[发明专利]计算机辅助设计骨科截骨矫形固定一体化导板及制作方法

说明书

本发明属于骨外科截骨矫形器领域，尤其涉及计算机辅助设计骨科截骨矫形固定一体化导板及制作方法，包括以下步骤：采集双侧骨骼数据，建立双侧骨骼三维模型；若患者有健侧肢体，则以健侧镜像模型作为参照，确定截骨角度及截骨位置，对患侧进行矫形、固定；若患者没有可参照的健侧肢体，则根据正常结构和功能参数来完成患侧的截骨矫形，从而得到需要纠正的角度和相应的截骨角度，完成矫形和固定；结合截骨位置、内植物钢板位置等制作导板。本发明的有益效果：应用导板截骨矫形固定一步到位，实现即时矫正，无需术中透视，减少患者及医生的辐射伤害的同时缩短手术时间，降低了出血及麻醉意外等风险，简化骨科截骨矫形手术的操作，提高手术精准度。

技术领域

本发明属于骨外科截骨矫形器材领域，尤其涉及计算机辅助设计骨科截骨矫形固定一体化导板及制作方法。

背景技术

随着计算机辅助骨科的日益兴起，3D打印辅助骨科精准手术技术也逐渐增多，这项技术重要应用于骨折畸形愈合、先天性骨畸形或发育不良、关节置换等方面，当一侧骨与关节结构或功能异常时，我们可以根据健侧作为参照，对患侧进行矫正，但对于截骨的角度和方向要求很严格，截骨的角度不够精准将直接影响肢体的力线或关节功能的恢复，甚至导致整个截骨矫形手术的失败，因此，精确的截骨角度尤为重要。

传统方法的截骨矫形手术只是外科医生根据术前CT和平片，经验性的截骨矫形，

只是大致截骨方位和力线正确，但缺乏明确的复位标准而且精准度不高，往往术后的截骨矫形都存在一定的偏差，以转子下截骨矫形为例，仅仅依靠二维透视，股骨前倾角、颈干角、偏心距以及股骨长度的恢复情况并不乐观，术中没有一个量化截骨角度，有学者应用3D打印技术，在术前将畸形股骨打印出来，在模型上先行模拟手术，选择更合适的内固定器材，以提高手术的精准度，但此方法并没有克服术中应用二维透视评估矫形情况的弊端。

发明内容

为要解决传统手术技术中截骨量无法精确测量及矫形空间角度不可控，同时术中X线暴露次数多等问题，本发明提供计算机辅助设计骨科截骨矫形固定一体化导板及制作方法，本方法是以健侧或正常结构和功能参数作为标准，当患者有健侧肢体，则可以利用健侧进行镜像生成镜像模型，然后用患侧和健侧镜像模型进行匹配，则得到需要纠正的角度和相应的截骨角度，制作出手术导板，术中可不必透视，即可完成精准结构和功能的修复；当患者没有可参照的健侧肢体，则可根据人体的正常结构和功能参数来完成患侧的截骨矫形，进而制作出手术导板，完成精准结构和功能的修复。

本发明不仅实现了精准的截骨矫形、缩短了手术时间和降低了患者手术风险，而且减少了患者及手术医生的辐射曝光时间，是一种值得精准骨科手术领域进一步推广的先进技术方法。

本发明的技术方案：计算机辅助设计骨科截骨矫形固定一体化导板的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、采集患者双侧畸形部位断层扫描CT数据，以DICOM图像格式进行存储，通过三维重建软件建立畸形侧三维模型和健侧对应部位的模型，并将健侧模型进行镜像，生成健侧镜像模型，以下截骨前患侧模型统称为原患侧模型；

步骤2、根据人体解剖结构在三维模型上测量患者原患侧模型和健侧镜像模型解剖结构参数；

步骤3、参照原患侧及健侧镜像对比，计算原患侧模型畸形参数，最终确定截骨角度及截骨位置；

步骤4、对原患侧模型进行截骨，再以健侧镜像模型作为参照，对截骨后模型进行矫形，称为矫形后模型；

步骤5、用手术中使用的锁定钢板和螺钉模型模拟植入并与矫形后模型贴附，确定钢板及螺钉固定位置,同时测量矫形后模型结构参数；

步骤6、利用合理尺寸的克氏针模型与固定到矫形后模型上的螺钉进行位置匹配；

步骤7、将矫形后模型与克氏针融合为一体，并恢复到原患侧模型形态；