[发明专利]一种用于培训低年资骨科医师寻找腰椎弓根螺钉最佳进钉点的仿真腰椎模型的制作方法

权利要求书

1.一种用于培训低年资骨科医师寻找腰椎弓根螺钉最佳进钉点的仿真腰椎模型的制作方法，其特征在于：模型包括皮肤、肌肉和腰椎骨骼，用朱红色橡皮泥模拟人体肌肉包裹腰椎骨骼，塑造成人体腰部模样，最后用肉色皮革缠绕，模拟人体皮肤，构建出高度仿真的人体腰椎模型；所述腰椎骨骼在椎弓根投影区设有最佳通道、最佳进钉点、备选通道和备选进钉点，最佳进钉点设在最佳通道与椎体上关节突皮质相交处，与最佳通道相贯通连接；备选通道平行设在最佳通道四周，覆盖椎弓根投影区；备选进钉点设在各备选通道与椎体关节突、椎板或横突皮质相交处，与相应的备选通道相贯通连接；最佳安全通道穿破椎体前壁，备选通道前端不穿破椎体前壁且所述备选通道前端达椎体中央；

方法包括以下步骤：

(1)收集正常的腰椎CT DICOM数据，128排螺旋CT扫；

(2)在三维重建软件中建立3D腰椎三维模型：将正常腰椎DICOM数据导入Mimics软件中，通过“阈值选取工具”，选定最低阈值为150，获得腰椎原始蒙罩；再通过“分割蒙罩”将腰椎蒙罩分离生成新蒙罩，选择软件默认的最佳质量进行三维重建，得到3D腰椎三维模型；

(3)椎弓根螺钉置入的最佳安全通道及最佳进钉点：在Mmimics软件中选取分割工具，选取椎体上、中1/3交界处与椎体上下终板平行的平面，在该平面选取直径为1.0mm、长度为100mm的CAD圆柱工具，圆柱前端穿出椎体前壁，后端与椎体上关节突皮质相交点即为椎弓根螺钉置入的最佳进钉点；

(4)椎弓根螺钉置入的备选通道及备选进钉点：将CAD圆柱工具保存为STL格式，再将STL格式的圆柱导入Mimics软件，确定备选通道的进钉点；备选通道前端达椎体中部，大于3cm，不穿破椎体前壁；

(5)通过摩尔运算，将椎体减去最佳安全通道与备选通道，得到带有若干个通道的3D腰椎三维模型，在3D腰椎三维模型的头端及尾端设计梯形底座，通过3D打印技术制作腰椎实体模型；

(6)用朱红色橡皮泥模拟人体肌肉包裹腰椎实体模型，塑造成人体腰部模样，最置于塑料盒中用肉色皮革缠绕从而模拟人体皮肤，构建出高度仿真包括皮肤、肌肉、骨骼三大部分的人体腰椎模型。

2.根据权利要求1所述的一种用于培训低年资骨科医师寻找腰椎弓根螺钉最佳进钉点的仿真腰椎模型的制作方法，其特征在于：所述最佳安全通道直径为1.0mm，进钉点直径为1.0mm。

3.根据权利要求1所述的一种用于培训低年资骨科医师寻找腰椎弓根螺钉最佳进钉点的仿真腰椎模型的制作方法，其特征在于：所述最佳安全通道的平面标准为椎体上、中1/3交界处，并与椎体上终板平行。

4.根据权利要求1所述的一种用于培训低年资骨科医师寻找腰椎弓根螺钉最佳进钉点的仿真腰椎模型的制作方法，其特征在于：所述备选通道和备选入点分别60-80个，备选通道和备选入点数目相等；备选通道直径为1.0mm，备选入点直径为1.0mm，各相邻备选通道垂直距离为1.0mm。

5.根据权利要求1所述的一种用于培训低年资骨科医师寻找腰椎弓根螺钉最佳进钉点的仿真腰椎模型的制作方法，其特征在于：所述备选通道的深度大于3cm。

6.根据权利要求1所述的一种用于培训低年资骨科医师寻找腰椎弓根螺钉最佳进钉点的仿真腰椎模型的制作方法，其特征在于：CT扫描参数为：扫描层厚为0.75-1.5mm，电压120kV，获取DICOM数据。

7.根据权利要求6所述的一种用于培训低年资骨科医师寻找腰椎弓根螺钉最佳进钉点的仿真腰椎模型的制作方法，其特征在于：所述CT的电流182.25mAs，扫描层厚0.625mm，矩阵512×512像素。

8.根据权利要求1所述的一种用于培训低年资骨科医师寻找腰椎弓根螺钉最佳进钉点的仿真腰椎模型的制作方法，其特征在于：所述步骤(3)中圆柱分别通过左、右两侧椎弓根轴心，内倾角为10°-15°。

9.根据权利要求1所述的一种用于培训低年资骨科医师寻找腰椎弓根螺钉最佳进钉点的仿真腰椎模型的制作方法，其特征在于：所述步骤(4)中确定备选通道的进钉点具本步骤为通过复制、移动工具将STL格式的圆柱向上、下、左、右四个方向平移，反复操作后，最终所有备选通道覆盖椎弓根投影区，根据椎弓根区域面积大小，提供60-80个备选通道，各备选通道与椎体关节突、椎板、横突皮质相交点即为备选通道的进钉点。