腰椎椎弓根螺钉导航模块及其制备方法技术

一种腰椎椎弓根螺钉导航模块及其制备方法，制备方法包括：（1）采集目标对象的腰椎CT数据，进行三维重建得到虚拟腰椎三维模型；（2）根据虚拟腰椎三维模型，选择进钉点，设置导航杆穿过虚拟腰椎三维模型的椎弓根中心；（3）创建腰椎椎弓根螺钉导航模块模拟体，使导航模块模拟体主体的前端与腰椎“人”字嵴部位的骨面紧密贴合，再通过布尔运算，用导航模块模拟体主体减去导航杆和对应的腰椎，得到具有导航通道的导航模块模拟体；（4）根据导航模块模拟体，采用3D打印设备打印得到导航模块。腰椎椎弓根螺钉导航模块的制备方法设计简单，所制备的导航模块使用时与腰椎接触的面积小，仅需剥离“人”字嵴骨面周围的软组织，损伤较小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及腰椎椎弓根螺钉内固定骨折复位导航
，特别是涉及一种。
技术介绍
腰椎椎弓根螺钉内固定系统能有效实现腰椎的前、中、后三柱固定，加强腰椎的支撑及抗扭转的刚度，且具有良好的生物力学性能，故在临床治疗腰椎相关疾病中广泛应用，治疗腰椎疾病时获得了良好的临床治疗效果，得到了医生和患者的普遍认可。因腰椎椎弓根的固有解剖结构较为狭窄，且腰椎椎弓根周围毗邻血管、神经及脊髓等重要的解剖结构，准确地植入腰椎椎弓根螺钉非常关键，若腰椎椎弓根螺钉植入位置出现较大偏差，椎弓根螺钉内固定系统强度会下降甚至可能失效，影响椎弓根螺钉植入手术的疗效，而且突出椎弓根皮质的椎弓根螺钉可能损伤毗邻重要组织结构，造成严重的并发症。近年来，随着科技的进步，3D打印技术发展迅速。3D打印机可打印出器官或组织的三维实体模型，能将器官或组织内部结构的细节真实地突显出来，使医学知识变得更为直观明了。与此同时，通过3D打印技术制造出三维实体模型可以清晰直观地显示患者的疾病状况，以便医生更为详细地了解患者的病情，如复杂骨折、严重畸形等。其提供了比医学影像资料更加具体的解剖学信息，实现了由虚拟到现实、由二维到三维、由平面到立体的转变。医生可直接在打印的三维实体模型上进行手术设计及模拟试验，开拓思路，熟练手术操作，以确保实际手术的成功。因此，3D打印技术为临床疾病的诊断和治疗提供了个性化、精确化的新思路和新方法。3D打印导航模板辅助植入腰椎椎弓根螺钉具有螺钉植入精确性高、操作简单、减少射线暴露、缩短手术时间等优点，因此具有较好的临床应用前景。中国专利申请公开号为CN 101953713 A的专利技术专利申请公开了一种可用于椎弓根定位的导航模板，其导航模板的制作方法包括如下步骤:先采集原始数据并在计算机上建立椎骨三维模型；然后对椎弓根进钉孔道进行三维分析，提取椎板后部轮廓，在系统中建立与椎板后部轮廓相吻合的虚拟反向模板；将所述虚拟反向模板与所述椎弓根进钉孔道拟合，建立虚拟的进钉模板；然后利用快速成型技术将进钉模板制作出来；其进钉模板为与椎板后部轮廓吻合的反向导航模板。该专利技术将数字技术，反求工程和快速成形技术有机结合，从而达到快速、廉价、高效地对椎弓根进行精确定位。该专利申请方案仍存在下述不足:(I)导航模板与椎板后部所贴合的面积较大，需要彻底剥离椎板后部的软组织较多，损伤较大。(2)导航模块的数字化设计较为复杂，学习曲线长。其导致原因是数字化设计的导航模块本身存在不足。因此，针对现有技术不足，提供一种以克服现有技术不足甚为必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种，腰椎椎弓根螺钉导航模块的制备方法设计简单，所制备的腰椎椎弓根螺钉导航模块使用时与腰椎接触的面积小，仅需剥离“人”字嵴骨面周围的软组织，损伤较小。本专利技术的上述目的通过以下技术措施实现: 一种腰椎椎弓根螺钉导航模块的制备方法，包括如下步骤: (I)采集目标对象的腰椎CT数据，进行三维重建得到虚拟腰椎三维模型； (2 )根据虚拟腰椎三维模型，选择进钉点，设置导航杆穿过虚拟腰椎三维模型的椎弓根中心； (3)基于导航杆，创建腰椎椎弓根螺钉导航模块模拟体，使导航模块模拟体主体的前端与腰椎“人”字嵴部位的骨面紧密贴合，再通过布尔运算，用导航模块模拟体主体减去导航杆和对应的腰椎，得到具有导航通道的导航模块模拟体； (4)根据导航模块模拟体，采用3D打印设备打印得到导航模块。上述导航模块模拟体还设置有抓握杆，所述抓握杆固定于所述导航模块模拟体的主体。上述步骤(I)具体是采用三维重建软件Mimics 14.0进行三维重建得到虚拟腰椎三维模型。上述步骤(2)的进钉点位于腰椎“人”字嵴的顶点。上述导航模块主体设置为圆柱体，圆柱体的半径为7mm-9mm、长度为40mm-50mm。上述步骤(3)中导航通道的直径为2mm。上述抓握杆的直径为5_7mm。上述步骤(4)具体采用的3D打印材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。本专利技术提供的腰椎椎弓根螺钉导航模块，通过上述的制备方法制备而成。本专利技术的一种，制备方法包括如下步骤:(I)采集目标对象的腰椎CT数据，进行三维重建得到虚拟腰椎三维模型；(2)根据虚拟腰椎三维模型，选择进钉点，设置导航杆穿过虚拟腰椎三维模型的椎弓根中心；(3)基于导航杆，创建腰椎椎弓根螺钉导航模块模拟体，使导航模块模拟体主体的前端与腰椎“人”字嵴部位的骨面紧密贴合，再通过布尔运算，用导航模块模拟体主体减去导航杆和对应的腰椎，得到具有导航通道的导航模块模拟体；(4)根据导航模块模拟体，采用3D打印设备打印得到导航模块。腰椎椎弓根螺钉导航模块的制备方法设计简单，所制备的腰椎椎弓根螺钉导航模块使用时与腰椎接触的面积小，仅需剥离“人”字嵴骨面周围的软组织，损伤较小。【附图说明】结合附图对本专利技术作进一步的描述，但附图中的内容不构成对本专利技术的任何限制。图1是本专利技术实施例2三维重建得到虚拟腰椎三维模型。图2是基于虚拟腰椎三维模型设置导航杆、导航模块模拟体的结构示意图。图3是虚拟腰椎三维模型与导航模块模拟体的模拟配合示意图。图4是导航模块模拟体的结构示意图。在图1至图4中，包括: 腰椎10、导航模版模拟体20、 主体30、抓握杆40、导航通道50。【具体实施方式】结合以下实施例对本专利技术作进一步描述。实施例1。一种腰椎椎弓根螺钉导航模块的制备方法，包括如下步骤: (I)采集目标对象的腰椎CT数据，进行三维重建得到虚拟腰椎三维模型；具体是采用三维重建软件Mimics 14.0进行三维重建得到虚拟腰椎三维模型。(2 )根据虚拟腰椎三维模型，选择进钉点，优选进钉点位于腰椎“人”字嵴的顶点，设置导航杆穿过虚拟腰椎三维模型的椎弓根中心。(3)基于导航杆，创建腰椎椎弓根螺钉导航模块模拟体，使导航模块模拟体主体的前端与腰椎“人”字嵴部位的骨面紧密贴合，再通过布尔运算，用导航模块模拟体主体减去导航杆和对应的腰椎，得到具有导航通道的导航模块模拟体。其中，导航模块主体设置为圆柱体，圆柱体的半径为7mm-9mm、长度当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种腰椎椎弓根螺钉导航模块的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）采集目标对象的腰椎CT数据，进行三维重建得到虚拟腰椎三维模型；（2）根据虚拟腰椎三维模型，选择进钉点，设置导航杆穿过虚拟腰椎三维模型的椎弓根中心；（3）基于导航杆，创建腰椎椎弓根螺钉导航模块模拟体，使导航模块模拟体主体的前端与腰椎“人”字嵴部位的骨面紧密贴合，再通过布尔运算，用导航模块模拟体主体减去导航杆和对应的腰椎，得到具有导航通道的导航模块模拟体；（4）根据导航模块模拟体，采用3D打印设备打印得到导航模块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄文华，严斌，
申请(专利权)人：南方医科大学，
类型：发明
国别省市：广东;44