[发明专利]一种髋臼骨折内固定锁定重建接骨板数字化预弯的方法

说明书

本发明公开了一种髋臼骨折内固定锁定重建接骨板数字化预弯及导航植入的方法，它涉及医疗技术领域。包括以下步骤：（一）虚拟髋臼锁定重建接骨板及钉道的制作；（二）术前数据采集、虚拟骨折复位；（三）Mimics软件多段切割组合构建虚拟的锁定髋臼重建接骨板；（四）3D打印虚拟接骨板指导预弯；（五）Mimics软件设计锁定重建接骨板两端的导航模板；（六）3D打印导航模板及实施。本发明简化了虚拟设计手术方案的步骤、精准指导接骨板预弯、设计出在现实手术中操作可行性强的导航模板、实现更加精准实施内固定手术；有望降低手术难度、减少软组织破坏、骨膜剥离及重要结构损伤，减少出血及手术时间，减轻X线透视辐射伤害，减少手术并发症。

技术领域

本发明涉及的是医疗技术领域，具体涉及一种髋臼骨折内固定锁定重建接骨板数字化预弯及导航植入的方法；

背景技术

髋臼骨折多为高能量损伤，伤情严重，位置深、外形不规则、解剖关系复杂，手术方式千变万化、手术技术要求高，使得临床骨科医生面临诸多挑战，包括手术入路的选择、相关解剖的熟悉程度、复位技术、骨折固定技术等；传统经验手术的有限手术窗口常难以判断髋臼前后柱、四方体、关节面等解剖结构的毗邻关系，导致手术操作是间接的、非直观的，往往需要广泛的显露；而且在接骨板放置的位置、各个方向螺钉是否触碰或破入关节腔及是否全方位地固定住骨折块等方面面临诸多难题，往往使临床医师在术中多次的折弯摆放调试接骨板的位置；多次X线透视观察螺钉的方向及长度是否最佳、重复置钉导致骨质破坏、广泛的软组织切开和骨膜剥离、手术时间延长及骨折固定不牢靠等，影响手术效果及预后；常用的CT三维重建影像虽然能改善术者对髋臼骨折情况的认识和理解供手术参考，但其缺点在于静态化、平面图像化，无法让术者在术前进行骨折复位固定等手术计划的模拟操作；在实际工作中临床医生常根据CT检查等影像学结合自身对骨盆髋臼正常解剖的理解在头脑中模拟骨折复位，想象一系列手术步骤，但所获得的信息仍然有限，无法帮助确定最佳手术方案；因此，髋臼骨折手术操作存在常见问题如下：(1)内固定植入的扭曲弧度和折弯角度的准确性影响骨折复位效果；(2)术中螺钉测深及方向无法准确判断，根据术者经验判断；(3)手术显露全貌困难，手术中接骨板塑形的贴附程度严重影响到复位质量；(4)接骨板特别是锁定接骨板反复折弯延长了术中调整时间，造成内固定生物力学性能损失；(5)术中反复透视增加术者及患者射线摄入量而造成的潜在健康危害；

随着计算机技术、医学影像技术、快速建模和快速成型技术等数字技术快速发展，拥有友好界面的多种软件开始在医学骨科领域的教学、科研和临床各个领域广泛应用；数字骨科的出现，术前临床医师能够在个人电脑上通过相关医学软件三维重建，可用于创伤病情良好评估，进行骨折虚拟复位恢复其解剖结构，运用复位后模型可以对接骨板置入位置和螺钉置入方向和长度进行最优化的设计，反复进行虚拟手术演练，最终确定个性化的手术方案；但如何将数字化设计的术前规划方案精准再现是一个难题，随后兴起的3D打印技术，为数字化技术转化到临床应用架起了一座桥梁。数字化技术与3D打印技术的有机结合，为最优化内固定方案的实施提供了可能；利用数字化设计确定内固定螺钉方向和长度，并在3D打印技术辅助下实施，不再需要准备大量器械备用，省去了在术中测量时间和多次透视的烦琐步骤，大大节约了手术时间，减少了术中出血量及麻醉时间，降低了手术难度、大大提高手术成功率；最后提高了内固定的生物力学性能，达到预期的手术效果，从而促进患者更快康复。可以说，数字化设计结合3D打印技术辅助手术的效果满足了人体生理、解剖及生物力学要求；

目前能够实现的方案：1.确定置板及置钉位置方法：借助Mimics软件进行多平面三维测量确定；在骨折复位三维模型上假设重建接骨板预定置入平面，在该平面上布置一条红色曲线，根据重建接骨板的孔数尽量避开骨折线标记出预置入螺钉的位置，进行虚拟钉道模拟，根据骨折情况调整螺钉方向及长度并测量每颗螺钉进钉点至对侧骨面的距离；

具体内容见本课题组既往研究：张国栋,林海滨,陈宣煌,等.基于多平面三维测量的髋臼骨折数字化内固定植入方案[J/CD].中华临床医师杂志:电子版,2012,6(8):2010-2015.