一种内侧髌股韧带重建股骨隧道定位器及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种内侧髌股韧带重建股骨隧道定位器及其制备方法，属于关节外科手术技术领域。该定位器根据患者术前CT数据个性化设计、由3D打印机快速打印成型，可通过内侧髌股韧带重建标准(髌骨与股骨内侧髁中线)纵行切口精确定位内侧髌股韧带股骨隧道。该定位器包括骨贴合部分、定位管和手柄：骨贴合部分采用股骨内侧髁内侧面和收肌结节接触贴合定位设计，定位管的定位点根据患者术前三维重建数据个性化设计，手柄方便固定定位器。本发明专利技术个性化内侧髌股韧带重建股骨隧道定位器结构简明新颖，适用于个性化内侧髌股韧带重建术。

【技术实现步骤摘要】
一种内侧髌股韧带重建股骨隧道定位器及其制备方法
本专利技术属于关节外科手术
，具体涉及一种内侧髌股韧带重建股骨隧道定位器及其制备方法。
技术介绍
髌骨脱位是临床上的常见疾病，病因复杂，手术治疗是髌骨脱位的主要治疗手段,内侧髌股韧带(medialpatellofemoralligament，MPFL)重建手术是近年来研究较多的针对髌骨脱位的一种手术方式。但内侧髌股韧带重建手术后并发症高达26.1％，此外，对于骨骺发育未成熟的青少年及儿童，进行内侧髌股韧带重建手术时有损伤骨骺的风险，主要原因为股骨端骨隧道定位及隧道方向不准。临床多通过法进行定位，就要求术者在进行MPFL重建术时使用术中C臂X线机进行膝关节标准侧位透视从而进行定位，这种方法往往受C臂X线机操作者、C臂X线机清晰度、患者膝关节体位摆放是否标准等因素影响，术中可能多次透视，术者及患者术中受辐射量较大。此外，Sanchis-Alfonso等提出术中C臂X线机透视并不能增加MPFL重建术中股骨定位点定位的精确性。这些现象均引起外科医生及生物力学测试专家的重视，计算机辅助外科及其产物3D导航模板有可能在理论及实际中解决上述窘境。我们前期已在髌骨脱位三维模型及虚拟手术方面做了大量的研究，MPFL重建术以获得成功，但我们发现目前尚缺少一种精准量化定位股骨隧道的装置，从而研制出了一种3D打印个性化内侧髌股韧带重建股骨隧道定位器，以适用于个性化内侧髌股韧带重建术。综上所述，本专利技术所要解决的问题是：(1)现有MPFL重建手术技术采用常规骨性标记并依据法的术中透视来确定骨髓的位置，对于需行MPFL重建的髌骨脱位无法进行个性化、精准化重建；(2)现有技术的股骨隧道标准定位点为：收肌结节远端10mm、偏后5mm，股骨髁上略偏近端，是依靠手术医师用目测及手触摸寻找，同时也需术中透视再次验证定位点的准确性，误差较大，用时较长，且易受手术医师技术和经验的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于MPFL损伤患者的一种内侧髌股韧带重建股骨隧道定位器的制备方法，该定位器适用于个性化内侧髌股韧带重建术。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种内侧髌股韧带重建股骨隧道定位器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)，术前对患者行膝关节伸直位CT扫描，之后在Mimics19.0软件中用CT数据重建出患侧膝关节三维数字化模型；(2)，在步骤(1)得到的膝关节三维数字化模型中，根据经典法确定内侧髌股韧带股骨隧道定位点，经髌骨与股骨内侧髁中线4cm纵行切口过股骨隧道定位点模拟重建股骨隧道，用圆柱Ⅰ标记；(3)，将患侧膝关节股骨模型及圆柱Ⅰ保存为STL文件，导入GeomagicStudio2015软件中，选取内侧髌股韧带股骨止点侧骨面，使其能包绕股骨止点、圆柱Ⅰ及收肌结节，并向远端抽壳2mm，形成定位器的骨贴合部，命名为贴骨壳，存储为STL文件；将膝关节股骨模型、圆柱Ⅰ及贴骨壳导入MaterialiseMagics21.0，并创建零件圆柱Ⅱ、剪切立方体。同时选中圆柱Ⅰ及圆柱Ⅱ，采用对齐使二者重合，选中圆柱Ⅱ进行平移，将其调整至最佳位置。选中剪切立方体，进行平移、旋转操作，调整至最佳位置；选中贴骨壳、圆柱Ⅱ及剪切立方体，经合并零件形成联合体；将联合体Ⅰ与股骨模型进行布尔运算-消减得到初始定位器，后与圆柱Ⅰ经布尔算法-消减得到定位器，并存储为STL文件；(4)，将步骤(3)得到的内侧髌股韧带重建股骨隧道定位器模型的STL文件导入Cura分层软件，调整打印参数后(角度调整为骨贴合面朝上、支撑调整为全支撑，壁厚为1.2mm，填充度50％)，导出为gcode格式，之后使用3D打印机打印，去支撑结构后，得到个性化内侧髌股韧带重建股骨隧道定位器。进一步的，所述CT为64排CT，冠状位扫描，层厚0.1mm。进一步的，所述步骤(1)中将CT导入Mimics19.0交互式医学图像处理软件，用CT数据重建出患侧膝关节三维数字化模型。进一步的，所述圆柱Ⅰ的半径为1.5mm，长度为150mm；圆柱Ⅱ的半径为4.0mm，长度为30-60mm。进一步的，所述步骤(3)中，在GeomagicStudio2015软件中选取定位器贴骨面，使其能包绕股骨止点及圆柱1，上、下及前界与圆柱1边缘相距为10mm、5mm和15mm，后界至收肌结节后15mm。进一步的，所述步骤(4)中，打印参数为壁厚1.2mm，填充50％。一种内侧髌股韧带重建股骨隧道定位器的制备方法制得的内侧髌股韧带重建股骨隧道定位器。进一步的，所述个性化内侧髌股韧带重建股骨隧道定位器采用PLA材料打印，经低温等离子消毒后备术中用。本专利技术同时提供上述的一种内侧髌股韧带重建股骨隧道定位器的制备方法制得的内侧髌股韧带重建股骨隧道定位器。本专利技术定位器中定位器骨贴合部分的设计，便于通过手术标准切口，并牢靠贴合于股骨内侧髁内侧面及收肌结节。本专利技术内侧髌股韧带重建股骨隧道定位器，包括骨贴合部分、定位管和手柄；骨贴合部牢靠贴合于股骨内侧髁内侧面及收肌结节(根据每位患者骨性特征不同会有变化)，贴合面根据患者术前CT三维重建数据个性化设计，采用股骨内侧髁内侧面及收肌结节作为贴合面；定位管外径为8mm，内径为3mm，根据患者股骨模型及法确定定位管的位置。本专利技术隧道定位器的骨面贴合设计理念有益于定位器通过常规标准手术切口并精确定位和牢靠固定；在具体实施中，采用患者患侧膝关节的CT数字化三维模型为基准依据法测定MPFL股骨止点位置，然后术中使用本专利技术定位器患侧膝关节MPFL股骨隧道定位。本专利技术定位器为髌骨脱位导致的内侧髌股韧带的个性化重建提供了一种新工具。专利技术的有益效果现有MPFL重建手术技术采用常规骨性标记并依据法的术中透视来确定骨髓到位置对于需行MPFL重建的髌骨脱位无法进行个性化、精准化重建，本专利技术的定位器使用患者髌骨扫描数据定制，适用于不同原因导致髌骨脱位的个性化、精准化内侧髌股韧带重建手术，适用范围广。同时本专利技术的定位器带有个性化设计的优点，与以往的定位方式相比大大提高内侧髌股韧带股骨隧道定位的精确度，同时也大大提高手术效率。本专利技术的定位器在Mimics、GeomagicStudio及MaterialiseMagics软件上完成设计，操作简单，无需医学工程师，临床医师即可完成设计，推广性强。现有技术的股骨隧道标准定位点为：收肌结节远端10mm、偏后5mm，股骨髁上略偏近端，是依靠手术医师用目测及手触摸寻找，同时也需术中透视再次验证定位点的准确性，误差较大，用时较长，且易受手术医师技术和经验的影响。与现有技术相比，3D打印股骨隧道定位器能够给出量化数据的效果，在减少术中定位所需时间的同时降低手术医师技术和经验对定位准确性的影响，使青年医师及经验较少的医师同样能完成高质量的MPFL重建术。附图说明图1为膝关节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内侧髌股韧带重建股骨隧道定位器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)，术前对患者行膝关节伸直位CT扫描，之后在Mimics19.0软件中用CT数据重建出患侧膝关节三维数字化模型；/n(2)，在步骤(1)得到的膝关节三维数字化模型中，根据经典

【技术特征摘要】
1.一种内侧髌股韧带重建股骨隧道定位器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)，术前对患者行膝关节伸直位CT扫描，之后在Mimics19.0软件中用CT数据重建出患侧膝关节三维数字化模型；
(2)，在步骤(1)得到的膝关节三维数字化模型中，根据经典法确定内侧髌股韧带股骨隧道定位点，经髌骨与股骨内侧髁中线4cm纵行切口过股骨隧道定位点模拟重建股骨隧道，用圆柱Ⅰ标记；
(3)，将患侧膝关节股骨模型及圆柱Ⅰ保存为STL文件，导入GeomagicStudio2015软件中，选取内侧髌股韧带股骨止点侧骨面，使其能包绕股骨止点、圆柱Ⅰ及收肌结节，并向远端抽壳2mm，形成定位器的骨贴合部，命名为贴骨壳，存储为STL文件；
将膝关节股骨模型、圆柱Ⅰ及贴骨壳导入MaterialiseMagics21.0，并创建零件圆柱Ⅱ、剪切立方体；同时选中圆柱Ⅰ及圆柱Ⅱ，采用对齐使二者重合，选中圆柱Ⅱ进行平移，将其调整至最佳位置；选中剪切立方体，进行平移、旋转操作，调整至最佳位置；
选中贴骨壳、圆柱Ⅱ及剪切立方体，经合并零件形成联合体；将联合体Ⅰ与股骨模型进行布尔运算-消减得到初始定位器，后与圆柱Ⅰ经布尔算法-消减得到定位器，并存储为STL文件；
(4)，将步骤(3)得到的内侧髌股韧带重建股骨隧道定位器模型的STL文件导入Cura分层软件，调整打印参数后(角度调整为骨贴合面朝上、支撑调整为全支撑，壁厚为1.2mm，填充度50％)，导出为gcode格式，之后使用3D打印机打印，去支撑结构后，得到个性化内侧髌股韧带重建股骨隧道定位...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彦林，刘德健，张艳，蔡国峰，王坤，何川，王国梁，
申请(专利权)人：昆明医科大学第一附属医院，
类型：发明
国别省市：云南;53