[发明专利]一种基于数字医学和3D打印技术的骨科矫形新术式

说明书

本发明属于骨科矫形手术及骨科医疗器械技术领域，确切的来说是一种基于数字医学和3D打印技术的新型个性截骨矫形术式。针对现有的截骨矫形类手术在治疗时，由于术前仅通过单纯的二维数据测量来确定截骨平面及角度，术中往往需要多次调试，增加了手术的危险性和不确定性，并且因为肌肉牵拉、摆动偏移等各种原因往往无法达到预期效果，现提出如下方案，其步骤包括CT图像三维重建、钢板螺钉系统的数据采集、计算机模拟手术、钢板螺钉植入匹配、反向还原三维数据、截骨导板设计、夹持锁定套筒设计和术中矫形校正。本发明借助计算机模拟来指导手术，通过个性化导板和辅助工具来保障手术准确性，简化手术步骤，缩短手术时间，减少手术风险，具有广泛的临床推广意义。

技术领域

本发明涉及骨科矫形手术及骨科医疗器械技术领域，尤其涉及一种基于数字医学和3D打印技术的骨科截骨矫形新术式。

背景技术

近年来，骨科类疾病发病率逐年递增，因骨骼包裹于人体组织内目前主要通过CT进行骨骼断层扫描来诊断。在医生与患者沟通病情及治疗方案时，因CT医学影像的平面化、专业化造成患者无法看懂，进而产生一定的沟通不畅和不信任感。

现有的需要截骨矫形类骨科疾病在手术治疗时，由于术前仅通过单纯的二维数据测量来确定截骨平面及角度，术中往往需要多次调试，增加了手术的危险性和不确定性，并且因为肌肉牵拉、摆动偏移等各种原因往往无法达到预期效果，从而导致患者的病情得不到更好的治疗。

发明内容

本发明的目的是为了解决该类疾病在现有传统手术时容易因反复操作丢失骨量等问题，期望实现精准定位截骨部位及角度的矫形设计，而提出的一种基于数字医学和3D打印技术的骨科截骨矫形新术式。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于数字医学和3D打印技术的骨科矫形新术式，针对3D打印的骨科矫形使用方法，该方法包括CT图像三维重建、钢板螺钉系统的数据采集、计算机模拟手术、钢板螺钉植入匹配、反向还原三维数据、截骨导板设计、夹持锁定套筒设计和术中矫形校正，采用上述3D打印的骨科矫形使用方法具体操作如下：

S1：CT图像三维重建：根据患者的螺旋CT扫入图像，保存为dicom格式，使用三维软件将CT图像处理得到并保存为stl格式的原始三维数据；

S2：钢板螺钉系统的数据采集：准备好术中可能用到的钢板螺钉系统，包括各种规格的钢板，锁定螺钉，锁定套筒，钻头，锯片，测量钢板钉孔最小内径，钻头直径，锯片厚度，锁定套筒螺纹倾角和规格，将锁定螺钉固定在钢板上，如钢板螺钉为镜面则用着色剂喷涂表面，使用激光扫描仪扫描钢板螺钉，得到并保存为stl格式的钢板螺钉三维数据，扫描需要设备和软件；

S3：计算机模拟手术：根据步骤1所得到的原始三维数据，按照医学矫形要求做计算机模拟，达到手术要求，记录截骨面，骨块位移数据并保存stl格式的模拟三维数据；

S4：钢板螺钉植入匹配：由步骤3得到的模拟三维数据和步骤2中扫描得到的钢板螺钉三维数据，按医学要求做计算机植入匹配，帮助医生选择最优的钢板螺钉，选择最优的钢板螺钉和模拟三维数据的位置关系，确认钢板螺钉规格，配套工具参数，导板固定针直径为钻头直径，记录并保存为stl格式的三维匹配数据；

S5：反向还原三维数据：根据步骤4所得三维匹配数据，在满足手术入路的范围内，截骨面两侧各保留至少两颗在骨块内间距最大的螺钉并记录位置数据，保持螺钉在骨块内位置不变，反向还原成保留螺钉位置信息和截骨位置信息的原始三维数据，并保存为stl格式的还原三维数据；