[发明专利]一种个性化腰椎内固定辅助装置及其制备方法

权利要求书

1.一种个性化腰椎内固定辅助装置，其特征在于，所述的个性化腰椎内固定辅助装置包括：导向孔、套管、连接体；其中套管位于导向孔内，连接体连接两侧导向孔。

2.根据权利要求1所述的个性化腰椎内固定辅助装置，其特征在于；所述的套管有多种规格，套管的外径长度一致，内径为0.5-20mm。

3.根据权利要求1所述的个性化腰椎内固定辅助装置，其特征在于，所述连接体表面为能与椎体的后椎板和棘突表面互补相接的结构。

4.权利要求1-3中任意1项所述的个性化腰椎内固定辅助装置的材料为金属钛或光敏树脂。

5.权利要求1-3中任意1项所述的个性化腰椎内固定辅助装置的制备方法：

1)椎体三维重建模型的建立：对椎体进行CT扫描，将CT连续断层图像数据以DICOM格式保存后，导入三维重建软件中进行三维模型重建，并导出IGES格式的连续曲面模型。

2)定位并设计螺钉定位导向孔：将上述第1)步用三维重建得到的模型导入Pro/E Wildfire 4.0软件，对模型进行优化处理，包括生成集管、精整、松弛等，其中精整选择4X分舱，松弛选择15次迭代次数；提取所述优化处理后的三维模型两侧椎弓根峡部区域的三角面片模型，将其他多余的三角面片去掉，分别对左右两侧椎弓根峡部模型进行分析和测量，将椎弓根前后缘轮廓线调整至尽可能重合的方向，并定义此时垂直屏幕的方向为钉道轴线方向，平行于屏幕做一投影平面，将模型投影至此平面上，并提取最内侧的轮廓线，而后在此投影平面上做该轮廓线最大内接圆，确定其圆心和圆周线的位置，将此内接圆沿钉道轴线方向进行拉伸，得到一个圆柱形结构，即为理论椎弓根钉道；以椎弓根螺钉的最佳钉道轴线为基准生成中空的圆柱体管道，管道的内径应大于椎弓根螺钉丝攻工具的直径，使得丝锥可以顺利通过；以后椎板表面为基准裁剪掉在椎体内部的中空圆柱体管道，椎体外部的管道即为椎弓根螺钉定位导向孔，共左右两个。

3)连接体的设计：提取后椎板和棘突的解剖形态曲面并对其进行裁剪，得到理想的曲面片，接下来把曲面片进行向外侧加厚2-3mm处理，并且由面生成实体。

4)两侧定位导向孔和连接体的融合：将这两个定位导向孔管道模型与之前加厚生成的实体进行布尔加运算，即得到了导向孔和连接体融合的三维模型。

5)融合的导向孔和连接体的制作：采用激光照射逐层固化成型法将导融合的向孔和连接体制作出来，成型后使用高压水枪清洗，清除支撑材料后放入超声波清洗机清洗。

6)套管的设计和制作：根据定位导向孔的内径和椎弓根螺钉丝锥与克氏针的直径为标准，设计并制作与定位导向孔匹配的丝锥和克氏针的金属导向套管。

6.权利要求5所述的制备方法，其特征在于，三维重建软件为Mimics10.01，其具体重建参数如下：

(1)插值方法：体素法；

(2)光顺：迭代次数选择15次，光顺因子设置为0.5；

(3)矩阵压缩：XY平面分辨率选择2倍像素值，Z轴分辨率选择1倍层距；

(4)矩阵压缩选项：选择Accuracy算法，可使模型精度保持较高；

(5)三角面片缩减：缩减模式选择Advanced edge模式，可接受误差选择像素值的1/8大小，共边角度选择15°，迭代次数选择15次。

7.权利要求5所述的制备方法，其特征在于，第2)步所述的对模型进行优化处理，具体包括生成集管、精整、松弛，其中精整选择4X分舱，松弛选择15次迭代次数。

8.权利要求5所述的制备方法，其特征在于，第2)步所述的导向孔的长度为15～25cm。