[发明专利]用于股骨精准去旋转的导航装置及其制作方法和使用方法

摘要

本发明公开了用于股骨精准去旋转的导航装置及其制作方法和使用方法。首先，术前将患者全股骨CT扫描数据进行三维重建，测量股骨颈前倾角；其次，根据患者股骨颈前倾角的大小来确定去旋转的度数，制定个体化手术方案；然后，根据术前规划应用逆向工程技术提取股骨外侧解剖形态特征，设计导航模板并用3D打印技术制作成实物；最后，术中将消毒后的导航模板直接与暴露后的股骨贴合，截断股骨后根据导航模板旋转股骨远端，完成股骨精准去旋转的手术。

主权项

1.一种用于股骨精准去旋转的导航装置的制作方法，包括导航板（1）、第一导航管（2）和第二导航管（3），所述的第一导航管（2）和第二导航管（3）分别对应错位设置于所述导航板（1）上，所述导航板（1）中间位置设置有观察窗（4）；其特征在于制作方法包括原始数据采集、建立三维模型、制作导航板、设计去旋转导航模板、制作导航板，具体为：A、原始数据采集：对患者全股骨进行CT扫描，采集原始CT数据，并以.dicom格式存储；B、建立三维模型：在重建软件Mimics中通过对股骨断层扫描数据进行读取分析，然后依次进行分割、编辑填充、去除冗余数据后，采用表面遮盖显示法，构建出全股骨的三维模型；C、设计去旋转导航模板：股骨三维数据以.stl格式导入Geomagic11.0软件中，选取股骨外侧部分建立与其表面解剖形态完全一致且厚2~4mm的三维反向模板，以.stl格式导入到Mimics软件中，在mimics软件中经小转子下0.8~1.2cm处截断股骨，以股骨中心线为轴心旋转股骨远端，直至旋转后测量的股骨颈前倾角20~25°；此时在股骨断端近侧做一内径为1.8~2.2mm厚的第一导航管（2），该第一导航管（2）与股骨垂直并过股骨中心；同样在股骨断端远侧做一内径为1.8~2.2mm厚的第二导航管（3），该第二导航管（3）与第一导航管（2）平行并与股骨垂直且过股骨中心；合并股骨远端和第二导航管（3）；旋转合并后的股骨远端直至与截骨前的股骨远端完全重合；分离此时的股骨远端与第二导航管（3）；将第一导航管（2）和旋转后的第二导航管（3）及股骨反向模板合并成一体；在合并后的模板中间部分开一窗口，生成股骨近端去旋转导航模板；所述股骨颈前倾角的测量方法包括以下步骤：a、股骨头中心的确定：将三维重建后的股骨数据以.stl格式导入Geomagic11.0软件中，按股骨头颈交界线为边界，选取股骨头头臼接触面，去除股骨头凹部分；应用Geomagic软件中的最佳拟合球命令，将股骨头拟合成球体，并记录该球心三维坐标值，该球体球心作为股骨头中心；b、股骨颈轴线的确定：股骨头中心坐标输入Mimics软件中；以该股骨头中心点为点1，另做一点2，连接两点做一圆柱体，该圆柱体的直径约等于股骨颈的直径；以点1为旋转中心，旋转该圆柱体直至该圆柱体与股骨颈前后缘相切，与上下缘距离相等；此时该圆柱体的轴线近似为股骨颈的中轴线；输入点1和点2的三维坐标值，建立一直线，该线即为股骨颈轴线；c、三维模型测量股骨颈前倾角：在mimics软件中，旋转股骨直至大转子后缘位于股骨两髁后缘连线中点，相当于将股骨两髁后缘与大转子后缘置于同一平面；做一过两髁后缘的连线，该连线与股骨颈轴线的夹角即为股骨颈前倾角FNA；D、制作导航板（1）：利用激光快速成型技术将股骨近端去旋转导航模板制作出实物。