[發(fā)明專利]一種數(shù)字化輔助確定股骨遠端截骨平面的方法

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• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107296651A
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王素;楊洋洋;徐亮;李凱
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學
• 主分類號: A61B34/10
• 分類號: A61B34/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種數(shù)字化輔助在全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)前確定股骨遠端截骨平面的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)對患者進行連續(xù)斷層CT掃描，獲得影像數(shù)據(jù)；

(2)將影像數(shù)據(jù)文件導入到交互式醫(yī)學圖像處理軟件Mimics 15.0中，，對圖像進行二值化、區(qū)域增長和空腔填充處理，分割出股骨蒙板，經(jīng)三維運算得到股骨三維模型數(shù)據(jù)；

(3)通過逆向工程手段得到膝關(guān)節(jié)假體的三維模型數(shù)據(jù)；

(4)將股骨三維模型和膝關(guān)節(jié)假體三維模型導入到逆向工程軟件Geomagic studio 2013中，進行多邊形處理和精確曲面處理，得到理想的曲面模型數(shù)據(jù)；

(5)對患者進行X光檢查，獲得患者冠狀位與矢狀位的下肢負重X片，并導入到計算機輔助設(shè)計軟件AutoCAD 2016中測量相關(guān)角度；

(6)將患者股骨遠端三維模型導入到計算機輔助設(shè)計軟件UG(Unigraphics,UG)NX 9.0中，進行骨性標志點的標注，確定股骨機械軸和解剖軸；

(7)在UG NX 9.0中再次測量相關(guān)角度，對比步驟(5)中測量的角度，以確定股骨機械軸和解剖軸定位的準確性；

(8)在UG NX 9.0中，通過股骨機械軸在冠狀面上的垂線與股骨解剖軸在矢狀面上的垂線，找到股骨遠端中立位平面；

(9)在UG NX 9.0中測量股骨前后徑和左右徑，選擇相互匹配的膝關(guān)節(jié)置換假體，測量假體內(nèi)側(cè)髁厚度，平移股骨遠端中立位平面找到股骨遠端中立位截骨平面；

(10)將相互匹配的假體三維模型導入到計算機輔助設(shè)計軟件UG NX 9.0中，以股骨遠端中立位截骨平面為基準進行裝配，若假體前翼與股骨前皮質(zhì)面切角大于3°而小于5°時，中立位截骨平面就是最終截骨平面，若假體前翼與股骨前皮質(zhì)面切角小于3°或大于5°時，需調(diào)整角度找到屈曲位截骨平面為最終截骨平面；

(11)確定了股骨遠端截骨平面與假體位置后進行其他面的截骨。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化輔助確定股骨遠端截骨平面的方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述的CT掃描部位為上至股骨遠端關(guān)節(jié)面160mm左右，下至股骨遠端關(guān)節(jié)面50mm左右，所述的CT掃描電壓是130KV，掃描電流是300mA，掃描層厚是1mm，掃描層間距是1mm，圖像分辨率是512px*512px，所述的影像數(shù)據(jù)格式為DICOM 3.0(Digital Imaging and Communication in Medicine 3.0,DICOM 3.0)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化輔助確定股骨遠端截骨平面的方法，其特征在于，在步驟(2)中和步驟(3)中，所述的股骨三維模型數(shù)據(jù)和膝關(guān)節(jié)假體的三維模型數(shù)據(jù)是STL格式(Standard Template Library,STL)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化輔助確定股骨遠端截骨平面的方法，其特征在于，在步驟(3)中，所述的膝關(guān)節(jié)假體采用德國Link公司的保留后交叉韌帶、旋轉(zhuǎn)平臺型假體Gemini MKⅡ與固定平臺型假體Gemini PS，同一型號的假體尺寸完全一致，在術(shù)中可使用同一套工具進行操作。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化輔助確定股骨遠端截骨平面的方法，其特征在于，在步驟(5)和步驟(7)中，所述的相關(guān)角度包括股骨外翻角、股骨外側(cè)角、髖膝踝腳和脛骨角。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化輔助確定股骨遠端截骨平面的方法，其特征在于，在步驟(6)中，所述的骨性標志點包括外側(cè)髁最低點、內(nèi)側(cè)髁最低點、外后髁最低、內(nèi)后髁最低點、外上髁最凸點、內(nèi)上髁最高凸起下方凹陷的最低點、髕骨滑車溝最低點、髁間窩頂點、股骨遠端前皮質(zhì)切線起點、股骨遠端前皮質(zhì)切線終點、距離關(guān)節(jié)面120mm處的髓腔中心點和髁間窩頂點正上方10mm處的點。