[发明专利]一种可用于椎弓根定位的导航模板无效

专利信息
申请号: 201010501069.4 申请日: 2007-09-19
公开(公告)号: CN101953713A 公开(公告)日: 2011-01-26
发明(设计)人: 陆声 申请(专利权)人: 陆声
主分类号: A61B17/90 分类号: A61B17/90
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 650032 云南省昆*** 国省代码: 云南;53
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 椎弓根 定位 导航 模板
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种可用于椎弓根定位的导航模板的制作方法,以及用该方法制作的可用于椎弓根定位的导航模板。

背景技术

在脊柱创伤复位、畸形矫正等骨科手术中,普遍认为利用椎弓根螺钉内固定是一种最为稳定的脊柱固定方式。但是由于从腰椎向上,胸椎、颈椎的椎弓根的直径逐渐减小,进行椎弓根螺钉固定的难度和危险性也逐渐增加,失误后可能造成极大损害,胸椎和颈椎的椎弓根技术很难在临床普及。

因此,人们开始寻找能够准确定位的脊柱导航系统,以进行椎弓根的精确定位,保证手术的顺利进行。应用计算机导航系统进行脊柱手术始于20世纪90年代,1994年首先报道了计算机导航系统辅助下的椎弓根内固定手术,以后发达国家逐渐应用于临床。其中,临床应用最广泛的是安装有红外线发射二极管的光电计算机导航系统。我国于2002年开始将计算机导航系统应用于椎管手术,应用的范围包括上颈椎、颈椎椎弓根、胸椎及腰椎等,报告的结果认为计算机导航技术提供了以往临床经验无法比拟的准确性和多角度实时的信息。但目前临床中应用的计算机导航技术同样具有一些缺点,如精确度仍不够高,操作复杂,设备的价格昂贵,手术时间长等。另外,利用现有的计算机导航系统进行椎弓根定位,患者必须在具有导航设备的医院方可开展手术,目前尚难以广泛推广。

自从20世纪80年代美国3D System Inc.的Charle发明了快速成形工艺后,在很短的时间内,按照成形材料和零件制造技术的不同,各种快速成形工艺相继出现,如光固化成型法(SLA)、叠层实体制造法LOM)、选择性激光烧结法(SLS)、熔融沉积制造法(FDM)和三维打印法等,其应用也从工业界的原型制造、模具制造、零件制造,向艺术、教育和医学领域拓展。反求工程,是指根据实物模型测得的数据,构造CAD(计算机辅助设计)模型,继而进行分析制造。随着工业自动化和计算机技术的发展,反求技术和快速成形技术的兴起为医学领域精确手术提供了技术支持。反求工程与快速成形的结合,带来了一种全新的产品设计、制造及三维尺寸测量模式。

在医学领域,人们尝试将反求工程与快速成形制造相结合,利用CT及核磁共振(MRI)等设备采集人体器官、骨骼、关节等部位的外形数据,重建三维数字化模型,然后用快速成形技术制造教学和手术参考用的模型,常用于帮助制造假肢或进行外科修复。但是,目前尚未有将这一技术应用于椎弓根固定的报道,另外在椎弓根固定术中,即使术前利用上述技术制造出了患者的椎弓根模型,并且进行了螺钉进钉方向与深度的模拟试验,手术中由于患者体位的变化,要想准确找到原来模拟的进钉方向打入椎弓根螺钉,困难巨大,一旦出现误差,后果不堪设想。

发明内容

本发明的目的是,提供一种可广泛使用的,用于椎弓根定位的导航模板的制作方法,以及用该方法制作的可用于椎弓根定位的导航模板,以达到快速、廉价、高效地对椎弓根进行精确定位。

本发明的制作方法是:术前对患者进行CT或者MRI薄层扫描,采集患者手术区域的数字图象。利用三维重建软件对所采集的数据进行分析,导出待手术椎骨的三维重建模型。应用逆向工程软件,根据椎骨的三维重建模型设计椎弓根的最佳进钉钉道。然后,提取椎板后部的表面信息,在系统中建立与椎板后部解剖形状一致的反向模板模型,将反向模板,椎体与椎弓根钉道的数字模型进行拟和,观察钉道过椎弓根的准确性。利用激光快速成形技术制作带有椎弓根钉道的反向导航模板。或者,可以先采集原始数据并在计算机上建立椎骨三维模型,利用快速成形技术做出椎骨实物模型,然后在实物模型上建立椎弓根的钉道,根据椎弓根钉道的方向设计带有椎弓根钉道的反向导航模板。术中,将这一导航模板与待手术的椎骨后部相嵌合,可用于椎弓根钉的精确定位。

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