一种组合型肘关节截骨矫形导板及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种组合型肘关节截骨矫形导板及其制作方法，其是通过所述的组合型肘关节截骨矫形导板的制造方法制备得到，所述组合型肘关节截骨矫形导板的成品包括近端导板、中端导板和远端导板，所述中端导板的一端与所述近端导板连接，所述中端导板的另一端与所述远端导板连接，且互相构成截骨槽。本发明专利技术是通过计算机建立三维解剖模型测量个体化的数据，来确定肘内翻畸形矫正的截骨角度、截骨平面及旋转角度等参数，能利用计算机辅助对肘关节畸形进行精确测量和分析，保证了截骨矫形手术方案设计的准确性和精确度。设计的准确性和精确度。设计的准确性和精确度。

【技术实现步骤摘要】
一种组合型肘关节截骨矫形导板及其制作方法


[0001]本专利技术涉及矫形辅助工具设计及加工领域，具体涉及一种组合型肘关节截骨矫形导板及其制作方法。

技术介绍

[0002]肘内翻畸形多见于儿童，是肱骨髁上骨折的远期并发症之一，文献报道其发病率为30～57％。肘内翻畸形主要表现为患侧提携角的改变，严重的肘内翻畸形易导致肘关节活动受限、关节不稳定和迟发性尺神经麻痹等。无论采用何种治疗方法治疗肱骨髁上骨折，均有并发肘内翻畸形的可能，这一直是国内外学者广泛关注的问题之一。肱骨远端骨骺重新塑性矫正肘内翻畸形的可能性不大，因此对于内翻角大于20
°
，特别伴肘关节活动障碍的患者，常采用矫形手术治疗。而很多情况下，肘内翻畸形不严重、无明显肘部功能障碍的患者往往扔接受手术治疗以改善患肢的外观。
[0003]目前矫正肘内翻畸形常用的手术方法是肱骨远端外侧楔形截骨术，手术重点是矫正冠状面内翻畸形，往往忽略水平面的内旋畸形和矢状面的过伸畸形，造成手术效果不理想。此外尽管部分术者主观上想实行三维矫正，但每个患儿畸形程度的个体差异性大，这给矫形外科医生带来了巨大的挑战，手术者很难在术中精准控制各个维度的矫正角度，往往需要术中反复调试或仅根据大体外观决定矫正程度，最终和术前规划存在较大误差，导致手术效果不满意。
[0004]随着数字医学的发展，计算机辅助设计和3D打印技术为骨科临床带来了巨大帮助。目前，3D打印可应用于骨科术前计划、手术导航模板制作和个性化内固定植入,等方面，其中手术导航模板的应用较为广泛。因此，临床上急需一种实用性强且易于推广使用的辅助精准截骨的方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种组合型肘关节截骨矫形导板及其制作方法，能利用计算机辅助对肘关节畸形进行精确测量和分析，保证了截骨矫形手术方案设计的准确性和精确度，以解决
技术介绍
中提到的技术问题。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0007]一种组合型肘关节截骨矫形导板的制作方法，包括以下几个步骤：
[0008]S1、对患者上肢进行CT或MRI扫描，获取患侧及健侧肘关节的断层扫描数据，利用医学影像三维重建软件进行图像分割及重建，构建病变模型及正常肘关节模型，并修复形成病变模型及正常肘关节模型的数字化三维模型；
[0009]S2、测量患者病变模型及正常肘关节的数字化三维模型的解剖结构参数，根据解剖结构参数结合术前影像学及临床检查的数据，计算截骨矫形的角度及截骨位置，判定肘关节畸形的类型，并画出截骨线；
[0010]S3、根据计算得到的截骨矫形的角度，在病变模型截骨位置处设计出截骨平面，依
据截骨平面在三维软件中使用切割命令模拟截骨，分离出需要截除的部分。
[0011]S4、模拟截骨完成后，去掉需要截除的骨块，对截骨后的肘关节进行复位，使上下截骨面贴合，矫正内旋角度，测量解剖结构参数，并将健侧模型镜像作为参考并验证术后矫正效果，使肘关节畸形恢复正常；
[0012]S5、将病变模型导入到计算机辅助设计软件，根据手术入路选取相应的骨骼截骨区域表面拉伸为截骨导板本体，并按照确定好的截骨位置和克氏针进针位置设计截骨导向槽和克氏针定位导向孔；然后导入手术模拟好的术后模型，参考术后模型对近端、远端导板进行复位，并根据复位后的情况设计近端导板和远端导板上的内旋角度定位柱和定位孔，完成截骨矫形导板的设计。
[0013]S6、将截骨矫形导板模型的源文件导入3D打印软件，摆放空间位置，对垂悬结构添加支撑，进行分层切片处理，得到二维信息数据；
[0014]S7、利用二维信息数据生成扫描路径，导入3D打印设备，设置工艺参数，打印出截骨矫形导板；
[0015]S8、打磨喷砂截骨矫形导板，得到截骨矫形导板的成品；
[0016]其中，所述的判定肘关节畸形的类型的具体过程是:将肱骨的纵轴定义为臂轴，尺骨的长轴定义为前臂轴，所述臂轴和所述前臂轴的延长线在肘部构成向外开放的夹角，夹角的范围为165
°
～170
°
，提携角为10～15
°
，男性为10
°
，女性为15
°
，提携角减小时判定为肘内翻，增大时判定为肘外翻。
[0017]进一步地，步骤S1中所述的病变模型及正常肘关节模型的修复过程包括去噪、光顺及补洞处理。
[0018]进一步地，所述断层CT或MRI扫描数据以DICOM图像格式进行存储，层厚为0.625～1.5mm。
[0019]进一步地，所述步骤S2中的病变模型及正常肘关节的数字化三维模型包括且不限于长度、臂轴、前臂轴、提携角及内旋角度。
[0020]进一步地，所述步骤S4中的对截骨后的肘关节进行复位的过程是去掉需要截除的骨块，使用移动、旋转命令对截骨后的肘关节进行复位，使上下截骨面贴合，矫正内旋角度，然后测量上肢长度、臂肘、前臂轴、提携角及内旋角。
[0021]进一步地，所述步骤S5中的生成截骨矫形导板模型的具体过程是在术后模型上确定好的截骨位置和克氏针进针位置，确定截骨导向槽和克氏针定位导向孔的位置，参考术后模型对近端及远端导板进行复位，并根据复位情况设计近端导板和远端导板上的内旋角度定位柱和定位孔，完成截骨矫形导板模型的设计。
[0022]一种组合型肘关节截骨矫形导板，其是通过所述的组合型肘关节截骨矫形导板的制造方法制备得到，所述组合型肘关节截骨矫形导板的成品包括近端导板、中端导板和远端导板，所述中端导板的一端与所述近端导板连接，所述中端导板的另一端与所述远端导板连接，且互相构成截骨槽。
[0023]进一步地，所述近端导板包括近端板本体、近端克氏针定位柱、近端预留凹槽、内旋角度定位柱和近端截骨导向壁，所述近端截骨导向壁安装在所述近端板本体的底端，所述近端预留凹槽的数量为2个，2个所述近端预留凹槽开设在所述近端截骨导向壁的两端，所述内旋角度定位柱安装在所述近端截骨导向壁两端的延伸部，所述近端克氏针定位柱安
装在所述近端板本体上；
[0024]所述远端导板包括远端板本体、远端预留凹槽、远端克氏针定位柱、内旋角度定位孔和远端截骨导向壁，所述远端截骨导向壁安装在所述远端板本体的顶端，所述远端预留凹槽的数量为2个，2个所述远端预留凹槽开设在所述近远端截骨导向壁的两端，所述内旋角度定位孔安装在所述远端截骨导向壁两端的延伸部且与所述内旋角度定位柱配合，所述远端克氏针定位柱安装在所述远端板本体上；
[0025]所述中端导板包括中端板本体、中端异形结构体、翼型结构凸台和中段导板克氏针定位孔，所述中端异形结构体的数量为2个，2个所述中端异形结构体安装在所述中端板本体的两端，所述翼型结构凸台安装在所述中端异形结构体上，且所述近端预留凹槽及所述远端预留凹槽均于所述翼型结构凸台配合。
[0026]进一步地，所述组合型肘关节截骨矫形导板的成品为高分子材料导板。
[0027]进一步地，所述组合型肘关节截骨矫形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组合型肘关节截骨矫形导板的制作方法，其特征在于：包括以下几个步骤：S1、对患者上肢进行CT或MRI扫描，获取患侧及健侧肘关节的断层扫描数据，利用医学影像三维重建软件进行图像分割及重建，构建病变模型及正常肘关节模型，并修复形成病变模型及正常肘关节模型的数字化三维模型；S2、测量患者病变模型及正常肘关节的数字化三维模型的解剖结构参数，根据解剖结构参数结合术前影像学及临床检查的数据，计算截骨矫形的角度及截骨位置，判定肘关节畸形的类型，并画出截骨线；S3、根据计算得到的截骨矫形的角度，在病变模型截骨位置处设计出截骨平面，依据截骨平面在三维软件中使用切割命令模拟截骨，分离出需要截除的部分。S4、模拟截骨完成后，去掉需要截除的骨块，对截骨后的肘关节进行复位，使上下截骨面贴合，矫正内旋角度，测量解剖结构参数，并将健侧模型镜像作为参考并验证术后矫正效果，使肘关节畸形恢复正常；S5、将病变模型导入到计算机辅助设计软件，根据手术入路选取相应的骨骼截骨区域表面拉伸为截骨导板本体，并按照确定好的截骨位置和克氏针进针位置设计截骨导向槽和克氏针定位导向孔；然后导入手术模拟好的术后模型，参考术后模型对近端、远端导板进行复位，并根据复位后的情况设计近端导板和远端导板上的内旋角度定位柱和定位孔，完成截骨矫形导板的设计；S6、将截骨矫形导板模型的源文件导入3D打印软件，摆放空间位置，对垂悬结构添加支撑，进行分层切片处理，得到二维信息数据；S7、利用二维信息数据生成扫描路径，导入3D打印设备，设置工艺参数，打印出截骨矫形导板；S8、打磨喷砂截骨矫形导板，得到截骨矫形导板的成品；其中，所述的判定肘关节畸形的类型的具体过程是:将肱骨的纵轴定义为臂轴，尺骨的长轴定义为前臂轴，所述臂轴和所述前臂轴的延长线在肘部构成向外开放的夹角，夹角的范围为165
°
～170
°
，提携角为10～15
°
，男性为10
°
，女性为15
°
，提携角减小时判定为肘内翻，增大时判定为肘外翻。2.根据权利要求1所述的组合型肘关节截骨矫形导板的制作方法，其特征在于：步骤S1中所述的病变模型及正常肘关节模型的修复过程包括去噪、光顺及补洞处理。3.根据权利要求1所述的组合型肘关节截骨矫形导板的制作方法，其特征在于：所述断层CT或MRI扫描数据以DICOM图像格式进行存储，层厚为0.625～1.5mm。4.根据权利要求1所述的组合型肘关节截骨矫形导板的制作方法，其特征在于：所述步骤S2中的病变模型及正常肘关节的数字化三维模型包括且不限于长度、臂轴、前臂轴、提携角及内旋角度。5.根据权利要求1所述的组合型肘关节截骨矫形导板的制作方法，其特征在于：所述步骤S4中的对截骨后的肘关节进行复位的过程是去掉需要截除的骨块，使用移动、旋转命令对截骨后的肘关节进行复位，...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖旺，秦鹭，张江平，陈庆，
申请(专利权)人：成都博思达康医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：