[發(fā)明專利]一種個(gè)體化定制截骨矯形導(dǎo)板及其制作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510708362.0
• 申請(qǐng)日: 2015-10-24
• 公開（公告）號(hào): CN105380707A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張帆;陳慧偉;張蕾;鄒平峰;廖菊香
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張帆
• 主分類號(hào): A61B17/80
• 分類號(hào): A61B17/80
• 代理公司: 佛山東平知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44307
• 代理人: 詹仲國

1.一種個(gè)體化定制截骨矯形導(dǎo)板，其特征在于，其導(dǎo)板截骨矯形導(dǎo)板其工作面與骨表面貼合，或能將骨骼與其接觸的一部分嵌入導(dǎo)板中，其外表面由與目標(biāo)骨接觸表面各個(gè)位置所需的厚度來決定，導(dǎo)板的各個(gè)側(cè)面由骨突標(biāo)志的弧線來控制，利用各個(gè)側(cè)面與骨突標(biāo)志對(duì)齊，防止截骨導(dǎo)板放置位置錯(cuò)誤；導(dǎo)板中間部分設(shè)有若干截骨槽，截骨槽可供擺鋸或線鋸?fù)ㄟ^，截骨的兩側(cè)端設(shè)有與截骨平面平行設(shè)置的若干通孔，這些通孔軸線位于同一平面或不同平面，該平面由矯正角度所處平面而決定，數(shù)目由截骨槽的個(gè)數(shù)決定，每個(gè)截骨槽對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)通孔，通孔用于置入本設(shè)計(jì)配套內(nèi)固定針、或骨圓針、或三角針、或螺紋針，用于臨時(shí)固定截骨導(dǎo)板與骨，防止截骨后骨塊的移位影響后續(xù)截骨，而鉆入的內(nèi)固定針在截骨后可以利用來進(jìn)行骨斷端的對(duì)線配準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)精確的單平面或多平面的角度矯正，防止因復(fù)位不準(zhǔn)確導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)、成角移位或角度矯正不精確導(dǎo)致的手術(shù)失敗，且可在截骨完成后利用內(nèi)固定針進(jìn)行臨時(shí)固定，為更準(zhǔn)確地進(jìn)行對(duì)位，可以使用配套的通用型或定制型配準(zhǔn)固定器；截骨槽所圍成的塊其一側(cè)端設(shè)計(jì)薄弱位點(diǎn)，用于截骨完成后扭轉(zhuǎn)該塊破壞導(dǎo)板便于導(dǎo)板的去除而無需取出內(nèi)固定針；在通孔處依據(jù)需要設(shè)計(jì)破裂孔，用于破裂導(dǎo)板，便于導(dǎo)板的去除而無需取出內(nèi)固定針；該導(dǎo)板還具有圓角特征，防止尖銳邊緣損傷組織；截骨完成后去除導(dǎo)板后，利用內(nèi)固定針臨時(shí)固定，并安裝內(nèi)固定板、內(nèi)外固定架結(jié)構(gòu)對(duì)骨進(jìn)行固定；該截骨矯形導(dǎo)板是通過逆向工程建模技術(shù)建立數(shù)字模型進(jìn)行設(shè)計(jì)后3D打印獲得的。

2.根據(jù)權(quán)利1所述個(gè)體化定制截骨矯形導(dǎo)板，其特征在于：其配套定制型配準(zhǔn)固定器主體為桿或板，其中央位置設(shè)有通孔，通孔的排布依據(jù)根據(jù)截骨導(dǎo)板打入的內(nèi)固定針在截骨標(biāo)準(zhǔn)復(fù)位后的位置來決定，所有通孔軸線處于同一平面且平行,對(duì)于骨骼表面幅度較大的,桿的一面可按截骨導(dǎo)板設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)成與骨面匹配或近似匹配的曲面，使其更好地貼近骨面不影響后續(xù)操作；該固定器用于將截骨后的固定針固定，固定后利用固定針對(duì)骨塊牽拉能夠使骨塊處于正確的位置上，并使其獲得一定的穩(wěn)定性利于后面的操作；定制型配準(zhǔn)固定器其加工方式為3D打印。

3.根據(jù)權(quán)利1所述個(gè)體化定制截骨矯形導(dǎo)板，其特征在于：其配套通用型配準(zhǔn)固定器由導(dǎo)軌、滑塊、卡塊、螺絲組成，導(dǎo)軌由兩條相同平行桿組成，其滑塊有槽可安裝于導(dǎo)軌上,中間有螺孔，卡塊中間有螺孔，其底面有卡槽能夠卡住內(nèi)固定針，通過螺絲的加壓作用將卡塊、滑塊與導(dǎo)軌固定，利用導(dǎo)軌使內(nèi)固定針固定在同一平面，使得到達(dá)與定制型相同的作用目的，由于滑塊可調(diào)節(jié)位置，故而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)截骨后的骨進(jìn)行加壓；由于固定牢固，該固定器可當(dāng)作最終外固定架使用。

4.一種個(gè)體化定制截骨矯形導(dǎo)板的制作方法，其特征在于，其制作方法流程：首先通過逆向工程技術(shù)對(duì)目標(biāo)骨骼進(jìn)行建模得到骨骼的數(shù)字模型，并測(cè)量出欲截骨矯形的位置、截骨角度、角度所在平面；然后，根據(jù)這些截骨參數(shù)依次設(shè)計(jì)出導(dǎo)板的各個(gè)面、截骨槽、通孔、破裂孔、圓角特征，最后進(jìn)行3d打印；具體包括以下步驟；第一步數(shù)據(jù)采集、圖像分割得到目標(biāo)的點(diǎn)云或模型數(shù)據(jù)，并在圖像分割軟件中反復(fù)確認(rèn)蒙板或模型的輪廓線與目標(biāo)骨骼圖像輪廓的差異，確認(rèn)其差異小于1個(gè)像素，輸出文件，如圖像質(zhì)量太差，圖像分割操作繁瑣的，則盡量生成準(zhǔn)確點(diǎn)云或模型輸出；第二步逆向工程處理，利用帶有偏差分析功能的逆向或正逆向工程軟件對(duì)上述數(shù)據(jù)格式的文件進(jìn)行去噪、光順、補(bǔ)洞各種處理，排除掉明顯的大塊噪聲區(qū)域以及錯(cuò)誤輪廓，控制成型模型與點(diǎn)云或模型的最大偏差在0.5mm或0.1mm以下，生成CAD模型，進(jìn)入第三或第四步；如圖像質(zhì)量太差，輸出文件不滿意的，則在該步中生成接近的正常模型進(jìn)入第三步；第三步模型與圖像的核對(duì)驗(yàn)證，第二步生成的模型，還可將其模型文件回輸至圖像分割軟件，對(duì)比模型輪廓與目標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)圖像的差異，并通過調(diào)整輪廓線、增加刪除蒙板像素點(diǎn)等處理，對(duì)蒙板或模型進(jìn)行修正，輸出蒙板點(diǎn)云或模型文件，并繼續(xù)進(jìn)行逆向工程處理，該步可反復(fù)進(jìn)行，確保最終的模型質(zhì)量，這一方法特別適用于圖像質(zhì)量太差，偽影太多的情形；第四步模型質(zhì)量分級(jí)與標(biāo)注，最終生成的CAD模型模型其模型構(gòu)建質(zhì)量可予分級(jí)，并對(duì)去除的大片噪聲區(qū)域等處理較多或有疑問的地方進(jìn)行標(biāo)注；第五步截骨導(dǎo)板的設(shè)計(jì)，第四步輸出的模型導(dǎo)入CAD或正逆向工程軟件中，按流程進(jìn)行截骨導(dǎo)板的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的模型可以輸出到圖像分割軟件，對(duì)比其輪廓與骨骼圖像輪廓的匹配程度，如需要修改，可進(jìn)一步修改；第六步3D打印，設(shè)計(jì)的模型以最高精度輸出進(jìn)入3D打印輔助軟件，在軟件中確立其擺放位置，優(yōu)先保證骨骼接觸面、截骨槽、通孔的精度，設(shè)計(jì)的模型作為整體一次打印成型。

5.根據(jù)權(quán)利4所述一種個(gè)體化定制截骨矯形導(dǎo)板的制作方法，其特征在于：模型建立內(nèi)容測(cè)量方法采用：參照文獻(xiàn)對(duì)骨骼正側(cè)位片的定義，確定目標(biāo)骨骼數(shù)字模型的矢狀面，水平面、冠狀面，參照文獻(xiàn)對(duì)骨骼分段的定義予以骨骼數(shù)字模型分段，參照文獻(xiàn)對(duì)各種解剖角度的定義，在數(shù)字模型上建立各種軸線，并測(cè)量解剖角度的大小，參照文獻(xiàn)對(duì)正常解剖角度定義，確定需要矯正的角度，確定截骨在數(shù)字模型上的位置、角度所處平面，如果角度是多個(gè)在不同平面比如需要矯正冠狀面也需要矯正矢狀面或水平面成角，可以通過組合投影得到空間中的實(shí)際成角，這個(gè)角度在冠狀面上的投影是冠狀面需要矯正的角度，在矢狀面上的投影是矢狀面需要矯正的角度，在水平面上的投影是水平面上的矯正角度。