CN217593039U - 一种基于3d打印的辅助tlif手术的椎弓根置钉导板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于3D打印的辅助TLIF手术的椎弓根置钉导板，用于椎弓根钉的定位，包括：定位部，定位部包括通孔，通孔与椎弓根钉采用间隙配合相套接；固定部，与定位部相连接，固定部上设置有固定腔，固定腔内壁贴合椎体，能够实现TLIF手术中暴露侧定位，同步实现对椎弓根钉的定位，使得椎弓根钉一次性成功植入，减少反复臂透视的辐射伤害；本实用新型应用医用软件Mimics和3‑matic，术前确定最佳螺钉直径、长度、方向，经模块导航植入，能够使固定效果达到最佳；利用3D打印个性化定制，定位精准，耗时减少、术野剥离暴露范围减小，缩短了出血量及麻醉时间，体现了手术个体化、精准化、微创化。

Description

一种基于3D打印的辅助TLIF手术的椎弓根置钉导板

技术领域

本实用新型涉及医用器械技术领域，具体而言，涉及一种基于3D打印的辅助TLIF手术的椎弓根置钉导板。

背景技术

腰椎退行性椎间盘和小关节疾病在老年人群中很常见，是最常见的残疾原因之一，可能导致背痛、跛行症状、行动不便和生活质量差。将退行性病变节段通过手术进行椎体间融合是一种有效的治疗方法，可以间接减压神经元素，恢复前凸并纠正畸形，有效缓解患者背痛、跛行的症状。目前，腰椎体间融合术入路较多，经椎间孔入路腰椎间融合术(Transforaminallumbarinterbodyfusion,TLIF)是一种后入路腰椎间融合术，最初由HarmsandRollinger于1982年设计提出，该手术术式只打开一边的神经孔，将植骨块经该入路置入椎间隙，可以减少对脊柱肌肉、神经根、硬脑膜和黄韧带等重要解剖结构的损害，已经是临床常用的腰椎手术后入路术式。

椎弓根螺钉固定系统是TLIF手术的重要组成部分，首先由罗伊-卡米勒于1963年在法国首次用于治疗不稳定的胸腰椎骨折，经历了从被怀疑到认可，最终证实为稳定脊柱最佳的内固定系统，目前已被广泛应用于腰椎间盘突出、腰椎狭窄和腰椎滑脱等治疗，极大地促进了脊柱手术的发展。腰椎椎弓根螺钉内固定方法主要有徒手置钉、漏斗法(椎板开窗法)、C型臂透视辅助置钉及导航法等。目前，大多数脊柱外科医生是根据解剖标志、术前X线、CT影像学资料及书中C型臂透视定位，进行椎弓根螺钉置入，并验证置钉的准确性。在TLIF手术经皮置钉过程中，需要借助C臂透视多次调整置钉位置和方向，明显增加了透视次数和手术时间，这意味着增加了对术者和患者的X线辐射暴露伤害，并且X线呈相质量不稳定，会造成一定的螺钉置入不良发生率。术者操作水平和经验，螺钉置入不良发生率差别大。对于熟练的脊柱外科医生而言，其螺钉置入不良发生率仍大于10％。大量文献指出传统的徒手置钉方法椎弓根壁穿破率为12.5％-72.4％，另有一少部分文献报道椎弓根壁穿破率10％。椎弓根螺钉位置不良会导致一些潜在的并发症，如神经根、血管或内脏损伤，后果严重，为此提出一种基于3D打印的辅助TLIF手术的椎弓根置钉导板。

实用新型内容

根据本实用新型的实施例旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。

根据本实用新型的实施例的第一方面在于提供一种基于3D打印的辅助TLIF手术的椎弓根置钉导板。

本实用新型第一方面的实施例提供了一种基于3D打印的辅助TLIF手术的椎弓根置钉导板，用于椎弓根钉的定位，包括：定位部，所述定位部包括通孔，所述通孔与所述椎弓根钉采用间隙配合相套接；固定部，与所述定位部相连接，所述固定部上设置有固定腔，所述固定腔内壁贴合椎体，以使与所述固定部相连接的定位部将所述椎弓根钉定位在所述椎体上；其中，所述定位部和所述固定部采用D打印一体成型，所述通孔设置至少两个，且一所述通孔与所述固定腔内部相连通。

根据本实用新型提供的一种基于3D打印的辅助TLIF手术的椎弓根置钉导板，能够实现TLIF手术中暴露侧定位，同步实现对椎弓根钉的定位，使得椎弓根钉一次性成功植入，减少反复臂透视的辐射伤害；本实用新型应用医用软件Mimics和3-matic，术前确定最佳螺钉直径、长度、方向，经模块导航植入，能够使固定效果达到最佳；利用3D打印个性化定制，定位精准，耗时减少、术野剥离暴露范围减小，缩短了出血量及麻醉时间，体现了手术个体化、精准化、微创化；

通过3D打印技术进行固定部和定位部的一体化成型，可降低内部的活动部件的使用，有助于提升整体在使用时的结构稳定，且降低在生产加工工艺的复杂程度和生产成本，通过至少两个通孔对椎弓根钉进行套接和导向滑动，使得对椎体进行定位和作业，借助固定腔对椎体的贴合，使得装置整体对不同人群的具有统一的定位稳定度。

另外，根据本实用新型的实施例提供的技术方案还可以具有如下附加技术特征：

上述任一技术方案中，至少两个所述通孔的轴线之间具有同一交点，且置于所述椎体内部。

在该技术方案中，本装置优选的通孔数量为两个，通过将通孔的轴线之间具有同一交点，且置于椎体内部，使得通孔内部通过的椎弓根钉的焦点也能够置于椎体内部，使得相交定位的更加准确，避免在定位中产生错位。

上述任一技术方案中，所述定位部包括：第一定位杆；第二定位杆，所述第二定位杆的长度大于所述第一定位杆；连接杆，所述连接杆的两端分别与所述第一定位杆和所述第二定位杆相连接；其中，所述通孔分别设置在所述第一定位杆和所述第二定位杆的端壁上，所述第二定位杆一端与所述固定部相连接，所述第二定位杆另一端与所述第一定位杆前端沿所述连接杆的轴线方向对应设置。

在该技术方案中，连接杆远离人体组织，通过第一定位杆可在人体外部抵接人体表皮组织，有助于使用者在患者体外直接进行操作，通过连接杆可对第一定位杆和第二定位杆进行连接固定，且在使用时设置于人体外部，降低了对人体内部的侵入，有利于降低手术创口；

将通孔分别设置在第一定位杆和第二定位杆的端壁上，使得椎弓根钉能够在通过通孔时被第一定位杆和第二定位杆进行辅助定位；

通过第二定位杆另一端与第一定位杆前端沿连接杆的轴线方向对应设置，使得操作人员在分别操作椎弓根钉插接通孔时能够相对于连接杆相同的距离插入，在同一距离上操作可方便使用者进行同一面的操作，降低手术中的视野需求。

上述任一技术方案中，所述第一定位杆、所述第二定位杆和所述连接杆的轴线延长线之间相交且围成锐角三角形。

在该技术方案中，通过将第一定位杆、第二定位杆和连接杆的轴线延长线之间相交且围成锐角三角形，使得第一定位杆和第二定位杆伸出的椎弓根钉的延长线交底能够对应连接杆设置，使得定位的作用力点位更加的靠近整体装置结构的中间部位，降低作用力点位定位时对装置整体的偏移作用，使得装置整体的定位时更加的稳定。

上述任一技术方案中，所述第一定位杆两端壁分别开设第一斜面，所述第二定位杆远离所述固定部一端开设有第二斜面，所述第二斜面和所述第一斜面分别与所述连接杆的轴线平行设置。

在该技术方案中，通过第一斜面和第二斜面的开设，能够更多的暴露通孔内部空间，使得在椎弓根钉插接通孔时能够更加的方便，提高作业时的速度。

上述任一技术方案中，所述椎体包括：乳突、副突和椎弓板，所述固定腔内壁分别贴合所述乳突、所述副突和所述椎弓板。

在该技术方案中，椎体接触定位面结构根据人体信息数据设计，贴合椎体的乳突、副突和椎弓板，提升上与椎体表面接触面积，提高了定位的准确性。

上述任一技术方案中，所述固定部包括：乳突壳、副突壳和椎弓板壳，所述乳突壳的内部、所述副突壳的内部和所述椎弓板壳的内部相互连通，且共同组成所述固定腔。

在该技术方案中，通过分别设计乳突壳、副突壳和椎弓板壳，进行乳突、副突和椎弓板的针对性的表面形状设计，以便固定腔对椎体形成更加稳定且适合不同人群。

根据本实用新型的实施例的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过根据本实用新型的实施例的实践了解到。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的连接杆及其连接结构示意图。

其中，图1至图2中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1椎弓根钉、2定位部、201通孔、202第一定位杆、2021第一斜面、203第二定位杆、2031第二斜面、204连接杆、3固定部、301乳突壳、302副突壳、303椎弓板壳。

具体实施方式

为了可以更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

请参阅图1-2，本实用新型第一方面的实施例提供了一种基于3D打印的辅助TLIF手术的椎弓根置钉导板，用于椎弓根钉1的定位，包括：定位部2，定位部2包括通孔201，通孔201与椎弓根钉1采用间隙配合相套接；固定部3，与定位部2相连接，固定部3上设置有固定腔，固定腔内壁贴合椎体，以使与固定部3相连接的定位部2将椎弓根钉1定位在椎体上；其中，定位部2和固定部3采用3D打印一体成型，通孔201设置至少两个，且一通孔201与固定腔内部相连通。

根据本实用新型提供的一种基于3D打印的辅助TLIF手术的椎弓根置钉导板，能够实现TLIF手术中暴露侧定位，同步实现对椎弓根钉1的定位，使得椎弓根钉1一次性成功植入，减少反复臂透视的辐射伤害；本实用新型应用医用软件Mimics和3-matic，术前确定最佳螺钉直径、长度、方向，经模块导航植入，能够使固定效果达到最佳；利用3D打印个性化定制，定位精准，耗时减少、术野剥离暴露范围减小，缩短了出血量及麻醉时间，体现了手术个体化、精准化、微创化；

通过3D打印技术进行固定部3和定位部2的一体化成型，可降低内部的活动部件的使用，有助于提升整体在使用时的结构稳定，且降低在生产加工工艺的复杂程度和生产成本，通过至少两个通孔201对椎弓根钉1进行套接和导向滑动，使得对椎体进行定位和作业，借助固定腔对椎体的贴合，使得装置整体对不同人群的具有统一的定位稳定度。

具体地，本装置适用于需行腰椎TLIF手术的疾病，例如腰椎间盘突出症、腰椎管狭窄、腰椎滑脱等；

将结合3D打印技术、医学影像技术、计算机技术，利用Mimics软件设计患者个体化设计，并通过3D打印技术打印出固定部3和定位部2实体，将装置和TLIF术式结合，辅助TLIF手术双侧置钉，即开放侧置钉，同时可做到对侧的经皮置钉，提高手术准确性和成功率，有效降低透视次数和手术时间。

上述任一实施例中，如图1-2所示，至少两个通孔201的轴线之间具有同一交点，且置于椎体内部。

在该实施例中，本装置优选的通孔201数量为两个，通过将通孔201的轴线之间具有同一交点，且置于椎体内部，使得通孔201内部通过的椎弓根钉1的焦点也能够置于椎体内部，使得相交定位的更加准确，避免在定位中产生错位。

上述任一实施例中，如图1-2所示，定位部2包括：第一定位杆202；第二定位杆203，第二定位杆203的长度大于第一定位杆202；连接杆204，连接杆204的两端分别与第一定位杆202和第二定位杆203相连接；其中，通孔201分别设置在第一定位杆202和第二定位杆203的端壁上，第二定位杆203一端与固定部3相连接，第二定位杆203另一端与第一定位杆202前端沿连接杆204的轴线方向对应设置。

在该实施例中，连接杆204远离人体组织，通过第一定位杆202可在人体外部抵接人体表皮组织，有助于使用者在患者体外直接进行操作，通过连接杆204可对第一定位杆202和第二定位杆203进行连接固定，且在使用时设置于人体外部，降低了对人体内部的侵入，有利于降低手术创口；

将通孔201分别设置在第一定位杆202和第二定位杆203的端壁上，使得椎弓根钉1能够在通过通孔201时被第一定位杆202和第二定位杆203进行辅助定位；

通过第二定位杆203另一端与第一定位杆202前端沿连接杆204的轴线方向对应设置，使得操作人员在分别操作椎弓根钉1插接通孔201时能够相对于连接杆204相同的距离插入，在同一距离上操作可方便使用者进行同一面的操作，降低手术中的视野需求。

上述任一实施例中，如图1-2所示，第一定位杆202、第二定位杆203和连接杆204的轴线延长线之间相交且围成锐角三角形。

在该实施例中，通过将第一定位杆202、第二定位杆203和连接杆204的轴线延长线之间相交且围成锐角三角形，使得第一定位杆202和第二定位杆203伸出的椎弓根钉1的延长线交底能够对应连接杆204设置，使得定位的作用力点位更加的靠近整体装置结构的中间部位，降低作用力点位定位时对装置整体的偏移作用，使得装置整体的定位时更加的稳定。

上述任一实施例中，如图1-2所示，第一定位杆202两端壁分别开设第一斜面2021，第二定位杆203远离固定部3一端开设有第二斜面2031，第二斜面2031和第一斜面2021分别与连接杆204的轴线平行设置。

在该实施例中，通过第一斜面2021和第二斜面2031的开设，能够更多的暴露通孔201内部空间，使得在椎弓根钉1插接通孔201时能够更加的方便，提高作业时的速度。

上述任一实施例中，如图1-2所示，椎体包括：乳突、副突和椎弓板，固定腔内壁分别贴合乳突、副突和椎弓板。

在该实施例中，椎体接触定位面结构根据人体信息数据设计，贴合椎体的乳突、副突和椎弓板，提升上与椎体表面接触面积，提高了定位的准确性。

上述任一实施例中，如图1-2所示，固定部3包括：乳突壳301、副突壳302和椎弓板壳303，乳突壳301的内部、副突壳302的内部和椎弓板壳303的内部相互连通，且共同组成固定腔。

在该实施例中，通过分别设计乳突壳301、副突壳302和椎弓板壳303，进行乳突、副突和椎弓板的针对性的表面形状设计，以便固定腔对椎体形成更加稳定且适合不同人群。

具体的实施步骤：

取得患者知情同意后，术前行腰椎薄层CT扫描，采集Dicom格式图像。

将数据导入至Mimics，进行人体腰椎的椎体三维重建，设计虚拟钉道(通孔201)及支撑柱(第一定位杆202和第二定位杆203)，以圆柱体代替椎弓根螺钉，模拟术中置钉(椎弓根钉1)，调整为预定的理想位置，实现精确定位，后将腰椎骨质、软组织模型和导板模型导入至3-matic中，生成本装置的椎体接触面(固定腔内壁)，最终形成钉道杆、支撑柱、实心体构成带钉道的导航模块组合，进行布尔减集运算，得到导航模块雏形，剪切无关部分，修整模块边角，得到成型的带钉道的导航模块。进行3D打印椎体模型及相应导板，于腰椎模型上进行模拟置钉，查找缺陷不足，反复调整及验证。

对于具备适应症的患者，完善术前检查，无禁忌症的患者进行床上排便、排尿等术前练习后行该手术治疗。取俯卧位，根据定位，取旁正中3～4cm纵行切口，切开皮肤及腰背筋膜，沿腰椎最长肌及多裂肌间隙分离，暴露相邻椎体横突及关节突关节外侧缘，助手需协助固定好本装置，操作者以电钻从导板钉道置入直径2.0mm克氏针，攻丝钻孔，拔出本装置，置入相应规格的椎弓根螺钉，置入连接棒，螺母固定。C形臂X线光机透视确认植入物位置，生理盐水冲洗伤口，放置引流，逐层缝合。术后常规护理，1天后拔除引流，术后1周，3、6个月，1、2年复查X线片。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本实用新型，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实用新型的限制。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于3D打印的辅助TLIF手术的椎弓根置钉导板，用于椎弓根钉(1)的定位，其特征在于，包括：

定位部(2)，所述定位部包括通孔(201)，所述通孔(201)与所述椎弓根钉(1)采用间隙配合相套接；

固定部(3)，与所述定位部(2)相连接，所述固定部(3)上设置有固定腔，所述固定腔内壁贴合椎体，以使与所述固定部(3)相连接的定位部(2)将所述椎弓根钉(1)定位在所述椎体上；

其中，所述定位部(2)和所述固定部(3)采用3D打印一体成型，所述通孔(201)设置至少两个，且一所述通孔(201)与所述固定腔内部相连通。

2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的辅助TLIF手术的椎弓根置钉导板，其特征在于，至少两个所述通孔(201)的轴线之间具有同一交点，且置于所述椎体内部。

3.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的辅助TLIF手术的椎弓根置钉导板，其特征在于，所述定位部(2)包括：

第一定位杆(202)；

第二定位杆(203)，所述第二定位杆(203)的长度大于所述第一定位杆(202)；

连接杆(204)，所述连接杆(204)的两端分别与所述第一定位杆(202)和所述第二定位杆(203)相连接；

其中，所述通孔(201)分别设置在所述第一定位杆(202)和所述第二定位杆(203)的端壁上，所述第二定位杆(203)一端与所述固定部(3)相连接，所述第二定位杆(203)另一端与所述第一定位杆(202)前端沿所述连接杆(204)的轴线方向对应设置。

4.根据权利要求3所述的一种基于3D打印的辅助TLIF手术的椎弓根置钉导板，其特征在于，所述第一定位杆(202)、所述第二定位杆(203)和所述连接杆(204)的轴线延长线之间相交且围成锐角三角形。

5.根据权利要求3所述的一种基于3D打印的辅助TLIF手术的椎弓根置钉导板，其特征在于，所述第一定位杆(202)两端壁分别开设第一斜面(2021)，所述第二定位杆(203)远离所述固定部(3)一端开设有第二斜面(2031)，所述第二斜面(2031)和所述第一斜面(2021)分别与所述连接杆(204)的轴线平行设置。

6.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的辅助TLIF手术的椎弓根置钉导板，其特征在于，所述椎体包括：乳突、副突和椎弓板，所述固定腔内壁分别贴合所述乳突、所述副突和所述椎弓板。

7.根据权利要求6所述的一种基于3D打印的辅助TLIF手术的椎弓根置钉导板，其特征在于，所述固定部(3)包括：乳突壳(301)、副突壳(302)和椎弓板壳(303)，所述乳突壳(301)的内部、所述副突壳(302)的内部和所述椎弓板壳(303)的内部相互连通，且共同组成所述固定腔。

Images