[发明专利]3D打印的个性化髋臼后柱置钉钻模及其制备方法

说明书

3D打印的个性化髋臼后柱置钉钻模，包括呈三角形框架结构的本体，本体包括两个主定位脚、一个辅定位脚、一面主支撑墙和两面辅助支撑墙。其制备方法如下：1，获取目标髋骨医学图像数据。2，获得目标髋骨后柱区域的中心点点集。3，确定目标髋骨后柱最大内接圆柱体。4，初选接骨螺钉外径并确定对应的置钉通道中轴线。5，调控接骨螺钉外径解决导向钻模通道与髂骨翼可能发生干涉问题。6，进一步调控接骨螺钉外径以满足置钉钻模设计制造及使用需要。7，建立置钉钻模的三维模型。8，3D打印制备置钉钻模。本发明用于髋臼后柱螺钉内固定术中，可实现个体化髋臼后柱置钉手术的微创化、高效化，置钉准确安全，操作简单稳定，器械成本低廉。

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种3D打印的个性化髋臼后柱置钉钻模及其制备方法。

背景技术

髋臼骨折内固定术又叫髋臼骨折切开复位内固定术，指征适用髋臼严重骨折患者，通过手术方法对髋臼采取复位及内固定措施。通过髋臼骨折内固定手术，可使髋臼重新获得负重部位的解剖复位和可靠的固定，改善或恢复髋臼的生物功能。目前在髋臼骨折内固定术中，经髋臼前柱或后柱内固定术是最为可靠的固定方式。

在髋臼骨折内固定术中，采用单一的前方入路，对后柱应用顺行拉力螺钉联合前柱应用重建钢板的内固定方式，具有手术创口小、时间短以及并发症风险小等诸多优点。

生物力学实验证明，科学合理地规划髋臼后柱的置钉方向、螺钉直径及置钉深度等置钉参数，是髋臼后柱拉力螺钉联合前柱重建钢板内固定术取得理想临床效果的前提。

一方面，由于髋臼位置深，解剖结构复杂，周围密布网状神经系统、血管系统以及复杂的肌肉组织，后柱螺钉的偏置易导致髋关节、神经及血管等的损伤；另一方面，由于髋臼形态存在较大的个体化差异，目前因髋臼后柱螺钉置入位置不当引起神经损伤、髋关节炎及螺钉松动等并发症的临床报道并不少见。

因此，经后柱置钉成败的关键在于科学合理地规划置钉参数，并使植入的螺钉避免误入髋臼窝或穿破皮质骨。依托相关医疗技术和工程技术，帮助医生完成手术路径规划，实现内植物的精确植入，一直是国内外基础和临床研究十分关注的课题。

目前，髋臼后柱拉力螺钉内固定手术的方法有：解剖标志点法、X射线透视辅助徒手法、CT三维图像导航法、机械瞄准器引导法等。

解剖标志点法进钉点、进钉角度的确定依赖于医生的手感和探针对置钉通道的探摸，对临床经验要求较高，精度难以保证。

X射线透视辅助徒手法透视实时性较差，由于术前获得的导航数据与术中髋臼解剖结构匹配度较低，要真实地反应髋臼周围的组织关系还比较困难，甚至有可能会误导医师，所以难以达到预期的手术治疗效果；且该法操作时间较长，X射线对医护人员和患者的辐射量较大。

CT三维图像导航法近年来在髋臼后柱螺钉内固定中逐渐获得应用，其利用患者实时的髋臼影像信息来指导手术，降低了手术风险，减少了医患双方接触射线的时间，具有较大优势，但导航设备价格昂贵、操作复杂，临床普及仍存在困难。

机械瞄准器引导法采用三维可调的机械式钻模进行定位、瞄准和导航，理论上其导航精度较高、具有一定的机器柔性，能满足个性化置钉的需求，但现行的机械瞄准器主要存在五个方面的问题：

1、为使瞄准器定位准确，须将髋臼及髂骨区域的肌肉等组织全部剥离，以找到定位所需的髂结节标志点、臀后线上的角点、进钉点以及髂骨翼表面的辅助定位点，这样就导致创口大、失血多，增加了手术难度和风险；

2、瞄准器定位顶尖的定位精度保持性较差，由于手术中钻削时的振动易导致瞄准器产生滑移，从而影响瞄准器定位精度，进而影响置钉精度；

3、为规划出后柱置钉通道，需在三维重建模型中拟合出后柱中心线，而由于髋骨解剖学结构的特殊性，前柱在完整髋骨模型中的存在将对后柱中心线的精确生成造成很大的影响；