CN206381209U - 一种用于儿童骨骺骨桥切除术的3d打印导航模板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及医疗器具技术领域，特别是一种用于儿童骨骺骨桥切除术的3D打印导航模板，第一导板、第二导板和第三导板拼接在一起形成闭合的导航模板贴合在患者的膝关节处，第一导板上设置有4个贯穿第一导板的克氏针导孔，第二导板上设置有3个贯穿第二导板的克氏针导孔，第一克氏针导孔、第二克氏针导孔、第三克氏针导孔、第四克氏针导孔、第五克氏针导孔、第六克氏针导孔与第七克氏针导孔沿线形成的闭合空间为容置空腔，本实用新型可以为儿童患者量身定做，使得骨骺骨桥切除术省时省力，精准性高，不需要反复调整，使手术一次成功，有效缩短手术时间，减少患者痛苦。

Description

一种用于儿童骨骺骨桥切除术的3D打印导航模板

技术领域

本实用新型涉及医疗器具技术领域，特别是一种用于儿童骨骺骨桥切除术的3D打印导航模板。

背景技术

近年来，随着计算机技术及医学三维可视化研究的发展，有关人体结构的三维可视化研究及计算机辅助骨科技术也逐渐成为国际医学界研究的热点，在临床应用当中表现了出极大的现实意义。研究表明，个性化导航模板辅助骨科手术即可以实现个体化的治疗方案的设计，又可以达到理想的治疗效果，相比传统的技术手段，表现出了很大的优越性。

股骨远端骺板骨桥切除术用于骺板早闭的手术治疗。骺板早闭指位于肢体长管状骨两端的骨生长板，在生理闭合年龄之前，因疾病和损伤，使骺板软骨骨化而提前闭合。骺板骨化后把骨骺和干骺端连成一体，使骨的纵向生长能力消失。通常将部分骺板提前骨化所形成骨组织称为骨桥（bone bridge或 bone bar）。SalterⅣ、Ⅴ型骨骺损伤是造成骺板早闭的常见原因。此外感染、肿瘤、放射性损伤也可引起骺板早闭。某些病例则病因不明如Blount病，有人将其称为先天性或发育性骺板早闭。骺板早闭的治疗是一个既复杂又棘手的问题。其外科治疗原则，根据骺板早闭的类型、骨桥所在的部位，病人的年龄以及畸形情况，综合考虑。值得强调的是，断层X线片检查，准确地了解骨桥大小及部位，是确定外科治疗原则的前提。由于骺板完全闭合者即大于50%的骺板已骨化闭合，以矫正成角畸形和肢体延长为目的，选择手术方法。对于骺板部分闭合者，以采用骨桥切除为主，其成角畸形则根据畸形程度、病人年龄，选择截骨矫形手术。

目前，国内的儿童骨骺骨桥切除术缺乏专门的配套工具，手术过程费时费力，准确性差，需反复调整，增加了儿童患者的痛苦。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对现有技术的不足，提供一种用于儿童骨骺骨桥切除术的3D打印导航模板，可以为儿童患者量身定做，使得骨骺骨桥切除术省时省力，精准性高，减少儿童患者的痛苦。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种用于儿童骨骺骨桥切除术的3D打印导航模板，包括通过3D打印机制作的第一导板、第二导板和第三导板，第一导板、第二导板和第三导板拼接在一起形成闭合的导航模板贴合在患者的膝关节处，第一导板上设置有4个贯穿第一导板的克氏针导孔分别为第一克氏针导孔、第二克氏针导孔、第三克氏针导孔和第四克氏针导孔，第一克氏针导孔和第二克氏针导孔相邻位于第一导板的外表面，第三克氏针导孔和第四克氏针导孔相邻位于第一导板的顶部边沿位置，第二导板上设置有3个贯穿第二导板的克氏针导孔分别为第五克氏针导孔、第六克氏针导孔和第七克氏针导孔分布在第二导板的外表面，第一克氏针导孔、第二克氏针导孔、第三克氏针导孔、第四克氏针导孔、第五克氏针导孔与第六克氏针导孔沿线形成的闭合空间为容置空腔。

在本技术方案中，使用了3D打印机制作第一导板、第二导板和第三导板，第一导板、第二导板和第三导板拼接在一起形成闭合的导航模板贴合在患者的膝关节处，具体形状根据每个患者CT数据mimics软件反向建模形成，以确保导航模板的内表面与患者骨骺近端紧密贴合。在手术过程中，首先，切开皮肤、筋膜、肌肉，剥开骨膜，贴合骨皮质定位导板，根据术前测量长度调整克氏针，置入2根克氏针，C臂机摄X线验证克氏针准确性，然后撤除骨皮质定位导板，沿克氏针***并贴合第一导板，并根据第一导板凹槽组装袖套样第二导板和第三导板于膝关节皮肤，根据术前测量长度调整克氏针，分别于第一导板和第二导板上置入6根克氏针圈定骨桥上、下、左、右、前、后边界，拔出骨皮质定位导板上的克氏针并移除第一导板、第二导板和第三导板，植入第一克氏针导孔、第二克氏针导孔、第三克氏针导孔、第四克氏针导孔、第五克氏针导孔与第六克氏针导孔内的6根克氏针形成的闭合空间为容置空腔用来固定待切除的骨桥，暴露手术切口，于手术切口内根据克氏针道凿开股骨皮质，向克氏针方向挖除骨桥，触及定位边界的克氏针即停止，C臂机摄X线验证骨桥挖除范围是否充足，完成手术。

本实用新型的进一步改进，第一导板与第二导板拼接在一起的整体两端设置有两个凸起，分别为第一凸起与第二凸起。

本实用新型的进一步改进，第七克氏针导孔设置在第二凸起的外表面。

本实用新型的进一步改进，第三导板两端设置有两个凹槽，分别为第一凹槽与第二凹槽，第一凹槽与第二凹槽分别与第一凸起、第二凸起相对应。

本实用新型的进一步改进，导航模板采用采用医用PLA材料打印。聚乳酸（PLA）是一种新型的生物基及可生物降解材料，使用可再生的植物资源（如玉米）所提出的淀粉原料制成。淀粉原料经由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸，再通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸。其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物在特定条件下完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。

本实用新型的有益效果：本实用新型为一种用于儿童骨骺骨桥切除术的3D打印导航模板，可以为儿童患者量身定做，使得骨骺骨桥切除术省时省力，精准性高，不需要反复调整，使手术一次成功，有效缩短手术时间，减少患者痛苦。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构示意图。

图2是本实用新型的俯视结构示意图。

图3是本实用新型的第一导板与第二导板的拼接结构示意图。

图4是本实用新型的第三导板的结构示意图。

图5是本实用新型的贴合骨骺的结构示意图。

图6是与本实用新型结合使用的骨皮质定位导板结构示意图。

图7是骨皮质定位导板贴合骨骺的结构示意图。

图中，1-第一导板，2-第二导板，3-第三导板，4-第一克氏针导孔，5-第二克氏针导孔，6-第三克氏针导孔，7-第四克氏针导孔，8-第五克氏针导孔，9-第六克氏针导孔，10-第七克氏针导孔，11-第一凸起，12-第二凸起，13-第一凹槽，14-第二凹槽，15-容置空腔，16-骨皮质定位导板，17-骨皮质定位导板第一克氏针导孔，18-骨皮质定位导板第二克氏针导孔。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不对本实用新型的保护范围构成限定。

实施例：如图1至图5所示，一种用于儿童骨骺骨桥切除术的3D打印导航模板，包括采用医用PLA材料通过3D打印机制作的第一导板1、第二导板2和第三导板3，第一导板1、第二导板2和第三导板3拼接在一起形成闭合的导航模板贴合在患者的膝关节处，第一导板1上设置有4个贯穿第一导板1的克氏针导孔分别为第一克氏针导孔4、第二克氏针导孔5、第三克氏针导孔6和第四克氏针导孔7，第一克氏针导孔4和第二克氏针导孔5相邻位于第一导板1的外表面，第三克氏针导孔6和第四克氏针导孔7相邻位于第一导板1的顶部边沿位置，第二导板2上设置有3个贯穿第二导板2的克氏针导孔分别为第五克氏针导孔8、第六克氏针导孔9和第七克氏针导孔10分布在第二导板2的外表面，第一克氏针导孔4、第二克氏针导孔5、第三克氏针导孔6、第四克氏针导孔7、第五克氏针导孔8与第六克氏针导孔9沿线形成的闭合空间为容置空腔15。

在本实施例中，第一导板1与第二导板2拼接在一起的整体两端设置有两个凸起，分别为第一凸起11与第二凸起12。第七克氏针导孔10设置在第二凸起12的外表面。第三导板3两端设置有两个凹槽，分别为第一凹槽13与第二凹槽14，第一凹槽13与第二凹槽14分别与第一凸起11、第二凸起12相对应。

本实施例的具体制作过程：

（1）原始数据采集：患者术前均使用64排螺旋CT(philip，荷兰)采集骨骺近端扫描数据；扫描条件：电压120 kV，电流160 mA，层厚1 mm；将采集的CT数据以DICOM格式存储；

（2）确定导航模板尺寸：将存储的骨骺近端CT数据导入计算机后通过Mimics 17．0软件生成三维重建的骨骺模型，测量患者骨骺上骨桥位置的大小，从而确定导航模板上的克氏针导孔的位置。

（3）制作导航模板：在Mimics软件中打开保存的数据，转动三维结构，从各个角度观察克氏针位置是否合适，并根据剖面和三维结构观察结果对克氏针位置做适当微调以完成导航模板上克氏针导孔设计。提取股骨骺内外侧大转子水平及远端对应骨性表面解剖数据，并将其做反向增厚5mm处理后，建立与之形态一致的基板，同时导入克氏针导孔数据，将两者组合重建成导航模板。布尔运算(Boolean operation)后，贯通克氏针导孔，并对边界进行修整，完成导板的设计制作。

（4）3D打印：在Magic17.0软件中，修理模型中的错误，完成后导出模型数据，将数据以STL格式导入3D打印机，使用医用PLA材料打印出导航模板的第一导板、第二导板和第三导板。

本实施例在儿童骨骺骨桥切除术中的具体应用：如图6和7所示，首先，切开皮肤、筋膜、肌肉，剥开骨膜，贴合骨皮质定位导板16，在骨皮质定位导板16的骨皮质定位导板第一克氏针导孔17和骨皮质定位导板第二克氏针导孔18内***2根克氏针，根据术前测量长度调整克氏针，C臂机摄X线验证克氏针准确性，然后撤除骨皮质定位导板16，沿克氏针***并贴合第一导板1，并根据第一导板1凹槽组装袖套样第二导板2和第三导板3于膝关节皮肤，根据术前测量长度调整克氏针，分别于第一导板1和第二导板2上置入7根克氏针圈定骨桥上、下、左、右、前、后边界，拔出骨皮质定位导板16上的克氏针并移除第一导板1、第二导板2和第三导板3，植入第一克氏针导孔4、第二克氏针导孔5、第三克氏针导孔6、第四克氏针导孔7、第五克氏针导孔8与第六克氏针导孔9内的6根克氏针形成的闭合空间为容置空腔用来固定待切除的骨桥，暴露手术切口，于手术切口内根据克氏针道凿开股骨皮质，向克氏针方向挖除骨桥，触及定位边界的克氏针即停止，C臂机摄X线验证骨桥挖除范围是否充足，完成手术。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种用于儿童骨骺骨桥切除术的3D打印导航模板，其特征在于：包括通过3D打印机制作的第一导板、第二导板和第三导板，所述第一导板、第二导板和第三导板拼接在一起形成闭合的导航模板贴合在患者的膝关节处，所述第一导板上设置有4个贯穿第一导板的克氏针导孔分别为第一克氏针导孔、第二克氏针导孔、第三克氏针导孔和第四克氏针导孔，所述第一克氏针导孔和第二克氏针导孔相邻位于所述第一导板的外表面，所述第三克氏针导孔和第四克氏针导孔相邻位于所述第一导板的顶部边沿位置，所述第二导板上设置有3个贯穿第二导板的克氏针导孔分别为第五克氏针导孔、第六克氏针导孔和第七克氏针导孔分布在第二导板的外表面，所述第一克氏针导孔、第二克氏针导孔、第三克氏针导孔、第四克氏针导孔、第五克氏针导孔与第六克氏针导孔沿线形成的闭合空间为容置空腔。

2.根据权利要求1所述的用于儿童骨骺骨桥切除术的3D打印导航模板，其特征在于：所述第一导板与所述第二导板拼接在一起的整体两端设置有两个凸起，分别为第一凸起与第二凸起。

3.根据权利要求2所述的用于儿童骨骺骨桥切除术的3D打印导航模板，其特征在于：所述第七克氏针导孔设置在所述第二凸起的外表面。

4.根据权利要求2或3所述的用于儿童骨骺骨桥切除术的3D打印导航模板，其特征在于：所述第三导板两端设置有两个凹槽，分别为第一凹槽与第二凹槽，所述第一凹槽与第二凹槽分别与第一凸起、第二凸起相对应。