[发明专利]一种个性化3D打印胫骨高位截骨导板的制备方法

说明书

本发明公开了一种个性化3D打印胫骨高位截骨导板的制备方法，用于3D打印胫骨高位截骨术的截骨导板，在术前根据患者膝关节CT数据，通过计算机模拟建模及三维重建程序，1：1比例打印出出患者胫骨形态畸形形态，并通过3D打印技术术前设计截骨位置，最终通过模型材料设计出完全和患者胫骨近端贴服的截骨导向器，在手术过程中直接贴服胫骨近端并按照术前截骨方案，立即开始截骨手术操作，在保障准确性的调节下，简化手术操作步骤，缩短手术麻醉时间，确保了患者手术的安全性，具有广泛的临床推广效果。可根据不同厂家提供的胫骨近端固定钢板，个性化设计胫骨截骨的位置和方向，具有一定的多样灵活性。

技术领域

本发明属于骨科医疗器械技术领域，涉及一种个性化3D打印胫骨高位截骨导板的制备方法，具体地说，涉及一种用于胫骨高位截骨术的个性化3D打印截骨导板的制备及其使用方法。

背景技术

膝关节退行性骨关节病常伴有膝关节内翻畸形，并产生关节内的负重生物应力改变，从而导致下肢力线不平衡，继而加速膝关节软骨磨损，骨关节的发展。目前，胫骨内侧高位截骨术是治疗由于膝关节内翻导致的早中期膝关节骨关节炎最常见的手术方式。其治疗原理是通过胫骨近端内侧截骨矫形，把膝关节发生磨损的内侧间室压力转移到相对正常的外侧间室，从而达到缓解关节疼痛症状的目的。

胫骨高位截骨的手术的核心步骤在于确定胫骨截骨的下刀位置，截骨摆锯进行截骨的深度和角度。一旦明确胫骨截骨位置后使用角度撑开器对截骨处进行撑开并达到预定的矫正角度，手术效果已经能够基本确定。而手术疗效和术中精确截骨位置和角度密切相关，因此术中对于截骨的操作要求非常精确。

通常临床医生主要凭其自身经验在患者胫骨近端内侧处通过目测调整截骨器位置，再通过透视等手段进行反复测量和调整。整个截骨定位过程操作繁琐，延长整个手术时间，增加患者术后感染风险。而且定位的准确度受手术医生人为的因素影响较大，难以保证截骨位置确定的精确性，且透视过程存在放射和辐射高的不利因素，易危害手术医生的健康。在整个截骨过程中完全根据手术医生的经验及肉眼进行定位，无法做到精确控制，并且每个患者的胫骨近端形态长度都不同，如何个性化的精准截骨是进一步要解决的问题。“为患者专门定制手术器械”是一种使用计算机去协助做手术前计划的新技术，以提供手术导引器，其作用可部分或全部取代常规器械系统。涉及以影像为基础的手术前计划，然后制作模板以契合患者骨骼结构的表面几何图形。这个模板的设计是要把手术前计划转化成手术中的表现。手术前的计算机断层扫描(CT)扫描，被输进软件系统采集其三维数据。手术计划和虚拟手术是首先在计算机上进行，然后才用在患者身上。这包括设定大小、对齐位置、切割骨头以及确定最佳的植入位置等。并采用快速成形科技将其转化成手术导引装置。手术导引装置中汇集的信息使这些装置变成专为患者定制的装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种个性化3D打印胫骨高位截骨导板的制备方法及其使用方法，是一种可以简单且较准确地校验是否达到预定下刀深度的用于胫骨高位截骨术的截骨导板的制备方法。

其具体技术方案为：

一种个性化3D打印截骨导板的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、所有患者采用64排螺旋CT，层厚0.8mm 层间隔0.5mm，扫入图像保存为dicom格式。使用三维影像还原软件mimics19.0（materialise公司，比利时）对dicom格式数据进行三维还原，利用阈值技术进行初步处理，再使用填充技术对数据转换产生的间隙漏洞进行修复。得到三维数据，并以stl的格式至3matic（materialise公司，比利时）。

步骤2、利用BIHOLO（上海锋算计算机技术有限公司）对dicom软件进行第二次还原，利用与步骤1相同阈值进行初步处理，利用三维填充技术对数据转换产生的间隙进行修复，得到得到三维数据，并以stl的格式进行导出至3matic（materialise公司，比利时）。