一种肱骨截骨矫形导板设计方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种肱骨截骨矫形导板设计方法及应用，对患侧和健侧肘关节进行螺旋CT连续断层扫描，重建患侧肱骨和健侧肱骨并镜像，确定第一截骨面和第二截骨面，提取截骨面处肱骨骨面特征为面片作为截骨母板，根据第一截骨面和第二截骨面设计出截骨导板的截骨槽和第一固定孔位，模拟截骨手术，再提取截骨面处骨面特征为面片设计出复位导板的复位母板及其上的第二固定孔。本发明专利技术从三维立体空间的角度进行截骨导板和复位导板的设计，设计出的截骨导板用于确定截骨面，复位导板辅助截断的骨面进行矫正复位和对接，能够更加精准地把控截骨部位及截骨的角度和方向，预知矫形术后患肢力线改善情况，可达到术前规划效果，简单快捷。简单快捷。简单快捷。

【技术实现步骤摘要】
一种肱骨截骨矫形导板设计方法及应用


[0001]本专利技术涉及骨骼矫正领域，具体涉及一种矫形导板设计方法。

技术介绍

[0002]正常人体的肱骨力线在冠状面、矢状面、水平面都有相应参考数值，如提携角：臂轴与前臂轴的延长线相交形成一向外开放的角度，约165～170
°
，其补角为15
±
5度，即提携角。男性一般为5
°
～10
°
，女性一般为10
°
～15
°
。提携角在0
°
～5
°
之间时为直肘，小于0
°
为肘内翻，大于15
°
为肘外翻。这三种情况均属肘畸形。肘内翻畸形是儿童肘部常见的症状，也是当前小儿骨科与肢体矫形外科经常遇到的难题。目前，越来越多的学者认为儿童肘内翻畸形是一种三维结构畸形，包括冠状面内翻畸形、矢状面过伸畸形、水平面旋转畸形。
[0003]肱骨远端截骨矫形术是目前临床治疗儿童肘内翻畸形的有效手术方式，肘内翻截骨精准操作是手术成功的前提。然而以往手术单纯以X线为参照设计截骨方案，属于二维图像的设计，并未考虑患儿肘关节三维结构上的畸形，且其测量角度多依靠手术医师的人工测量，术中截骨定位多依靠手术医师的操作经验。因此，其截骨矫形的效果常常与术前设想存在误差，截骨方案亦无法做到标准化操作。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：提供了一种能够获得精准导板数据且矫形效果更加的肱骨截骨矫形导板设计方法及方法。/>[0005]技术方案：本专利技术所述一种肱骨截骨矫形导板设计方法，包括以下步骤：（1）对患侧和健侧肘关节进行螺旋CT连续断层扫描；（2）将原始数据导入三维医学影像处理软件，使用阈值分割功能，标记出骨骼范围，分离出肱骨部分，重建患侧肱骨和健侧肱骨并镜像；（3）在坐标系中移动、旋转镜像的健侧肱骨，使之与患侧肱骨正常部分即肱骨近端重叠，据此确定远端肱骨髁内外连线在冠状面、矢状面和水平旋转角度与镜像的健侧差异，测量出差异角度，于肱骨远端髁间窝上方0.5～1 cm处垂直肱骨干平面为第一截骨面；（4）模拟手术远端截断，按测量的差异角度旋转、移动远端肱骨与镜像的健侧肱骨髁在冠状面、矢状面、水平面上平行，远端肱骨干和近端肱骨干在同一条直线上，同时让模拟截骨矫形后的肱骨长度与健侧一致，远端截骨面与近端重合端处为第二截骨面；（5）依据手术前外侧入路，提取截骨面处肱骨骨面特征为面片作为截骨母板，根据第一截骨面和第二截骨面设计出截骨导板的截骨槽和第一固定孔位；（6）截骨导板固定在肱骨上，沿截骨槽截骨，旋转、位移远端肱骨，使之处在步骤（3）重叠位置，再提取截骨面处骨面特征为面片设计出复位导板的复位母板及其上的第二固定孔，复位导板的第二固定孔位与截骨导板的第一固定孔位对应。
[0006]进一步，步骤（1）获取薄层CT厚度为1~1.5mm的尺寸数据。
[0007]进一步，步骤（2）阈值下限设定为226Hu。
[0008]进一步，步骤（3）健侧和患侧的重叠率需达到90%以上。
[0009]进一步，步骤（5）截骨导板以面片加厚作为截骨母板。
[0010]进一步，步骤（5）设计第一固定孔位时，位于第一截骨面上侧的第一固定孔位连线与第一截骨面平行，位于第二截骨面下侧的第一固定孔位连线与第二截骨面平行。
[0011]进一步，步骤（5）在截骨导板上截骨槽的周边设置挡板。
[0012]进一步，步骤（6）复位导板以面片加厚作为复位母板。
[0013]一种肱骨截骨矫形导板设计方法在制备肱骨矫形术医疗器械中的应用。
[0014]有益效果：本专利技术结合CT扫描获取肱骨尺寸数据，从多角度、多层面进行肱骨形态、力线分析，从三维立体空间的角度进行截骨导板和复位导板的设计，设计出的截骨导板用于确定截骨面，复位导板辅助截断的骨面进行矫正复位和对接，能够更加精准地把控截骨部位及截骨的角度和方向，预知矫形术后患肢力线改善情况，可达到术前规划效果，简单快捷。
附图说明
[0015]图1为患侧肱骨模型示意图；图2为健侧镜像模型示意图；图3为健侧镜像和患侧拟合重叠示意图；图4为截骨平面示意图；图5为截骨导板设计示意图；图6为截骨导板立体结构示意图；图7~12顺序为截骨导板的前视图、后视图、左视图、右视图、上视图和下视图；图13为复位导板设计示意图；图14为复位导板立体结构示意图；图15~20为顺序为复位导板的前视图、后视图、左视图、右视图、上视图和下视图。
实施方式
[0016]下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的描述。
[0017]本专利技术依据人体解剖参数进行肱骨远端的矫正，使其在冠状面、矢状面、水平面均符合正常解剖参数，而后设计截骨导板、复位导板并进行手术以达到矫形或治疗目的的方式。
[0018]一种肱骨截骨矫形导板设计方法，包括以下过程：（1）对患侧和健侧肘关节（肱骨全长及尺桡骨全长）行螺旋CT连续断层扫描。
[0019]（2）将原始Dicom格式数据（薄层：1mm左右厚）导入三维医学影像处理软件（9yuan3D数字骨科系统 V3.36），使用阈值分割功能，将阈值下限设为226Hu标记出骨骼范围，团块分离出肱骨部分，重建患侧肱骨和健侧肱骨并镜像，如图1、2所示。
[0020]（3）在坐标系中移动、旋转镜像的健侧使之与患侧正常部分即肱骨近端重叠，如图3所示，软件计算重叠90%以上为可接受状态，据此确定远端肱骨髁内外连线在冠状面、矢状面和水平旋转角度与镜像的健侧差异，测量出差异角度，于肱骨远端髁间窝上方0.5～1 cm处垂直肱骨干平面为第一截骨面5，如图4所示。
[0021]（4）模拟手术远端截断，按测量的差异角度旋转、移动远端肱骨与镜像的健侧肱骨髁在冠状面、矢状面、水平面上平行，远端肱骨干和近端肱骨干在同一条直线上，同时尽可能让模拟截骨矫形后的肱骨长度与健侧一致，远端截骨面与近端重合端处为第二截骨面6，如图4所示。
[0022]（5）依据手术前外侧入路，提取截骨面处肱骨骨面特征为面片，加厚3mm为截骨母板1，根据第一截骨面5和第二截骨面6在截骨母板1上设计宽度为1.2mm的截骨槽4。在截骨时需要进行限定和引导，因此在截骨母板1上截骨槽4的周边加厚设置挡板3，挡板3厚度为3mm。第一截骨面5的上侧和第二截骨面6的下侧分别设置两个第一固定孔位2，位于第一截骨面5上侧的第一固定孔位2连线与第一截骨面5平行，位于第二截骨面6下侧的第一固定孔位2连线与第二截骨面6平行，第一固定孔位2的直径为2.5mm，如图5~12所示。
[0023]（6）软件模拟截骨手术，使截骨导板固定在肱骨上，克氏针打入第一固定孔位2，沿截骨槽4截骨，旋转、位移远端肱骨，旋转、位移远端肱骨（骨面上固定孔位的位置同时位移旋转），使之处在步骤（3）重叠位置，再提取截骨面处肱骨骨面特征作为面片，加厚3mm为复位母板7，沿用截骨导板上的第一固定孔位2对应位置作为第二固定孔位8的位置，设计出复位导板，如图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种肱骨截骨矫形导板设计方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）对患侧和健侧肘关节进行螺旋CT连续断层扫描；（2）将原始数据导入三维医学影像处理软件，使用阈值分割功能，标记出骨骼范围，分离出肱骨部分，重建患侧肱骨和健侧肱骨并镜像；（3）在坐标系中移动、旋转镜像的健侧肱骨，使之与患侧肱骨正常部分即肱骨近端重叠，据此确定远端肱骨髁内外连线在冠状面、矢状面和水平旋转角度与镜像的健侧差异，测量出差异角度，于肱骨远端髁间窝上方0.5～1 cm处垂直肱骨干平面为第一截骨面；（4）模拟手术远端截断，按测量的差异角度旋转、移动远端肱骨与镜像的健侧肱骨髁在冠状面、矢状面、水平面上平行，远端肱骨干和近端肱骨干在同一条直线上，同时让模拟截骨矫形后的肱骨长度与健侧一致，远端截骨面与近端重合端处为第二截骨面；（5）依据手术前外侧入路，提取截骨面处肱骨骨面特征为面片作为截骨母板，根据第一截骨面和第二截骨面设计出截骨导板的截骨槽和第一固定孔位；（6）截骨导板固定在肱骨上，沿截骨槽截骨，旋转、位移远端肱骨，使之处在步骤（3）重叠位置，再提取截骨面处骨面特征为面片设计出复位导板的复位母板及其上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭雨，周冬，廖正飞，姜闻博，
申请(专利权)人：苏州博石数字医疗技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：