[發(fā)明專利]骨折和關(guān)節(jié)置換患者固定鋼板制作方法

在審

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• 申請日: 2019-05-29
• 公開（公告）號(hào): CN112089430A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章浩偉;呂琳;劉穎;黃鵬杰
• 申請（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B6/03
• 分類號(hào): A61B6/03;A61B6/00;G06F30/23;G06F113/10;G06F119/14
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐穎

本發(fā)明涉及一種骨折和關(guān)節(jié)置換患者固定鋼板制作方法，將受傷部位分為對(duì)稱性與沒有對(duì)稱性。對(duì)于沒有對(duì)稱性的其生產(chǎn)制作系統(tǒng)分為長期佩戴無需后期取出和短期佩戴兩種情況。通過針對(duì)不同骨折模式或不同關(guān)節(jié)置換情況下以及不同步態(tài)情況下，個(gè)性化設(shè)計(jì)出定制的鋼板，并根據(jù)有限元分析和逆推3D打印快速制備出適應(yīng)使用狀態(tài)的相應(yīng)鋼板。通過無線傳輸連接，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)出通過力學(xué)分析個(gè)性化定制且保證其強(qiáng)度，并能實(shí)時(shí)預(yù)估疲勞壽命和實(shí)時(shí)監(jiān)測的系列最佳鋼板。制作方法保證患者的康復(fù)達(dá)到最佳。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種醫(yī)療輔助儀器制作技術(shù)，特別涉及一種骨折和關(guān)節(jié)置換患者固定鋼板制作方法。

背景技術(shù)

骨折患者與關(guān)節(jié)置換患者需要的加壓鋼板是常見的醫(yī)療輔助儀器。但是目前仍未有一種快速有效的鋼板生產(chǎn)系統(tǒng)。且目前的固定鋼板存在以下問題：

1、骨折可分為橫行，斜行，粉碎性，螺旋型骨折等，關(guān)節(jié)置換可以分為髖關(guān)節(jié)置換、踝關(guān)節(jié)置換等，針對(duì)不同骨折模式或不同關(guān)節(jié)置換情況下以及不同步態(tài)情況下，患者佩戴鋼板的力學(xué)行為往往不同且很難被模擬出來，且不同模式所需的加壓鎖定鋼板需要的螺釘數(shù)目、螺釘長度及進(jìn)釘情況也有所不同，僅憑醫(yī)生的主觀經(jīng)驗(yàn)不能判斷出患者骨折處或關(guān)節(jié)處應(yīng)力分布情況，并且目前所具備的加壓鋼板比較單一從而不能保證患者的康復(fù)達(dá)到最佳。

2、骨折患者和關(guān)節(jié)置換患者所需的手術(shù)植入鋼板具有時(shí)效性，因此需要快速生產(chǎn)加壓鋼板以免錯(cuò)過最佳治療時(shí)期。迫切需要一個(gè)能適用于關(guān)節(jié)置換以及多種類型骨折如橫行，斜行，粉碎性，螺旋型等以及適用于不同年齡段患者如小孩、成人、老人的系列鋼板，并且當(dāng)有大型災(zāi)害或是大型車禍等突發(fā)性情況而使得病患在短時(shí)間內(nèi)急劇增多的情況下，可以快速調(diào)用已成體系的系列鋼板為患者及時(shí)進(jìn)行手術(shù)是目前迫切需要解決的問題。

3、骨折和關(guān)節(jié)置換手術(shù)所需的鋼板也分為長期佩戴和短期佩戴兩種情形，針對(duì)不同情形對(duì)鋼板的要求也不同。目前市場上的鋼板沒有針對(duì)指定鋼板的強(qiáng)度校核，偶爾會(huì)發(fā)生手術(shù)期間鋼板尺寸不合適、螺釘在應(yīng)力集中處或是術(shù)后一段時(shí)間發(fā)生螺栓脫落、斷裂等情況。因此迫切需要對(duì)不同患者設(shè)計(jì)不同類型的鋼板并進(jìn)行強(qiáng)度校核。通過對(duì)鋼板各項(xiàng)參數(shù)的監(jiān)測，預(yù)估鋼板的疲勞壽命，給出一個(gè)合理的更換時(shí)間，避免產(chǎn)生危害。對(duì)于關(guān)節(jié)置換以及高齡老人的骨折、肱骨遠(yuǎn)端骨折(取內(nèi)固定時(shí)容易引起神經(jīng)損傷)等情況的內(nèi)植鋼板不需要取出的，需要與體內(nèi)骨頭長在一起的，需要對(duì)其進(jìn)行有效監(jiān)測。當(dāng)有特殊情況發(fā)生時(shí)：發(fā)生斷裂、螺栓脫落等情況，需要進(jìn)行手術(shù)重新更換新的植入鋼板。對(duì)于需要在一段時(shí)間后取出鋼板的情況，例如大腿股骨的骨折等，也需要對(duì)植入的鋼板進(jìn)行強(qiáng)度校核，避免在手術(shù)期間或是使用一段時(shí)間后發(fā)生鋼板、螺栓斷裂或脫離等情況。

4、目前鋼板沒有一個(gè)具體的使用期限的標(biāo)準(zhǔn)，且由于每個(gè)人使用的情況和遇到的突發(fā)狀況不同，遇到撞擊等情況對(duì)鋼板的損耗程度也不相同，因此迫切需要制定一種根據(jù)患者使用時(shí)間和實(shí)時(shí)應(yīng)力情況而評(píng)判加壓鋼板的使用期限，定制個(gè)性化的鋼板，能根據(jù)患者的不同使用情況預(yù)估鋼板的使用期限，在遇到嚴(yán)重情況時(shí)如螺栓脫落等也可以給出更換建議，確保患者的安全。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對(duì)骨折患者與關(guān)節(jié)置換患者康復(fù)安全的問題，提出了一種骨折和關(guān)節(jié)置換患者固定鋼板制作方法，可以仿真出針對(duì)不同模式下的骨折例如橫行，斜行，粉碎性，螺旋型骨折或不同關(guān)節(jié)置換且模擬不同步態(tài)如支撐相、擺動(dòng)相等情況下的患者佩戴鋼板的力學(xué)行為，得出最優(yōu)的系列鋼板模型，確保患者的安全。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種骨折和關(guān)節(jié)置換患者固定鋼板制作方法，根據(jù)受傷部位具有對(duì)稱性結(jié)構(gòu)和無對(duì)稱性結(jié)構(gòu)分兩種鋼板制作方法：

對(duì)于有對(duì)稱性結(jié)構(gòu)的，采集正常部位以及受傷部位CT圖像，通過正常部位的CT圖像反推骨折部位所需鋼板模型，并通過3D打印技術(shù)快速生產(chǎn)相適應(yīng)的鋼板模具；依次包括數(shù)據(jù)采集模塊、逆向反推模塊、計(jì)算校核模塊、3D打印模塊；云端服務(wù)平臺(tái)與3D打印模塊鋼板制作數(shù)據(jù)共享；