[发明专利]计算机辅助设计骨盆肿瘤精准切除用个性化假体及其制作方法

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盆肿瘤精准切除用个性化假体及其制作方法，包括以下步骤：采集完整骨盆数据，建立骨盆三维模型，若不需髋关节置换，可直接确定截骨位置并设计个性化假体，如需实施髋关节置换，在个性化假体上设计髋臼时，当对侧髋臼正常，可根据对侧髋臼参数设计假体髋臼；当对侧髋臼异常，则根据正常参数设计假体；结合固定钉和截骨刀位置及方向等制作假体。本发明的有益效果：既实现精确切除肿瘤又实现个性化假体的定位，假体最大程度的保留患者的自体骨，不仅增加假体稳定性，也助于假体与骨骼界面的快速长入，同时最大程度保证了骨盆的功能，简化骨科肿瘤切除和假体置换手术的操作，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盆肿瘤精准切除用个性化假体及其制作方法。

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，这项技术主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、骨肿瘤切除等方面，由于骨盆的机构和解剖特点的复杂性，以至于对于骨盆肿瘤的切除一直以来都是骨科手术的难点，既要保证肿瘤完全切除，又需要尽可能恢复患者术后的活动能力，因此对截骨的角度和方向要求很高，截骨的范围和角度不够精准将直接影响患者的功能的恢复，甚至导致整个手术的失败，因此，精确的截骨角度和范围尤为重要。

传统方法的肿瘤切除手术只是外科医生根据术前CT和平片以及术中的观察，经验性的切除肿瘤，对于需关节置换的患者，仅应用一些常规的关节假体进行置换，髋臼的倾斜角以及关节的吻合程度，都需要凭借医务工作者的经验完成，只能预判截骨范围和假体位置是否准确，但缺乏明确的复位标准而且精准度不高，往往术后的肿瘤切除程度和假体的位置都存在一定的偏差，以骨盆肿瘤累及关节的II区肿瘤为例，仅仅依靠二维透视，髋臼假体的倾斜角和前倾角恢复情况并不乐观，术中没有一个量化的截骨范围和角度以及假体的精准置换位置，假体不能最大程度的保留患者自体骨，假体稳定性不高，假体与骨骼界面长入慢。有学者应用3D打印技术，在术前将带有肿瘤的骨盆打印出来，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假体位置空间角度不可控，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盆肿瘤精准切除导板及个性化假体及其制作方法，本方法是以对侧或正常结构和功能参数作为标准，如不需置换髋关节，可直接按骨盆的力学性能设计肿瘤部位的假体，如肿瘤侵袭关节面或关节负重区，需在个性化假体上设计髋臼时，当对侧髋臼正常，可根据对侧髋臼的倾斜角及髋臼高度来设计假体髋臼；当如对侧髋臼异常，则根据正常角度及患侧假体原高度来进行设计假体，确定假体的固定钉位置和截骨刀的位置和方向，术中可不必透视，完成精准结构和功能的修复。

本发明不仅既实现精确切除肿瘤又实现个性化假体的定位，同时最大程度保证了骨盆的功能，简化骨科肿瘤切除和假体置换手术的操作，提高手术精准度，有利于实现了精准的肿瘤切除、假体设计及制作，假体最大程度的保留患者的自体骨，不仅增加假体稳定性，也助于假体与骨骼界面的快速长入。

本发明的技术方案：计算机辅助设计骨盆肿瘤精准切除用个性化假体制作方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、采集患者完整骨盆的断层扫描CT数据，以DICOM图像格式进行存储，通过三维重建软件建立三维骨盆肿瘤模型；

步骤2、在三维骨盆肿瘤模型上确定骨盆的立体范围和肿瘤位置；步骤3、在三维骨盆肿瘤模型上确定截骨位置和角度，对肿瘤进行截骨处理；

步骤4、在截骨处理后三维骨盆肿瘤模型中绘制出与截骨面完全吻合的骨盆假体，对截骨后模型进行矫形，模拟植入螺钉模型确定骨盆假体及螺钉固定位置；

步骤5、在截骨处理后三维骨盆肿瘤模型中模拟植入克氏针模型确定克氏针固定位置；