一种股骨头缺血坏死髓芯立体减压装置的制备及测试方法制造方法及图纸

一种股骨头缺血坏死髓芯立体减压装置的制备及测试方法，涉及股骨头减压技术领域，该股骨头缺血坏死髓芯立体减压装置包括导向模板，所述导向模板整体呈马鞍结构，且导向模板的内侧曲面与股骨近端大转子下方骨面相贴合，导向模板的外侧设置有圆筒，该圆筒贯穿设置有若干条导向通道，导向模板相应开设有若干个与导向通道连通的通孔。本发明专利技术能够快速完成对坏死股骨头的多通道立体减压。

Femoral head avascular necrosis core core decompression device and preparation method thereof

An avascular necrosis of the femoral head marrow core decompression device and solid preparation, test method, relates to the technical field of femoral head decompression, three-dimensional decompression device of the avascular necrosis of the femoral head core includes a guide template, the guide template is saddle structure, and the inner side surface of the proximal femur and the guide template is attached below the greater trochanter bone outside, guide template is provided with a cylinder, the cylinder is provided with a plurality of through the guide channel, the corresponding guide template is provided with a through hole and a plurality of guide channels connected. The invention can quickly complete the multi-channel three-dimensional decompression of the necrotic femoral head.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及股骨头减压
，具体来讲是一种股骨头缺血坏死髓芯立体减压装置及制备、测试方法。
技术介绍
股骨头坏死(osteonecrosisofthefemoralhead，ONFH)，又称股骨头缺血性坏死(avascularnecrosisofthefemoralhead，AVNFH)是骨科常见病，国际骨循环学会(ARCO)及美国医师学会(AAOS)的股骨头坏死(ONFH)定义：ONFH系股骨头血供中断或受损，引起骨细胞及骨髓成分死亡及随后的修复，继而导致股骨头结构改变，股骨头塌陷，引起患者关节疼痛，关节功能障碍的疾病，是骨科领域常见的难治性疾病。ARCO分期(M.Schmitt-Sody，C.Kirchhoff，W.Mayer，M.Goebel，andV.Jansson，Avascularnecrosisofthefemoralhead：inter-andintraobservervariationsofFicatandARCOclassifications.IntOrthop32(2008)283-7.)把股骨头坏死分为四期，即股骨头坏死0期、I期、II期、III期、IV期。其中I期、II期指尚未发生股骨头骨折塌陷的情况，临床上归类为早期股骨头缺血坏死。针对早期股骨头缺血坏死保留自体关节的研究仍然是当前骨科临床科研的热点方向。采用手术干预主要是股骨头髓芯减压术。髓芯减压术历史久，短期疗效肯定，但长期疗效文献报道存在争议，主要和病程，坏死位置，坏死面积以及手术方式相关。目前可分为细针钻孔减压术和粗通道髓芯减压术。其区别主要在于减压通道的直径不同，粗通道髓芯减压术的孔道直径为6mm以上，是临床上主流的减压方法，但存在通道单一，减压不广泛，一旦堵塞则减压失败，对股骨头力学性能影响大，使得原本脆弱的软骨下骨支撑进一步破坏，一旦负重更容易导致关节面塌陷(梁红锁，黄克，李林，张波，and韦程寿，微创细针多孔髓芯减压联合自体骨髓间充质干细胞移植治疗早期股骨头缺血性坏死.中国现代药物应用(2014).)，容易并发股骨颈骨折等。多细针钻孔减压术是另一种髓芯减压方法，其孔道直径为3mm，3.5mm或4mm；。2012版《成人股骨头坏死诊疗标准专家共识》(赵德伟，and胡永成，成人股骨头坏死诊疗标准专家共识(2012年版).中国骨与关节外科(2012).)建议采用细针(直径约3mm左右)，在透视引导下多处钻孔。在进行细针多孔减压的临床实践中，我们发现对每一个通道进行定位会很大的延长手术时间，麻醉时间，增加患者在x光辐照量。为了提高钻孔减压的手术精度，缩短手术和麻醉时间，减少患者x光辐照量，临床上亟需一种股骨头髓芯减压的定位导向系统，通过一次性x光拍摄定位，快速完成对坏死股骨头的多通道立体减压。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种股骨头缺血坏死髓芯立体减压装置及制备、测试方法，能够快速完成对坏死股骨头的多通道立体减压。为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一种股骨头缺血坏死髓芯立体减压装置，包括导向模板，所述导向模板整体呈马鞍结构，且导向模板的内侧曲面与股骨近端大转子下方骨面相贴合，导向模板的外侧设置有圆筒，该圆筒贯穿设置有若干条导向通道，导向模板相应开设有若干个与导向通道连通的通孔。在上述技术方案的基础上，所述导向通道设置有4～6条。在上述技术方案的基础上，所述圆筒的直径为12mm，导向通道的孔径为4mm，且各导向通道均沿圆筒的轴向平行设置。本专利技术还公开了一种基于上述股骨头缺血坏死髓芯立体减压装置的制备方法，包括以下步骤：步骤S101.将患者的CT三维图像数据导入MIMICS软件，通过MIMICS软件提取出手术侧的股骨近段骨骼数据，并计算生成股骨近段骨骼的3D图像；步骤S102.在MIMICS软件中建立股骨近段骨骼的蒙版，并设置蒙版的膨胀数值；步骤S103.应用生成的蒙版减去原骨骼图像，得到一个骨骼包壳新蒙版；步骤S104.应用MIMICS软件编辑该骨骼包壳新蒙版，仅保留股骨近端大转子下方骨面区域，其余部分擦除，形成导向模板；步骤S105.依据股骨头坏死区域，设计若干个贯穿导向模板的减压导向圆柱；其中，各减压导向圆柱的一侧汇集在一起，位于股骨外侧皮质处；各减压导向圆柱的另一侧位于股骨头坏死区域；记录各减压导向圆柱的长度；步骤S106.在导向模板外侧设计圆筒，该圆筒与导向模板相连，并包容各减压导向圆柱汇集的一侧；步骤S107.删除圆筒内的各减压导向圆柱，得到各导向通道；步骤S108.生成可3D打印的文件格式，并应用3D打印机打印即可。在上述技术方案的基础上，步骤S102中，蒙版的膨胀数值为6mm；相应的，步骤S103中，骨骼包壳新蒙版的厚度为6mm。在上述技术方案的基础上，步骤S105中，各减压导向圆柱的另一侧位于股骨头软骨下骨下方5mm。本专利技术还公开了一种基于上述股骨头缺血坏死髓芯立体减压装置的测试方法，包括以下步骤：步骤S201.利用3D打印机打印出患者股骨近端模型若干具；步骤S202.选取若干个股骨头缺血坏死髓芯立体减压装置，且各股骨头缺血坏死髓芯立体减压装置的导向通道数目均不相同；步骤S203.用带刻度的钻头在相应股骨头缺血坏死髓芯立体减压装置的引导下，对各患者股骨近端模型钻孔；步骤S204.根据生物力学试验机测量计算材料学参数，模拟股骨头生理状态下的受力情况；步骤S205.统计分析各患者股骨近端模型的受力数据，选取最佳实施方式。在上述技术方案的基础上，步骤S203中，钻头钻至股骨头软骨下骨下方5mm。在上述技术方案的基础上，步骤S204中，模拟股骨头生理状态下的受力情况包括：轴向加压，固定股骨远端，对股骨头逐渐加大压力，测量破坏断裂力值；三点弯曲，固定股骨头和股骨远端，对股骨颈实施压力，测量破坏断裂力值；扭转，固定股骨头和股骨远端，对股骨颈实施扭转，测量破坏断裂力值。本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术充分利用每一个人股骨大转子外侧下方几何形态的差异，从而实现个性化设计导向模板。同时利用股骨大转子下方骨表面的几何拓扑特点，即两个不规则的马鞍曲面的完全匹配，实现导向模板能准确的放置在正确位置，精确引导股骨头钻孔。导向模板的马鞍曲面和股骨近端大转子下方骨面的马鞍曲面完全贴合可以防止导向模板各个方向的成角，滑移和旋转。2、本专利技术通过3D打印制备股骨头缺血坏死髓芯立体减压装置。筛选用于3D打印的材料，使得其符合一定的力学强度，能够精确引导减压钻头。能够满足外科手术消毒灭菌要求能不导致变形。有合理的制作成本，使得易于推广。导向模板与股骨近端大转子下方骨表面拓扑紧密匹配，通过预先在设计的导向通道，实现对股骨头内坏死区域的钻孔减压。3、本专利技术切合本地民众喜爱饮酒，酒精性股骨头缺血坏死高发的临床流行病学特点。从临床实践中总结临床需求，并转化为研究热点。创新利用数字医疗，计算机辅助设计，3D建模打印等研究研究手段，避免了大量人体标本的使用。本研究着力将原本靠手工感觉的手术操作标准化，系统化，焦聚于提高手术疗效的可靠性研究。附图说明图1为本专利技术实施例中股骨头缺血坏死髓芯立体减压装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例中股骨头缺血坏死髓芯立体减压装置的使用状态图；图3为本专利技术实施例中股骨头缺血本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种股骨头缺血坏死髓芯立体减压装置，包括导向模板(1)，其特征在于：所述导向模板(1)整体呈马鞍结构，且导向模板(1)的内侧曲面与股骨近端大转子下方骨面相贴合，导向模板(1)的外侧设置有圆筒(2)，该圆筒(2)贯穿设置有若干条导向通道(3)，导向模板(1)相应开设有若干个与导向通道(3)连通的通孔。

【技术特征摘要】
1.一种股骨头缺血坏死髓芯立体减压装置，包括导向模板(1)，其特征在于：所述导向模板(1)整体呈马鞍结构，且导向模板(1)的内侧曲面与股骨近端大转子下方骨面相贴合，导向模板(1)的外侧设置有圆筒(2)，该圆筒(2)贯穿设置有若干条导向通道(3)，导向模板(1)相应开设有若干个与导向通道(3)连通的通孔。2.如权利要求1所述的股骨头缺血坏死髓芯立体减压装置，其特征在于：所述导向通道(3)设置有4～6条。3.如权利要求1所述的股骨头缺血坏死髓芯立体减压装置，其特征在于：所述圆筒(2)的直径为12mm，导向通道(3)的孔径为4mm，且各导向通道(3)均沿圆筒(2)的轴向平行设置。4.基于权利要求1所述股骨头缺血坏死髓芯立体减压装置的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S101.将患者的CT三维图像数据导入MIMICS软件，通过MIMICS软件提取出手术侧的股骨近段骨骼数据，并计算生成股骨近段骨骼的3D图像；步骤S102.在MIMICS软件中建立股骨近段骨骼的蒙版，并设置蒙版的膨胀数值；步骤S103.应用生成的蒙版减去原骨骼图像，得到一个骨骼包壳新蒙版；步骤S104.应用MIMICS软件编辑该骨骼包壳新蒙版，仅保留股骨近端大转子下方骨面区域，其余部分擦除，形成导向模板(1)；步骤S105.依据股骨头坏死区域，设计若干个贯穿导向模板(1)的减压导向圆柱；其中，各减压导向圆柱的一侧汇集在一起，位于股骨外侧皮质处；各减压导向圆柱的另一侧位于股骨头坏死区域；记录各减压导向圆柱的长度；步骤S106.在导向模板(1)外侧设计圆筒(2)，该圆筒(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王治，
申请(专利权)人：西南医科大学附属医院，
类型：发明
国别省市：四川;51