一种3D打印体外组合式导航模板制备方法

本发明涉及骨外科手术器械制备领域，尤其涉及一种3d打印体外组合式导航模板制备方法。

背景技术：

1、随着数字化技术的快速发展，数字化骨科技术在骨科诊疗领域也有着重大突破。3d打印（3dp）即快速成型技术的一种，又称增材制造，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3d打印可以打印各种复杂的结构，应用行业非常广泛，经常用在工业设计，模型设计等，现在该技术也在航空航天、汽车制造、土木工程、医疗、教育、电子消费产品、地理信息系统等领域应用。但目前还没有发现在骨外科手术的导航模板模型重建中运用，更准确的利用数字化技术帮助医生诊断治疗手术应用的技术方案。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种3d打印体外组合式导航模板制备方法，以达到利用数字化技术帮助临床医师诊断治疗骨盆骨折效果。

2、本发明原理为：

3、首先在患者患侧髂前上棘植入两枚定位针，然后行骨盆ct平扫及三维重建检查，检查完成后医师在医院oa系统上填写患者基本信息及检查单号后提交申请表。工程师接受申请并在云平台接收到传输的骨盆ct数据，利用e-3d数字医疗建模设计系统软件进行患者皮肤模型、骨盆模型重建，借助重建后的资料图像与医师进行讨论研究，医师根据设计适合患者的手术方案，设计入针点的位置、方向和角度。工程师依据手术方案，在软件中，按照医师的规划的位置、方向和角度设计具有相应功能的手术导航模板。工程师与临床医师进行沟通确认导板方案。确认无误后将骨盆模型和导板利用3d打印技术进行3d打印，完成后交付医师，医师根据骨盆模型与导板相互配合，进行术前模拟手术，分析验证导航模板准确性。

4、本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：一种3d打印体外组合式导航模板制备方法，包括如下步骤：

5、1 .在患者患侧的髂前上棘植入两枚定位针；

6、2 .患者行骨盆ct平扫及三维重建检查；

7、3 .在医院oa系统上提交申请；

8、4 .工程师在3d平台上接受申请；

9、5 .将患者骨盆ct数据传输至e-3d数字医疗建模设计系统软件进行提取ct数据，数据分割及模型处理，重建骨盆及皮肤模型；

10、6 .医师在骨盆ct图像上规划螺钉通道路径，分别从冠状位、矢状位及横断位上进行设计；

11、7 .医师在骨盆ct图像上规划模拟两根定位针的位置；

12、8 .工程师在皮肤模型上绘制导板轮廓；

13、9 .利用导板设计选项中的手工绘制导板轮廓，设置导板基础参数，生成导板；

14、10 .绘制一个更大范围的导板轮廓，将第一次绘制的导板囊括在内，生成导板；

15、11 .选取第一次和第二次生成的导板，利用布尔运算将导板的多余部分去除，生成最终导板；

16、12 .在导板上针道位置添加套筒，将套筒与导板面结合，确认无误后打印出导板模型；

17、13 .将骨盆ct数据传输至3d打印机打印骨盆模型；

18、14 .将打印好的骨盆与导板模型清洗、晾干；

19、15 .在骨盆模型上模拟导针植入，验证导航模板的精确性；

20、16 .将导板消毒备用。

21、本发明具有以下技术效果：

22、1 .本发明基于e-3d数字医疗建模设计系统软件，使数据处理更加安全，快捷，实现了医工交互。

23、2 .本发明利用功能强大的e-3d数字医疗建模设计系统软件，可快速制定手术方案。具体表现在可快速安全传输数据；完全重建骨盆三维模型；真正实现医工交互，术前实时交流；在具体手术方案制定后，在2小时内完成针道和导板的书记，然后精准打印，不耽误手术最佳时间。

24、3 .本发明可以在术前三维图像及实物模型展示手术效果，更好的与患者沟通方案。让患者及患者家属可以更好的了解手术，积极配合手术。

25、4 .本发明突出了个体化治疗，更加精确，使手术操作更加精细化、安全化、个性化。根据手术方案，可量身定制独一的手术导板。

26、5 .本发明实现了3d数字化打印，保证了高精度还原实物打印，提高手术精确度。

27、6 .本发明使用3d打印导航模板提高了手术效率，降低了辐射暴露时间。

28、7 .相比体内导板需要剥离部分软组织，本发明可以通过定位针固定导板，避免不必要的软组织损伤。

29、8 .本发明利用3d打印技术快速成型的制作方法，以数字模型为文件，使用光敏树脂等可粘合的材料为产品结构材料，逐层打印。通过3d打印打印理想的结构，在骨外科手术的体外导板模型重建中运用，更好的利用数字化技术帮助医生诊断治疗，并在手术中高效又精确地操作，大大缩减患者治疗疗程，解决了多次调整钉道方向的问题，降低螺钉穿出骨皮质的风险，减少骨质破坏，显著提高了治疗效果；同时减少医生和患者的辐射暴露。

技术特征：

1.一种3d打印体外组合式导航模板制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的3d打印体外导航模板制备方法，其特征在于，所述s1骶髂螺钉模板制作步骤程包括：

3.根据权利要求2所述的3d打印体外导航模板制备方法，其特征在于，所述s2骶髂螺钉模板制作步骤包括：扫描患者ct数据，设计s2螺钉植入位置、方向、角度等，设计模板，将模板数据输入3d打印设备，选择进行实物模板制作。

4.根据权利要求2或3所述的3d打印体外导航模板制备方法，其特征在于，所述s1与s2骶髂螺钉模板制作步骤程包括： 扫描患者ct数据，设计s1与s2螺钉植入位置、方向、角度等，设计模板，将模板数据输入3d打印设备，选择进行实物模板制作。

技术总结
本发明公开了一种3D打印体外组合式导航模板制备方法，模板制备通过E‑3D数字医疗建模设计系统软件设计模板；通过ct机扫描患者ct数据，将患者ct数据下载，该数据通过E‑3D数字医疗建模设计系统软件分割重建3D打印模型，通过骨盆ct图像数据重建模型；工程师设计模板，临床医师设计定位针及导针方向、角度；模型设计完成后，通过3D打印机打印模型，完成。本发明通过组合式导航模板制作和治疗方法，可显著提高置钉准确性，降低手术风险，减少辐射暴露时长，具有安全、高效、精确的优点。

技术研发人员：邱少东,侯腾,史小刚,张博,张贺
受保护的技术使用者：宁夏医科大学总医院
技术研发日：
技术公布日：2024/6/23