[發(fā)明專利]髖臼導航模板的制作方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310169030.0
• 申請日: 2013-05-09
• 公開（公告）號: CN103230302A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設計）人: 陸聲;梁金龍;高心健
• 申請（專利權）人: 陸聲;梁金龍
• 主分類號: A61B19/00
• 分類號: A61B19/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權代理有限公司 11227
• 代理人: 魏曉波

技術領域

本發(fā)明涉及醫(yī)療設備領域，更具體地說，涉及一種髖臼導航模板的制作方法。

背景技術

骨性關節(jié)炎（osteoarthritis，OA）是一種常見的骨關節(jié)疾病。自20世紀60年代以來，人工全髖關節(jié)置換術逐漸成為治療髖部疾病的標準手術。

研究表明，人工全髖關節(jié)置換術中髖關節(jié)假體的植入角度必須在安全位置范圍以內才可以避免脫位，并增加髖臼假體穩(wěn)定性，減少骨溶解和聚乙烯內襯材料的磨損。髖關節(jié)假體作為關節(jié)置換后體重傳遞的主體部件，理想的髖臼位置應最大限度的與臼壁貼合并具備適當?shù)姆轿唬M可能的使髖臼恢復生物力學環(huán)境。所以，人工全髖關節(jié)置換術中的關鍵是精確地放置髖關節(jié)假體，以實現(xiàn)人工全髖關節(jié)置換術后生物力學的再復制。

傳統(tǒng)方法認為45°～55°的外展角和30°～50°的前傾角對髖關節(jié)的活動度和穩(wěn)定性是最合適的，超過此區(qū)域則認為是安放不良，但是上述方法界定的安全范圍有20°的極差，具體到某一患者時，受患者髖關節(jié)解剖結構多變性影響，會顯得精確性不足。在植入假體的過程中，若能夠實現(xiàn)個體化的手術，將髖臼假體安放在與其相適應的理想位置，將能夠大大減少相關并發(fā)癥的發(fā)生。

再者，傳統(tǒng)的人工全髖關節(jié)置換術在手術操作時，主要依靠輔助機械系統(tǒng)完成假體安放和方位的控制，其精確性在很大程度上依賴于術者的經(jīng)驗，而且所用導引工具針對的是形態(tài)正常的骨骼，而患者骨骼的多變性常導致假體位置判斷失誤，或給使用機械定位裝置帶來困難。

由以上所述，如何提供一種輔助模型，使術者能夠在術前根據(jù)患者骨骼的實際情況進行術前規(guī)劃和模擬，在術前計劃和術中操作之間建立更便捷的聯(lián)系，以解決因患者骨骼的多變性而導致的假體植入困難的問題，成為本領域技術人員亟需解決的技術問題。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種髖臼導航模板的制作方法，用于制作輔助模型以便于術者根據(jù)患者骨骼的實際情況進行術前規(guī)劃和模擬，解決因患者骨骼的多變性而導致的假體植入困難的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種髖臼導航模板的制作方法，包括以下步驟：

步驟S1）基于骨盆的斷層掃描數(shù)據(jù)構建骨盆的三維模型；

步驟S2）提取骨盆三維模型中髖臼表面點云；

步驟S3）將表面點云擬合成最適球體，最適球體的球心坐標為髖臼旋轉中心坐標；

步驟S4）利用三角函數(shù)關和髖臼旋轉中心坐標計算得出髖臼導航模板的導航管的方向矢量；

步驟S5）通過快速成形技術制作出髖臼導航模板的實體。

優(yōu)選地，在上述的制作方法中，在步驟S1）中對斷層掃描數(shù)據(jù)進行讀取分析，然后依次進行分割、編輯填充、去除冗余數(shù)據(jù)后，重建出三維模型。

優(yōu)選地，在上述的制作方法中，在步驟S4）和步驟S5）之間還包括步驟S4`）建立多個方向矢量與導航管相同的輔導航管。

優(yōu)選地，在上述的制作方法中，在步驟S4`）建立了兩個的輔導航管。

優(yōu)選地，在上述的制作方法中，快速成形技術具體為熔融沉積成形、選擇性激光燒結或三維打印技術。

本發(fā)明提供了一種髖臼導航模板的制作方法，首先，根據(jù)骨盆的斷層掃描數(shù)據(jù)構建骨盆的三維模型；然后，提取三維模型中髖臼的表面點云；之后將表面點云擬合為球心坐標為髖臼旋轉中心坐標的最適球體；再利用三角函數(shù)關系和髖臼旋轉中心坐標計算，得出導航模板中導航管的方向矢量；最后，利用快速成型技術制作出髖臼導航模板的實體。

利用本發(fā)明所提供的制作方法能夠制作出與患者骨骼高度匹配的髖臼導航模板實體。使得醫(yī)師能夠在術前根據(jù)患者骨骼的實際條件進行規(guī)劃和模擬，在術前計劃和術中操作之間建立了便捷的聯(lián)系，為人工髖關節(jié)置換術中臼杯假體準確植入提供了新的方法和有效的輔助手段，解決了因患者骨骼的多變性而導致的假體植入困難的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為骨盆的三維模型的示意圖；

圖2為獲得的髖臼表面點云的示意圖；

圖3為由表面點云獲得最適球體的示意圖；

圖4為計算導航模板導航管的方向矢量的示意圖；

圖5為髖臼虛擬導航模板的示意圖；

圖6為設置有兩個輔導航管的髖臼導航模板實體的示意圖。