髖臼骨折用后柱拉力螺釘3d導航模塊的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及骨折復位技術領域，特別是涉及一種髖白骨折用后柱拉力螺釘3D導航模塊的制備方法。
【背景技術】
[0002]內固定是通過骨科手術在骨折復位后用金屬或生物材料維持骨折對位和穩(wěn)定的技術。對于存在較大的骨折塊的患者，多用螺釘固定，小骨折塊只可用克氏針內固定。往往是在骨折塊中心先鉆一孔，然后與骨縱軸成一定角度，斜向對側鉆孔和擰入螺釘(或鉆入克氏針)，以促進愈合。
[0003]隨著計算機技術與影像學技術的發(fā)展，導航技術已經成為骨科手術的非常重要的一種應用方式，導航技術使髖白骨折手術治療更加精確而有效。
[0004]現(xiàn)有導航設備主要有基于X射線的二維導航系統(tǒng)、計算機導航系統(tǒng)和導航模板。雖然與導航系統(tǒng)密切相關的影像學與計算機技術在近年得到迅速發(fā)展，但導航系統(tǒng)在實際臨床應用率并不高，主要存在以下方面不足。
[0005]首先，現(xiàn)有導航設備術中需要反復采集患者影像學信息以獲得定位，增加了患者與手術醫(yī)生的射線暴露時間，這種缺陷在基于X線的導航系統(tǒng)中體現(xiàn)尤為明顯。其次，常規(guī)導航設備操作繁瑣，價格昂貴，適用性較差。此外，現(xiàn)有導航設備以計算機導航為例，術中患者體位變化等因素容易引起圖像漂移，需要反復調整，影響導航精度。
[0006]現(xiàn)有導航模板能夠避免患者移動引起的精度誤差，通過導航模板進行骨折對象復位操作通常是將導航模板置入骨折部位，然后通過導航模板打孔，再裝入克氏針或者裝配后柱拉力螺釘。導航模板，有助于確?？耸厢樀姆较蚓?，是確保骨折內固定成功的關鍵因素之一。但是由于導航模板本身固定的，不與特定的骨折患者情況匹配，導致術中不匹配情況頻發(fā)，使得導航精度有所降低。
[0007]因此，針對現(xiàn)有技術不足，提供一種精確高、安全性好的髖臼骨折用后柱拉力螺釘3D導航模塊的制備方法以克服現(xiàn)有技術不足甚為必要。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明的目的之一在于避免現(xiàn)有技術的不足之處而提供一種髖臼骨折用后柱拉力螺釘3D導航模塊的制備方法，該髖臼骨折用后柱拉力螺釘3D導航模塊的制備方法所制備的導航模塊具有精度高、安全性能良好的特點。
[0009]本發(fā)明的上述目的通過以下技術措施實現(xiàn):
一種髖臼骨折用后柱拉力螺釘3D導航模塊的制備方法，包括如下步驟:
A.仿真重建根據(jù)髖白骨折對象骨盆薄層CT掃描數(shù)據(jù)進行三維重建獲得原始三維重建模型；在原始三維重建模型基礎上沿骨折線進行骨折塊分割并去除股骨頭得到骨折塊分離模型；在骨折模型基礎上操作調整單個骨折塊三維空間位置以恢復髖白正常解剖形態(tài)得到復位骨折模型；
B.虛擬后柱拉力螺釘植入模擬
以復位骨折模型為基礎，在復位骨折模型上以圓柱體模擬后柱拉力螺釘植入復位骨折模型；
C.導航模塊模擬體獲得
根據(jù)圓柱體建立導航模塊模擬體，使導航模塊模擬體固定于該復位骨折模型，且導航模擬體覆蓋住圓柱體，在導航模塊對應圓柱體穿過的位置對應形成通孔作為虛擬釘?shù)?，獲得具有虛擬釘?shù)赖膶Ш侥K模擬體；
D.3D打印
將導航模塊模擬體通過3D打印設備打印，得到導航模塊。
[0010]優(yōu)選的，步驟A中，在掃描層距彡1mm、掃描電流為200-250mAs、掃描電壓為80-130kv、掃描矩陣為521 X512、掃描窗位為軟組織窗、掃描部位為骨盆及股骨上段的掃描條件下掃描獲得髖白骨折對象骨盆薄層CT掃描數(shù)據(jù)。
[0011]優(yōu)選的，步驟A中通過醫(yī)學三維重建軟件MimicsH.0進行三維重建獲得原始三維重建模型。
[0012]優(yōu)選的，步驟C具體是運用布爾運算得到具有虛擬釘?shù)赖膶Ш侥K模擬體。
[0013]優(yōu)選的，步驟C中虛擬釘?shù)赖闹睆皆O置為3.2mm。
[0014]優(yōu)選的，步驟D具體是，根據(jù)步驟C的導航模塊模擬體導入3D打印機，在打印精度0.1mm、模型填充度20%、打印溫度230°C的參數(shù)設置下進行模型打印，得到導航模塊。
[0015]優(yōu)選的，步驟D還包括對打印的導航模塊在低于100攝氏度的溫度下進行消毒。
[0016]本發(fā)明的一種髖臼骨折用后柱拉力螺釘3D導航模塊的制備方法，包括如下步驟:A.仿真重建，根據(jù)髖白骨折對象骨盆薄層CT掃描數(shù)據(jù)進行三維重建獲得原始三維重建模型；在原始三維重建模型基礎上沿骨折線進行骨折塊分割并去除股骨頭得到骨折塊分離模型；在骨折模型基礎上操作調整單個骨折塊三維空間位置以恢復髖白正常解剖形態(tài)得到復位骨折模型；B.虛擬后柱拉力螺釘植入模擬，以復位骨折模型為基礎，在復位骨折模型上以圓柱體模擬后柱拉力螺釘植入復位骨折模型；C.導航模塊模擬體獲得，根據(jù)圓柱體建立導航模塊模擬體，使導航模塊模擬體固定于該復位骨折模型，且導航模擬體覆蓋住圓柱體，在導航模塊對應圓柱體穿過的位置對應形成通孔作為虛擬釘?shù)溃@得具有虛擬釘?shù)赖膶Ш侥K模擬體；D.3D打印，將導航模塊模擬體通過3D打印設備打印，得到導航模塊。該髖臼骨折用后柱拉力螺釘3D導航模塊的制備方法通過骨折對象的骨盆薄層CT掃描直接進行三維建模，并通過復位模型模擬拉力螺釘置入獲得具有虛擬釘?shù)赖膶Ш侥K模擬體，通過3D打印獲得導航模塊。該導航模塊具有制備工藝簡單、精度高、安全性好的特點。
【附圖說明】
[0017]結合附圖對本發(fā)明作進一步的描述，但附圖中的內容不構成對本發(fā)明的任何限制。
[0018]圖1是根據(jù)一髖臼骨折對象骨盆薄層CT掃描數(shù)據(jù)得到的三維重建示意圖，其中，A是原始三維重建模型，B是骨折塊分離模型，C是髖白關節(jié)面骨折累及情況示意圖，D是虛擬的骨折復位模型。
[0019]圖2是虛擬后柱拉力螺釘植入模擬示意圖。
[0020]圖3是根據(jù)圓柱體建立導航模塊模擬體的示意圖。
[0021]圖4是導航模塊模擬體的獲取過程示意圖，A是導航模塊模擬體粗坯構建，B是根據(jù)后柱拉力螺釘位置調整導航模塊位置示意圖，C是帶有虛擬釘?shù)赖膶Ш侥K模擬體示意圖，D是導航模塊導航示意圖。
[0022]圖5是模擬臨床操作中導航模擬示意圖。
[0023]圖6是髖臼骨折內固定效果示意圖。
[0024]在圖1至圖6中，包括:
導航模塊模擬體100、圓柱體200、虛擬釘?shù)?00、后柱拉力螺釘400。
【具體實施方式】
[0025]結合以下實施例對本發(fā)明作進一步描述。
[0026]實施例1。
[0027]一種髖臼骨折用后柱拉力螺釘3D導航模塊的制備方法，通過如下步驟進行的。
[0028]A.仿真重建。
[0029]根據(jù)髖白骨折對象骨盆薄層CT掃描數(shù)據(jù)進行三維重建獲得原始三維重建模型。具體是掃描層距彡1mm、掃描電流為200-250mAs、掃描電壓為80- 130kv、掃描矩陣為521X512、掃描窗位為軟組織窗、掃描部位為骨盆及股骨上段的掃描條件下掃描獲得髖臼骨折對象骨盆薄層CT掃描數(shù)據(jù)，并通過醫(yī)學三維重建軟件MimicsH.0進行三維重建獲得原始三維重建模型。
[0030]在原始三維重建模型基礎上沿骨折線進行骨折塊分割并去除股骨頭得到骨折塊分離模型。
[0031]在骨折模型基礎上操作調整單個骨折塊三維空間位置以恢