用于颅顶重建外科手术的颅骨导向模板制造技术

用于颅顶重建外科手术的颅骨导向模板包括切割导向模板和拼接导向模板，切割导板本体的边缘轮廓线表征手术时的切割路径；拼接导板本体的外缘具有与相邻的拼接导向模板或颅底拼接的榫槽连接结构。本实用新型专利技术具有在术中能够保护重要的解剖位置，不出现对骨瓣的过度切割，利于术后恢复愈合的优点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及用于颅顶重建外科手术的颅骨导向模板。
技术介绍
对颅顶进行重建来实现对颅骨整形的目的，其中最为关键的技术就是对原有颅骨进行重新设计即分割、切除和拼合从而达到整形的效果。当前的颅顶设计依靠三维CT来判断颅顶畸形的状况，并凭着医生的经验在二维CT片上或纸上设计切割形状和路线，然后在手术过程中根据实际情况进行实地调整切割形状、路线及拼接方式。这种常规的方法存在着很多的问题有些颅顶重建不一定需要将所有的颅骨进行切割拼接，只对部分颅骨进行切割分离拼接，因此很难在术前做好方案的设计；颅顶重建涉及到三维空间的定位问题，在 二维平面上很难完整的考虑到颅顶重建过程中各骨瓣间的三维空间关系；由于缺乏有效手段，手术方案不能有效的转移到手术的实施过程中，对切割下来的骨瓣不能得到最佳的利用，很难得到骨瓣之间准确的拼接关系，因此很难达到术前方案所设计的预期整形结果；由于手术方案在手术过程中不能够充分实施，因此手术过程中无法实现术前方案中所规划的对重要位置及解剖结构的保护；缺少有效的辅助工具，手术过程中不能够做到细致、精确，从而会对颅骨出现过度的切割，对骨瓣带来了很大的损伤不易于术后的愈合；手术时间长，对患者的血供、血压、代谢产生影响，增加了手术的不确定因素，加大了手术风险。在手术过程中为了能够精确的实施手术方案必须准确的切割头骨，这就需要对切割位置进行准确定位，而有一部分传统的颅顶重建手术对切入路线的定位是依靠颅顶的特征点来定位，如冠状缝和人字缝的走向或是患者脑颅的特殊结构。由于头颅内部结构复杂，血管神经交错，在切割颅骨时应该谨慎小心，避开重要血管和神经，因此在设计切割路线的时候就应该充分考虑到这些问题；有一部分的颅顶重建手术的定位是可以通过辅助定位机构来实现，而这些辅助定位机构需要将颅骨与之固定，并且这些辅助定位机构结构都比较大，其占用的空间较大影响了手术的操作空间及手术视线，加之这些辅助定位机构都是专门定制其价格昂贵，所以应用辅助定位机构在颅顶重建手术中实现定位有着很大的局限性。
技术实现思路
为克服现有技术容易造成对颅骨的过度切割，对骨瓣带来很大损伤，不利于术后的愈合的缺点，本技术提供了一种在术中能够保护重要的解剖位置，不出现对骨瓣的过度切割，利于术后恢复愈合的用于颅顶重建外科手术的颅骨导向模板。用于颅顶重建外科手术的颅骨导向模板，包括切割导向模板和拼接导向模板，切割导向模板包括内表面与颅顶完全贴合的切割导板本体，切割导板本体的边缘轮廓线表征手术时的切割路径；拼接导向模板包括内表面与颅顶完全贴合的拼接导板本体，拼接导板本体的外缘具有与相邻的拼接导向模板或颅底拼接的榫槽连接结构；所有的拼接导向模板连接形成手术后的颅顶形状。进一步，所述的榫槽连接结构包括榫头和榫槽；榫头和榫槽的过渡线均采用圆弧过渡线。进一步，所述的榫头和槽口均为燕尾形或是T字型或是锯齿型。本技术的技术构思在于颅顶重建是解决因颅缝早闭所引起的斜头、尖头、小头、三角头等等症状，以及因脑积水或脑积血所引起的大头症的有效方法，颅顶的形状对人的外貌产生直接影响，因此在去除病症的同时对美学的追求及对生活质量的提高也是医生和病人所关心的。本技术首先是通过采集病人的CT数据或MRI数据，运用医学图像处理软件重建病人的三维颅骨模型。在这个过程中，要对医学图像进行阈值分割、ROI (感兴趣区域)提取等图像处理方法得出颅骨的图像数据，然后进行颅骨的三维重建。CT数据或MRI数据的 层厚对导向模板的精度有影响，当层厚越小对导航模板的精度越有利。重建完成以后将三维颅骨数据以通用的格式(如STL格式)导出。根据患者年龄的正常颅脑大小对患者颅顶模型进行几何变换，对其进行术后预测。然后根据术后预测的结果进行患者颅顶的重建，并设计出合理的骨瓣数量、骨瓣大小、切割路线及各骨瓣之间的拼接结构和方式。最后根据设计好的骨瓣进行切割导向模板和拼接导向模板的制作。手术时，医生先将切割导向模板贴合在患者颅骨上，沿着切割导向模板对颅骨进行切割。然后将拼接导向模板贴合在从患者颅骨上切割下来的患者骨瓣上，沿着拼接导向模板切割患者骨瓣。最后将切割后的患者骨瓣相互拼合形成颅顶，再将颅顶与颅底拼合，从而完整颅骨重建手术。由于切割导向模板和拼接导向模板均不是用固定工具固定在颅骨上的，其定位方式是采用颅骨本身的曲面形状及颅骨上本身存在的凹凸点或是区域，所以在骨瓣设计的过程中要保留颅骨本身的特征点，即导向模板的内表面与患者颅骨的外表面完全贴合。在导向模板的设计过程中为了能够方便医生操作，可以对导向模板的切割拐角处进行圆角处理。为了能够使得医生容易区分各个导向模板在颅顶上所处的位置，可以对导向模板进行标记。本技术通过制造切割导向模板和拼接导向模板，将切割导向模板和拼接导向模板依次紧贴患者颅骨，对患者颅骨进行切割，无需使用特殊的固定装置，提高了颅骨切割的准确性，同时降低了颅骨切开术的复杂性，并规避了颅骨的重要解剖结构，减少对颅骨的损伤，利于术后恢复。附图说明图IA是正常颅骨的颅顶解剖结构。图IB是正常颅骨的侧面解剖结构。图IC是患巨颅症的病人与正常人颅顶的区别。图2是制作导向模板的流程图。图3A是拍摄CT时的一个断面图像。图3B是通过CT图像数据重建的颅顶三维轮廓模型。图4A是术后颅顶与根据CT数据重建的颅顶三维模型的对比的前后剖视图。图4B是术后颅顶与根据CT数据重建的颅顶三维模型的对比的左右剖视图。图5A是对根据CT图像数据重建的患者颅骨模型模拟切割的示意图。图5B是骨瓣与颅底的连接方式示意图。图5C是模拟切割形成的四块骨瓣的示意图。图6是将模拟切割形成的骨瓣参照手术目标模型进行几何变换后的示意图。图7是骨瓣间的拼接结构设计完成后的术后颅顶形状。图8是图7的拼接结构的示意图。图9是切割导向模板的示意图。图10是切割导向模板紧贴患者颅骨的示意图。图11是拼接导向模板的示意图。图12是拼接导向模板紧贴手术目标模型的示意图。图13A是将切割导向模型紧贴患者颅骨的示意图。图13B是将拼接导向模型紧贴从患者颅骨中取下骨瓣的示意图。图14A是根据斜头患者的CT数据重建的颅骨三维模型的示意图。图14B是调整颅骨骨瓣位置后的术后颅骨模型。图14C是医生在手术过程中沿着切割导向模板切割出骨瓣的示意图。图15A是因为冠状缝与矢状缝过早闭合而引起的小头病例的颅骨模型。图15B是模拟重建冠状缝的示意图。图15C是医生将切割导向模板放在顶骨上的示意图。具体实施方式实施例一使用制作的导向模板包括切割导向模板和拼接导向模板，切割导向模板包括内表面与颅顶完全贴合的切割导板本体，切割导板本体的边缘轮廓线表征手术时的切割路径；拼接导向模板包括内表面与颅顶完全贴合的拼接导板本体，拼接导板本体的外缘具有与相邻的拼接导向模板或颅底拼接的榫槽连接结构；所有的拼接导向模板连接形成手术后的颅顶形状。所述的榫槽连接结构包括榫头和榫槽；榫头和榫槽的过渡线均采用圆弧过渡线。所述的榫头和槽口均为燕尾形或是T字型或是锯齿型。手术时，医生先将切割导向模板贴合在患者颅骨上，沿着切割导向模板对颅骨进行切割。然后将拼接导向模板贴合在从患者颅骨上切割下来的患者骨瓣上，沿着拼接导向模板切割患者骨瓣。最后将切割后的患者骨瓣相互拼合形成颅顶，再将颅顶本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于颅顶重建外科手术的颅骨导向模板，包括切割导向模板和拼接导向模板，切割导向模板包括内表面与颅顶完全贴合的切割导板本体，切割导板本体的边缘轮廓线表征手术时的切割路径；拼接导向模板包括内表面与颅顶完全贴合的拼接导板本体，拼接导板本体的外缘具有与相邻的拼接导向模板或颅底拼接的榫槽连接结构；所有的拼接导向模板连接形成手术后的颅顶形状。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：姜献峰，游嘉，彭伟，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：实用新型
国别省市：