[發明專利]一種經皮3D打印股骨頭壞死髓芯減壓通道導板及其制備方法

在審

• 申請號: 202010254279.1
• 申請日: 2020-04-02
• 公開（公告）號: CN111407390A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 馬馳蛟;趙東軍;李鵬;張勇;王高麗;佘新安;李振濤;黃興敏;馬婷;崔君智;劉存旺
• 申請（專利權）人: 馬馳蛟
• 主分類號: A61B17/90
• 分類號: A61B17/90;A61B34/10;A61B17/17;B33Y10/00;B33Y50/02
• 代理公司: 西安眾和至成知識產權代理事務所(普通合伙) 61249
• 代理人: 強宏超

本發明公開一種經皮3D打印股骨頭壞死髓芯減壓通道導板及其制備方法，通過獲得的人體薄層CT掃描DICOM數據，根據CT數據通過mimics醫學影像軟件，將人體皮膚、骨骼還原重建，并通過CT檢查前在患者患側股骨近端置入定位克氏針為基準，測量并計算皮膚到骨骼距離，股骨干頸角度、前傾角度、股骨頭壞死病灶區，而后模擬人體體表曲度，制備以基準釘為基座的經皮置釘導板，最后通過3D打印機將相應打印材料打印制作完成；采用本發明提供采用髓芯減壓治療股骨頭壞死時的精確導向，減少醫源性副損傷，減少X線輻射危害，縮短手術時間。

技術領域

本發明屬于醫療輔助器械領域，涉及一種經皮3D打印股骨頭壞死髓芯減壓通道導板及其制備方法。

背景技術

股骨頭壞死(femur head necrosis，FHD)是人類一種致殘率較高的疾病，據統計，我國股骨頭壞死的患者約有750-1000萬左右，每年新增病例高達30萬。多見于30-50歲人群，約有半數累及雙側股骨頭。平原地區農民發病率約為11.76/萬，城市居民9.7/萬，山區農民6.29/萬，沿海漁民5.53/萬。且男性多余女性，是造成個人、家庭、乃至國家勞動損失的一個因素。

對于股骨頭壞死的治療，醫學界將其用影像學檢查分為四期，有文獻及治療指南將其中1-3期作為“保髖治療”，予以保留股骨頭治療。近年來在股骨頭壞死治療過程中方法較多，但以股骨頭髓芯減壓，可以清晰的看到是一個較為可行和可靠的方法。以往的方法是通過體表定位、X線多方位透視，打入導針，再次透視確定角度、深度、方向，而后擴大隧道，清除壞死骨，在此過程中難免會殃及正常骨組織。

如何才能精準的做到髓芯減壓刮出壞死骨組織，又不損傷正常松質骨，這將是骨外科醫師所要面對的難題。

發明內容

為解決現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種經皮3D打印股骨頭壞死髓芯減壓通道導板及其制備方法，提高手術效率、減少正常骨組織破壞、減少X線輻照的優點。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種經皮3D打印股骨頭壞死髓芯減壓通道導板的制備方法，包括以下步驟：

步驟1)，在患者患側股骨大轉子下方打入2枚克氏針作為定位基準，掃描患側髖部薄層CT，將Dicom格式的股骨近端CT文件原始數據通過Mimics軟件的“Import Images”工具導入計算機，在計算機中生成股骨近端三維模型，在“Segmentation”分割模塊通過“Thresholding”工具調整數據閾值為210-2000GV，區分正常骨組織與壞死骨組織，并標記壞死骨；

步驟2)，在工具欄中選擇管型通道作為模擬導針，通過直尺工具測量股骨頸的矢狀位、冠狀位直徑及股骨大轉子下至股骨頭皮質下的距離；

步驟3)，在股骨近端三維模型冠狀面、矢狀面、軸位面的坐標內確定經股骨頸的模擬導針最佳置入點及走形角度，應用相同比例直徑及長度的模擬導針，觀察導針在股骨頸內的走形軌跡，確定釘道位置后測量釘道的長度，將導針模型數據以STL格式保存；

步驟4)，建立皮膚軟組織三維結構，調整閾值范圍為－700-260GV，建立皮膚軟組織模型，將STL格式數字化模型導入逆向工程軟件，結合前述步驟1)設計骨、皮膚模型，在皮膚表面構建封閉的曲線，此曲線內即為導板基座；

步驟5)在步驟4)導板基座基礎上，結合步驟1)定位針和步驟3)模擬導針位置，設計導針通道和加強環，以基準釘為中心設計2mm內徑管型模型長40mm，管壁厚度2mm，并在基底部再套入管壁厚2mm、內徑4mm、長度20mm管型；以模擬導針為中心同心圓設置管型長80mm、管壁厚2mm、內徑6mm，在基底部增加加強環，加強環為管壁厚度2mm、長度10mm、內徑10mm管型，清除模擬導針，此時剩余部分即為經皮導板及其基座，將模型數據導入3D打印機打印得到導航模板。