[发明专利]一种个体化3D打印髋臼壁缺损修复重建系统的构建方法

权利要求书

1.一种个体化3D打印髋臼壁缺损修复重建系统各构件方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：髋臼壁缺损影像数据获取和处理

基于CT断层扫描获得健侧和病变侧(髋臼壁缺损侧)的二维图像原始数据，将Dicom格式的原始数据导入Mimics软件进行三维重建获得双侧髋关节的三维重建模型；

步骤2：三维重建模型的解剖学分析及病变侧缺损髋臼的适应性修整

在重建的三维模型基础上，对健侧和病变侧髋臼解剖学测量和分析，获取病变侧缺损区域边界轮廓，同时对病变侧髋臼做出适应性修整；

步骤3：基于健侧髋臼镜像解剖特征重建病变侧髋臼模型

根据三维重建模型上健侧髋臼解剖特征，利用镜像原理获得病变侧髋臼缺损部分的三维重建模型；

步骤4：逆向工程获得病变侧髋臼壁缺损的修复重建系统的三维模型

镜像获得的三维重建模型上，利用Mimics软件进行分割处理，得到独立的与髋臼缺损区相互补的3D修复补块模型，将缺损髋臼重建成完整的髋臼结构；

步骤5：髋臼壁缺损修复重建系统的获取、打印

获取重建的髋臼结构模型参数，基于计算机辅助和3D打印技术获得个体化的髋臼壁缺损修复补块；具体包括与缺损髋臼互补的主体结构部分和用于固定加强稳定性的锚固结构部分，主体部分修复髋臼缺损，锚固部分崁入骨床，起到固定该重建系统并增加其初始稳定性的作用。

2.如权利要求1所述的个体化3D打印髋臼壁缺损修复重建系统的构建方法，其特征在于：所述步骤2髋臼解剖学测量和分析包括髋臼前倾角、髋臼外展角、髋臼旋转中心和髋臼旋转轴线；

所述病变侧缺损区域边界轮廓为缺损区域轮廓特征解剖结构；

所述病变侧髋臼适应性修整包括髋臼部分缺损、畸变，根据实际情况对髋臼模型进行填充、整合配准。

3.如权利要求1所述的个体化3D打印髋臼壁缺损修复重建系统的重建方法，其特征在于：所述步骤3将健侧髋臼解剖特征以正中矢状位为参考进行镜像运算，建立与健侧髋臼解剖方位一致的病变侧缺损髋臼模型；

运用融合配准(Align)功能对患侧股骨和镜像后髋臼壁缺损髋臼进行融合配准，最后通过布尔运算(Boolean)得到缺损的髋臼壁的三维数据。

4.如权利要求1所述的个体化3D打印髋臼壁缺损修复重建系统的重建方法，其特征在于：所述步骤4在镜像获得的三维重建模型上，根据缺损的髋臼壁的三维数据，通过工业计算机辅助获得与髋臼缺损区互补的修复重建系统的三维模型。

5.如权利要求1所述的个体化3D打印髋臼壁缺损修复重建系统的构建方法，其特征在于：所述步骤5根据修复补块三维模型及参数，基于3D打印技术，利用金属材料打印出修复补块植入体。

6.一种如权利要求1-5任意一项所述的个体化3D打印髋臼壁缺损修复重建系统的构建方法在髋臼壁缺损重建的髋关节置换术前规划中的应用。

7.如权利要求6所述的个体化3D打印髋臼壁缺损修复重建系统的构建方法在髋臼壁缺损重建的髋关节置换术前规划中的应用，所述应用的具体方法为：

采用64排螺旋CT(GE公司，美国)对合并髋臼壁缺损的患者双侧髋关节进行薄层扫描，将CT原始图像数据以Dicom格式导入Mimics20.0软件(Materialise公司，比利时)，利用阈值分割(Thresholding)和区域增长(Region growing)功能分别重建出双侧髋关节的三维模型，基于镜像(Mirror)功能对健侧髋关节以正中矢状位为参考进行镜像运算，标识出患侧髋臼缺损的部位、形状及几何尺寸，通过对缺损范围几何尺寸和地形图的测量和分析，运用融合配准(Align)功能对患侧髋臼和镜像后髋臼进行融合配准，最后进行布尔运算(Boolean)后得到缺损髋臼缺损区域修复重建系统的三维数据，并生成单独分割出的数字三维模型，进而建立与健侧髋臼一致的髋臼修复补块。

8.一种如权利要求1-5任意一项所述的个体化3D打印髋臼壁缺损修复重建系统的构建方法在髋臼壁缺损并髋关节置换术中的应用。

9.一种如权利要求1-5任意一项所述的个体化3D打印髋臼壁缺损修复重建系统的构建方法在髋关节发育不良并全髋关节置换术中的临床应用。