[发明专利]一种适用于股骨颈系统3D打印组合式导板制备方法

说明书

本发明涉及一种适用于股骨颈系统3D打印组合式导板制备方法，其制备方法分为骨折三维CT数据采集和导板设计两部分组成，导板设计由中央导针导向孔设计、抗旋导针导向孔设计、小粗隆定位固定导向孔设计、可装卸固定基座设计组成，本发明可以有效的提高置钉的准确性，提高置钉安全性，缩短手术时间，减少患者和医务人员在X线下暴露次数和时间。

技术领域

本发明涉及一种3D打印组合式导板制备方法，具体是一种适用于股骨颈系统3D打印组合式导板制备方法。

背景技术

股骨颈骨折常见于老年患者，占全身部骨折的3.6%。随着交通的快速发展，高能量损伤导致年轻人股骨颈骨折发生率增高，髋关节活动不良、股骨头缺血坏死和骨折不愈合等并发症仍是目前治疗的难点。内固定物包括空心钉、动力髋螺钉、锁定钢板及髓内钉等。但是文献报道内固定术后的失败率高达37%，3枚空心钉固定是治疗股骨颈骨折的“金标准”，但是螺钉退出、切割、松动却很常见，且空心钉固定强度低，患者术后仍需长期卧床；动力髋螺钉适用于剪切型骨折，但存在创伤较大，股骨颈内骨质丢失较多，单枚螺钉的抗旋力弱等不足。

瑞士髋关节研究小组历经10年研发了一种固定股骨颈骨折的新武器“股骨颈动力抗旋交叉钉系统（Femoral Neck System，FNS）”，其独特的“钉中钉”设计，既能微创置入，又可以提供稳定的抗旋力，而且很少出现螺钉切割、退钉等现象，使患者术后早期负重下地，提高了生活质量，减少了卧床所带来的一系列并发症，为股骨颈骨折内固定治疗提供了新的治疗手段。但是，由于股骨颈解剖特殊，存在前倾角、颈倾角与颈干角，且FNS新技术存在一定的学习曲线，需要术者有丰富的经验和熟练的手术技术，同时需多次透视调整中央定位导针在股骨颈内的合适位置，而导针在股骨颈内反复调整会影响骨质质量，进而影响内固定的稳定性；同时，术中多次透视增加手术时间，增加患者及医护人员射线暴露风险。因此，亟需一种更加安全、高效的方法来保证FNS中央定位导针的精确、安全置入。

近年来，随着3D 打印技术的不断成熟和发展，与临床实践结合的也越来越密切，通过将三维重建技术、逆向工程技术与 3D 打印技术相结合所设计制作的个性化导航模板也越来越多的用于临床辅助骨科内固定技术。3D打印技术是近年来新兴发展和成熟的一种技术，又叫“快速成型技术”，需要进行3D打印的病人，术前进行CT扫描及三维重建，将扫描数据导入到Mimics软件，通过一些特殊的材料打印成3D模型及导航模板，临床医师可以根据实物模型，更加准确地了解骨折的程度，术前可以制定精确、详实的手术方案，通过利于3D打印导航模板辅助手术，提高手术置钉的精确性和安全性，减少患者及医务人员X线透视暴露时间。

因此，研发一种能够术中安装拆卸便捷、辅助置钉安全有效的导航模板装置及其制备方法是非常有必要的。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种适用于新型股骨颈内固定系统的3D打印组合式导板制备方法，有效的提高置钉的准确性，提高置钉安全性，缩短手术时间，减少患者和医务人员在X线下暴露次数和时间。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种适用于股骨颈系统3D打印组合式导板制备方法，其制备方法分为骨折三维CT数据采集和导板设计两部分组成，其具体制备方法如下：

骨折三维CT数据采集

（1）实用三维CT扫描设备将患者患处的骨骼进行扫描；

（2）将步骤（1）扫描患者患处的三维CT扫描数据，导入CT扫描数据到三维重建软件(Mimics 21.0)；

（3）对步骤（2）中提取的CT扫描原始数据进行优化处理，将髋关节部分的骨头进行逐层分割，先选择各个骨头的灰度进行分割，分别提取股骨、髋骨等各个骨骼信息，而后以区域增长的方式清理各个骨头之间的杂乱信息；

（4）将步骤（3）清理完成后的骨头之间的信息采用系统默认的（optimal）命令把各个骨头根据前面所选取的阈值计算出来。