方向控制不冲出椎弓根4。所述进钉孔3水平方向角度为22.15°，上下方向角度为14.56°。所述进钉孔3设置为单侧椎弓根4内，单侧设置有利于了解行单侧椎弓根4固定时的方向。所述进钉孔3的直径与内固定术用螺钉直径相同，操作时可将手术用螺钉插入进钉孔3，更加直观的了解螺钉进入的深度及角度状态。带进钉点范围区2及进钉孔3的3D打印的椎体1直观的展示给学生和青年医生，使他们更好的了解椎弓根4内固定术时的进钉点的位置及进钉的方向，更好的了解手术中的关键问题。另一方面在进行椎弓根4内固定术前采集患者腰椎椎体1数据，打印出真实的供模拟手术用带进钉点范围区2及进钉孔3的3D打印椎体模型，可以让医生手术前对进钉深度及方向及进钉点的范围有更好的把握，减少手术的风险。
实施例2 3D打印椎弓根4内固定术椎体模型
一种3D打印椎弓根4内固定术椎体模型包括3D打印的椎体1，进钉点范围区2，进钉孔3，其特征在于进钉点范围区2设置于椎体1人字嵴5处，进钉孔3设置于椎体1内，且经过椎弓根4，所述进钉孔3深度范围4.0～4.5cm，进钉孔3方向控制不冲出椎弓根4。所述进钉孔3水平方向角度为22.15°，上下方向角度为14.56°。所述进钉孔3设置为双侧椎弓根4内，双侧设置有利于了解行双侧椎弓根4固定时的方向。所述椎体1设置为可分离椎体1，分离面人字嵴5所在横断面，分离的椎体1可以更加直观的了解进钉孔3在椎弓根4内的路径及方向。所述进钉孔3的直径与内固定术用螺钉直径相同，操作时可将手术用螺钉插入进钉孔3，更加直观的了解螺钉进入的深度及角度状态。带进钉点范围区2及进钉孔3的3D打印的椎体1直观的展示给学生和青年医生，使他们更好的了解椎弓根4内固定术时的进钉点的位置及进钉的方向，更好的了解手术中的关键问题。另一方面在进行椎弓根4内固定术前采集患者腰椎椎体1数据，打印出 真实的供模拟手术用带进钉点范围区2及进钉孔3的3D打印椎体模型，可以让医生手术前对进钉深度及方向及进钉点的范围有更好的把握，减少手术的风险。
实施例3 3D打印椎弓根4内固定术椎体模型
一种3D打印椎弓根4内固定术椎体模型包括3D打印的椎体1，进钉点范围区2，进钉孔3，其特征在于进钉点范围区2设置于椎体1人字嵴5处，进钉孔3设置于椎体1内，且经过椎弓根4，所述进钉孔3深度范围4.0～4.5cm，进钉孔3方向控制不冲出椎弓根4。所述进钉孔3水平方向：为通过椎弓根4中心到椎体1中线为最内进钉角度，通过椎弓根4中心到椎体1外侧骨皮质为最外进钉角度；上下方向角度为：通过椎弓根4中心到椎体1下端骨皮质的极限为最下进钉角度，通过椎弓根4中心到椎体1上端骨皮质的极限最上进钉角度。在相应的四个角度上设置四个进钉孔3。所述进钉孔3设置于单侧椎弓根4内，单侧设置有利于了解行单侧椎弓根4固定时的方向。所述进钉孔3的直径与内固定术用螺钉直径相同，操作时可将手术用螺钉插入进钉孔3，更加直观的了解螺钉进入的深度及角度状态。带进钉点范围区2及进钉孔3的3D打印的椎体1直观的展示给学生和青年医生，使他们更好的了解椎弓根4内固定术时的进钉点的位置及进钉的方向，更好的了解手术中的关键问题。另一方面在进行椎弓根4内固定术前采集患者腰椎椎体1数据，打印出真实的供模拟手术用带进钉点范围区2及进钉孔3的3D打印椎体模型，可以让医生手术前对进钉深度及方向及进钉点的范围有更好的把握，减少手术的风险。
实施例4 3D打印椎弓根4内固定术椎体模型
一种3D打印椎弓根4内固定术椎体模型包括3D打印的椎体1，进钉点范围区2，进钉孔3，其特征在于进钉点范围区2设置于椎体1人字嵴5处，进钉孔3设置于椎体1内，且经过椎弓根4，所述进钉孔3深度范围4.0～4.5cm，进钉孔3方向控制不冲出椎弓根4。所述进钉孔3水平方向：为通过椎弓根4中心到椎体1中线为最内进钉角度，通过椎弓根4中心到椎体1外侧骨皮质为最外进钉角度；上下方向角度为：通过椎弓根4中心到椎体1下端骨皮质的极限为最下进钉角度，通过椎弓根4中心到椎体1上端骨皮质的极限最上进钉角度。在相应的四个角度上设置四个进钉孔3。所述进钉孔3设置于双侧椎弓根4内，双侧设 置有利于了解行双侧椎弓根4固定时的方向。所述椎体1设置为可分离椎体1，分离面人字嵴5所在横断面，分离的椎体1可以更加直观的了解进钉孔3在椎弓根4内的路径及方向。所述进钉孔3的直径与内固定术用螺钉直径相同，操作时可将手术用螺钉插入进钉孔3，更加直观的了解螺钉进入的深度及角度状态。带进钉点范围区2及进钉孔3的3D打印的椎体1直观的展示给学生和青年医生，使他们更好的了解椎弓根4内固定术时的进钉点的位置及进钉的方向，更好的了解手术中的关键问题。另一方面在进行椎弓根4内固定术前采集患者腰椎椎体1数据，打印出真实的供模拟手术用带进钉点范围区2及进钉孔3的3D打印椎体模型，可以让医生手术前对进钉深度及方向及进钉点的范围有更好的把握，减少手术的风险。
上述实施例的说明只是用于理解本实用新型。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进，这些改进也将落入本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种3D打印椎弓根内固定术椎体模型包括3D打印的椎体，进钉点范围区，进钉孔，其特征在于进钉点范围区设置于椎体人字嵴处，进钉孔设置于椎体内，且经过椎弓根，进钉孔深度控制不穿透椎体，进钉孔方向控制不冲出椎弓根。
2.根据权利要求1所述的3D打印椎弓根内固定术椎体模型，其特征在于，所述进钉孔深度超过椎体中部一半。
3.根据权利要求1所述的3D打印椎弓根内固定术椎体模型，其特征在于，所述进钉孔方向包括水平方向，具体为：通过椎弓根中心到椎体中线的最内进钉角度，通过椎弓根中心到椎体外侧骨皮质为最外进钉角度。
4.根据权利要求3所述的3D打印椎弓根内固定术椎体模型，其特征在于，所述水平方向角度范围为7.00°-32.29°。
5.根据权利要求3所述的3D打印椎弓根内固定术椎体模型，其特征在于，所述水平方向角度为22.15°。
6.根据权利要求1所述的3D打印椎弓根内固定术椎体模型，其特征在于，所述进钉孔方向包括上下进钉方向，具体为：通过椎弓根中心到椎体下端骨皮质的极限最下进钉角度，通过椎弓根中心到椎体上端骨皮质的极限最上进钉角度。
7.根据权利要求6所述的3D打印椎弓根内固定术椎体模型，其特征在于，所述上下进钉方向角度范围为0°-29.12°。
8.根据权利要求6所述的3D打印椎弓根内固定术椎体模型，其特征在于，所述上下进钉方向角度为14.56°。
9.根据权利要求1所述的3D打印椎弓根内固定术椎体模型，其特征在于，所述进钉孔设置于单侧椎或双侧弓根内。
10.根据权利要求1所述的3D打印椎弓根内固定术椎体模型，其特征在于，所述椎体设置为可分离椎体，分离面为人字嵴所在横断面。
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| CN106175998A (zh) * | 2016-07-08 | 2016-12-07 | 李鹏 | 一种个性化假体及其制作方法和使用方法 |
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