[發(fā)明專(zhuān)利]數(shù)字化定制骨科植入物的制造工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310082583.2
• 申請(qǐng)日: 2013-03-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103150442A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韋冬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 常州華森醫(yī)療器械有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 常州市科誼專(zhuān)利代理事務(wù)所 32225
• 代理人: 孫彬

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明涉及一種數(shù)字化定制骨科植入物的制造工藝，屬于骨科植入物制作技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，骨折發(fā)生率很高，在其內(nèi)固定治療中，解剖型接骨板的應(yīng)用較廣泛。現(xiàn)有的解剖型接骨板由于患者個(gè)體在骨骼形態(tài)上存在的差異性和骨折的差異性，即個(gè)性化差異，即使接骨板制造商將其規(guī)格型號(hào)分得足夠細(xì)，其接骨板與骨骼表面的吻合性與螺釘?shù)奈恢玫炔⒉焕硐耄g(shù)前必須準(zhǔn)備足夠的、可能用到的接骨板型號(hào)和規(guī)格，即便如此仍不可避免手術(shù)時(shí)醫(yī)生臨時(shí)性的再塑形，除非犧牲復(fù)位的正確性而遷就接骨板的形狀。不僅增加了手術(shù)的隨意性和操作難度，接骨板與骨表面的吻合性、內(nèi)固定的穩(wěn)定性和復(fù)位的正確性都難以保證。對(duì)于醫(yī)用不誘鋼、鈦及鈦合金材料而言，這種冷變形理論上是被禁止的，因?yàn)槔湔蹚潓⒏淖儾牧蟽?nèi)部的金相結(jié)構(gòu)，降低它的強(qiáng)度及耐腐蝕性。手術(shù)中接骨板的再塑形可能是導(dǎo)致內(nèi)固定失敗的原因之一。另外接骨板上螺釘孔的位置，有時(shí)不能滿(mǎn)足固定所有骨折塊的要求，有時(shí)螺釘孔正好在骨折線(xiàn)上，影響內(nèi)固定的強(qiáng)度和效果。上述情況都可能是造成內(nèi)固定失敗的另一原因。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種數(shù)字化定制骨科植入物的制造工藝，它根據(jù)不同骨折形態(tài)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)高精度復(fù)位和內(nèi)固定，并且制作的骨科植入物表面貼合性好、厚薄合理。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種數(shù)字化定制骨科植入物的制造工藝，其特征在于該方法的步驟如下：a、掃描骨折患者的骨折部位，獲得受傷骨折數(shù)據(jù)；b、將受傷骨折數(shù)據(jù)導(dǎo)入3D醫(yī)學(xué)有限元仿真軟件中處理，得到骨折部位的3D立體圖形；c、在3D醫(yī)學(xué)有限元仿真軟件中對(duì)骨折部位的3D立體圖形進(jìn)行處理，將受傷骨折部位進(jìn)行醫(yī)學(xué)三維重建復(fù)位，并得到醫(yī)學(xué)三維重建復(fù)位后的3D圖形數(shù)據(jù)；d、將醫(yī)學(xué)三維重建復(fù)位后的3D圖形數(shù)據(jù)導(dǎo)入三維工業(yè)設(shè)計(jì)軟件中，根據(jù)手術(shù)要求及經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)初步骨科植入物，并得到該初步骨科植入物的3D圖形數(shù)據(jù)；e、將初步骨科植入物的3D圖形數(shù)據(jù)導(dǎo)入3D醫(yī)學(xué)有限元仿真軟件中與醫(yī)學(xué)三維重建復(fù)位后的骨折部位進(jìn)行虛擬裝配，并根據(jù)骨折部位復(fù)位情況確定該初步骨科植入物的螺釘孔位置及方向；f、再在三維工業(yè)設(shè)計(jì)軟件中對(duì)初步骨科植入物進(jìn)行虛擬打孔，并選擇合適尺寸和型號(hào)的螺釘進(jìn)行虛擬裝配，得到整體的3D圖形數(shù)據(jù)；g、將整體的3D圖形數(shù)據(jù)導(dǎo)入3D醫(yī)學(xué)有限元仿真軟件中，驗(yàn)證骨科植入物的設(shè)計(jì)、螺釘孔設(shè)計(jì)以及螺釘打入位置和方向的正確性，確定最終的骨科植入物的3D圖形數(shù)據(jù)；h、將最終的骨科植入物的3D圖形數(shù)據(jù)導(dǎo)入快速成型機(jī)堆積成實(shí)體的骨科植入物，制得成品。

進(jìn)一步，所述的步驟g中，將醫(yī)學(xué)三維重建復(fù)位后的3D圖形數(shù)據(jù)也導(dǎo)入3D醫(yī)學(xué)有限元仿真軟件中，與整體的3D圖形數(shù)據(jù)虛擬裝配，并模擬分析最終的骨科植入物在人體內(nèi)在日常活動(dòng)中的受力情況。

進(jìn)一步，所述的步驟a中，掃描骨折患者的骨折部位的方法為CT掃描或核磁共振。

進(jìn)一步，所述的3D醫(yī)學(xué)有限元仿真軟件為Mimics或Simpleware?或ANSYS或ABAQUS軟件。

進(jìn)一步，所述的三維工業(yè)設(shè)計(jì)軟件為PRO-E軟件或UG?或CATIA軟件。

更進(jìn)一步，所述的快速成型機(jī)為3D打印機(jī)。?

采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有以下的有益效果：

1、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了由標(biāo)準(zhǔn)化加工到個(gè)性化、柔性加工的創(chuàng)新。

2、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了由通用的近似結(jié)構(gòu)到一人一板的精確結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，使得骨科植入物的吻合性更好，內(nèi)固定失敗的概率大大降低。

3、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了由復(fù)雜到簡(jiǎn)單，由選型、臨時(shí)塑形到“傻瓜”式操作的創(chuàng)新，不用臨時(shí)塑形，就不降低產(chǎn)品性能，而且手術(shù)時(shí)間短，質(zhì)量高。

4、快速成型機(jī)的應(yīng)用，加快了骨科植入物的制作過(guò)程，并且制作的骨科植入物與3D圖形數(shù)據(jù)誤差很小，貼合更加吻合。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，

一種數(shù)字化定制骨科植入物的制造工藝，該方法的步驟如下：

a、掃描骨折患者的骨折部位，獲得受傷骨折數(shù)據(jù)；掃描骨折患者的骨折部位的方法為CT掃描，CT掃描條件：電壓120?kV，電流120?mA，掃描時(shí)間1.5?s，連續(xù)掃描得到層厚0.5?mm，512×512象素，單象素大小0.583，水平面圖像927幅，將Dicom格式原始數(shù)據(jù)導(dǎo)出備用。