[發明專利]一種計算機模擬結合3D打印脊柱手術方法

有效

• 申請號: 201410728474.8
• 申請日: 2014-12-05
• 公開（公告）號: CN104441664A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 馬學曉
• 申請（專利權）人: 馬學曉
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00;B22F3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于3D打印醫學領域，尤其涉及一種計算機模擬結合3D打印脊柱手術方法。

背景技術

3D打印，即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。

3D打印在醫學領域尤其是骨科領域已經得到越來越多的應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種計算機模擬結合3D打印脊柱手術方法，旨在減小脊柱手術中的創傷、縮短手術時間、降低手術風險。

本發明是這樣實現的，一種計算機模擬結合3D打印脊柱手術方法基本流程為：運用MIMICS軟件采集并處理患者脊柱三維CT數據，在計算機中制作脊柱三維重建模型，立體、精確地顯示病灶及周圍組織情況，據此設計手術方案，明確手術入路、切除范圍、術中注意事項等，并在三維重建模型上完成虛擬手術，然后，運用3D打印技術，等比例打印出患者脊柱骨骼及脊髓全仿真模型，進行實體模型預演，驗證手術方案的可行性，熟悉操作步驟，最終正式實施手術。

進一步，所述的計算機模擬結合3D打印脊柱手術方法的具體步驟如下：

步驟一、對擬實施手術的脊柱節段進行薄層CT掃描，采集影像資料的DICOM格式文件；

步驟二、在Mimics軟件中導入DICOM格式影像文件。

步驟三、應用Mimics軟件中基礎模塊的相關功能，根據不同組織的密度差異，分離出脊柱骨骼和椎管內硬膜包繞的脊髓組織，并進行三維重建。然后進行以下三項操作，實現三個目標：手術導板的制作及在內固定螺釘置入過程中的應用、計算機手術模擬、在3D打印的實體模型上演練手術過程。

進一步，手術導板的制作及在內固定螺釘置入過程中的應用，具體步驟如下：

步驟一、應用Mimics軟件的設計模塊，創建與實際手術中擬應用的相同規格的虛擬螺釘；

步驟二、在計算機中模擬將螺釘置入到重建好的脊柱的準確位置；

步驟三、根據置入的螺釘，設計導板；

步驟四、將導板導出為Stl格式文件，并導入3D打印機，打印出實體導板；

步驟五、在實際手術操作過程中根據導板準確置入螺釘；

步驟六、實現內固定的精確置入。

進一步，計算機手術模擬的具體步驟如下：

步驟一、應用Mimics軟件的手術模擬模塊，在計算機上設計手術方案，并反復進行手術減壓和病灶切除等模擬操作；

步驟二、確立精確的手術入路和切除范圍，明確術中可能遇到的潛在風險，并制定規避方案；

步驟三、實現計算機手術模擬的目標。

進一步，在3D打印的實體模型上演練手術過程的具體步驟如下：

步驟一、將在基礎模塊中重建的三維影像資料導出為Stl格式，并導入3D打印機；

步驟二、等比例打印出脊柱骨骼及脊髓的全仿真模型；

步驟三、在仿真模型上模擬實施椎管減壓、內固定螺釘置入和病灶切除等操作；

步驟四、實現實體模型手術預演，驗證手術方案的可行性。

效果匯總

本發明借助患者脊柱三維虛擬模型與3D實體模型，醫生得以在術前清晰、直觀地了解病變及周圍組織情況，周密制定切合患者實際的個體化手術方案，并進行模擬演練，確保術前準備充分，術中操作精準，大大減小了手術創傷、減少了術中出血、縮短了手術耗時、降低了手術風險，患者術后恢復快，此外，醫生還可借助計算機模擬演示與3D打印模型讓患者在術前直觀了解了自身病情和手術規劃，增進了醫患溝通效果，提高了患者配合度，本發明還為臨床教學帶來便利，可使醫學生接受更為有效的手術培訓，提升實踐教學質量。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的計算機模擬結合3D打印脊柱手術方法流程圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。