人工骨骨折模型的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种人工骨骨折模型的制作方法，其是将患骨沿横断面连续螺旋CT扫描，得到多层图像，以Dicom3.0标准存储，利用Mimics软件制作出骨以及骨折断面的三维重建模型；经UG软件将要加工的模型分形，数控铣加工制作骨外形模具，以及原型骨骨折线位置的标记凹槽；三维打印得到骨折断面模型，并放置在相应骨外形模具的标记凹槽位置，对合上、下模具，灌入聚甲基丙烯酸甲酯，室温下静置、固化，取出骨折断面模型，得到人工骨骨折模型标本。这样制备的骨折模型一步到位，免去了得到骨标本后再人造骨折的复杂过程，器材损耗及提高成本的顾虑。所得到的骨折界面全面真实的反映骨折断面间的受力情况，为临床骨折的治疗提供帮助。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及骨折模型制作的方法，特别是一种能够再现临床特征，符合实际骨折界面的。
技术介绍
随着人口老龄化，激素类药物的广泛使用以及交通事故的增多，骨折的发生率明显上升，针对不同部位的骨折及其生物力学特征的差异，应该尽早采取相应的处理办法，以减少并发症，改善预后，降低病死率。因此，对于骨的生物力学性能的测试和研究工作日益受到人们的重视。为解决人尸体骨的来源有限且成本较高等问题，中国专利101602056公开了一种 “采用聚甲基丙烯酸甲酯制备人工股骨标本的方法”，通过该方法材料制作统一骨模型，人造骨折，分析骨折断面间的受力情况。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是以粉剂和液剂两部分聚合而成的，而不同的粉液比例合成PMMA所具备的力学特性是不同的。近年来，该方法制作的骨模型标本广泛应用于生物力学研究中，其较高的力学强度和黏弹性的性质得到了国内外的认可。长期以来，人们得到人工骨模型标本以后，对于骨折模型的建立往往采用单纯垂直横断或斜断的方法，研究断面间的生物力学性能。该方法制作骨折模型存在明显的缺点是采用人工方法得到的骨折界面较为单一，不能完全反映临床上复杂多样的骨折界面，所测得的断面间的力学数据也与实际骨折面的受力情况存在一定的差距；同时由于骨折模型的建立方法基本都是人为手工制作，导致每个模型之间都难免存在一定的误差，这种个体之间的差异势必会对实验结果的数据产生影响。
技术实现思路
本专利技术就是为解决现有技术中，骨折界面较为单一，不能完全反映临床上复杂多样的骨折界面，所测得的断面间的力学数据也与实际骨折面的受力情况存在一定的差距； 以及手工制作导致的个体之间差异等问题，而提供一种能高度模拟临床骨折界面的。本专利技术是按照以下技术方案设计的。1. 一种，其特征在于所述方法包括以下步骤(1)对临床上选取的适合骨折患者的患骨沿横断面连续螺旋CT扫描，将得到的多层图像，以Dicom3. 0标准存储，然后利用Mimics软件制作出完整的骨以及骨折断面的三维重建模型；(2)利用UG软件将要加工的模型分形，再进行排序，定刀路、生成刀轨，可靠的夹装并校正工件，然后用数控铣加工制作出骨外形模具，在定刀路过程中，注意在模具指定位置做标记凹槽，指定位置即制作骨外形模具的原型骨的骨折线位置；(3)通过三维打印技术得到骨折断面模型，以吻合标记凹槽位置；(4)将骨折断面模型放置在相应骨外形模具的标记凹槽位置，对合上、下模具，固定；(5)在外形模具中灌入聚甲基丙烯酸甲酯，所述聚甲基丙烯酸甲酯，由按重量比自凝牙托粉牙托水为1-2:1的比例调和；25°C室温下静置3-4小时，待完全固化，取出骨折断面模型，得到人工骨骨折模型标本。本专利技术的有益效果是应用本专利技术制作骨折模型，其操作简便，性能良好，骨折模型一步到位，免去了得到骨标本后再人造骨折的复杂过程，器材损耗及提高成本的顾虑。并且所得到的骨折界面，与临床上的骨折高度一致，用于实验更贴近临床，所得实验结果更具有临床意义。同时这样的标本，具有统一的骨折界面和机械性能，去除了因人造骨折模型所产生的个体差异等混杂因素。从而进行基础实验以更好的指导临床工作。并且可以全面真实的反映骨折断面间的受力情况，以及加上内固定后内固定物所受的应力情况，为临床骨折的治疗提供帮助。具体实施例方式以下结合本专利技术的实施例予以详细叙述。一种，包括以下步骤(1)对临床上选取的适合骨折患者的患骨沿横断面连续螺旋CT扫描，将得到的多层图像，以Dicom3. 0标准存储，然后利用Mimics软件制作出完整的骨以及骨折断面的三维重建模型；(2)利用UG软件(Unigraphics)将要加工的模型分形，将模具分成上模和下模两部分， 再利用数控编程软件cimatron E8，采用加工部位分序法(对于加工内容很多的零件，可按其结构特点将加工部分分成几个部分，如内形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工简单的几何形状，再加工复杂的几何形状；先加工精度较低的部位， 再加工精度要求较高的部位。)对模具进行排序，定刀路、生成刀轨，即通过路径轨迹反映模型零件的切削位置(刀具的移动轨迹)，可靠的夹装并校正工件，然后用数控铣加工制作出骨外形模具，在定刀路过程中，注意在模具指定位置做标记，指定位置即制作骨外形模具的原型骨的骨折线位置，沿骨折线外周缘在模具的对应位置切削一深1mm，宽1mm，作为标记凹槽；(3)通过三维打印技术得到骨折断面模型，模型厚度为1mm，外周宽度比原始骨折断面增长Imm以吻合标记凹槽位置；(4)将骨折断面模型放置在相应骨外形模具的标记凹槽位置，对合上、下模具，固定；(5)在外形模具中灌入聚甲基丙烯酸甲酯，由按重量比自凝牙托粉牙托水为1-2:1的比例调和，25°C室温下静置3-4小时，待完全固化，取出骨折断面模型，得到人工骨骨折模型标本。所述连续螺旋CT扫描是采用16排螺旋CT连续扫描，得到多层图像。所述聚甲基丙烯酸甲酯，由按重量比自凝牙托粉牙托水为1. 5:1的比例调和。实施例1:1.采用16排螺旋CT对临床上选取的锁骨骨折患者的骨折锁骨沿横断面连续扫描，共得到32层图像，以Dicom3. 0标准直接存储，然后利用Mimics软件制作出完整的锁骨以及锁骨骨折断面的三维重建模型；2.利用UG软件将要加工的试件分形，即将模具分成上模和下模两部分，再利用数控编程软件cimatron E8，采用加工部位分序法对模具进行排序，定刀路、生成刀轨，即通过路径轨迹反映模型零件的切削位置(刀具的移动轨迹)，可靠的夹装并校正工件，然后用数控铣加工制作出锁骨外形模具，在定刀路过程中，注意在模具指定位置做标记，指定位置即指原型锁骨的骨折线位置，沿锁骨骨折线外周缘在模具的对应位置切削一深1mm，宽1mm，作为标记凹槽；3.通过三维打印技术得到锁骨骨折断面模型，模型厚度为1mm，外周宽度比原始骨折断面增长Imm以吻合标记凹槽位置；4.将锁骨骨折断面模型放置在相应锁骨外形模具的标记凹槽位置，对合上、下模具，固定；5.在室温25°C的环境下，在外形模具中灌入PMMA，PMMA是按自凝牙托粉牙托水为 1.5:1比例调和，即自凝牙托粉60克，牙托水40克；6.室温25°C条件下下静置3-4小时，待PMMA完全固化，打开模具，取出锁骨骨折断面模型，得到人工锁骨骨折模型标本。 实施例2:1.采用16排螺旋CT对临床上选取的股骨颈骨折患者的骨折股骨沿横断面连续扫描， 共得到384层图像，以Dicom3. 0标准直接存储，然后利用Mimics软件制作出完整的股骨以及股骨颈骨折断面的三维重建模型；2.利用UG软件将要加工的试件分形，即将模具分成上模和下模两部分，再利用数控编程软件cimatron E8，采用加工部位分序法对模具进行排序，定刀路、生成刀轨，即通过路径轨迹反映模型零件的切削位置(刀具的移动轨迹)，可靠的夹装并校正工件，然后用数控铣加工制作出股骨外形模具，在定刀路过程中，注意在模具指定位置做标记，指定位置即指原型股骨的股骨颈骨折线位置，沿股骨颈骨折线外周缘在模具的对应位置切削一深1mm，宽 1mm，作为标记凹槽；3.通过三维打印技术得到股骨颈骨折断面模型，模型厚度为1mm，外周宽度比原始骨折断面增长Imm以吻合标记凹槽位置；4.将股骨颈骨折断面模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马信龙，马剑雄，徐卫国，陈阳，杜长林，朱少文，杨阳，马宝意，姬树青，马韬，王杰，张弢，王志彬，
申请(专利权)人：天津市天津医院，
类型：发明
国别省市：