[发明专利]用于颅顶重建外科手术的颅骨导向模板及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于颅顶重建外科手术的颅骨导向模板及其制作方法。

技术背景

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。

发明内容

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，本发明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及其制作方法。

用于颅顶重建外科手术的颅骨导向模板的制作方法，包括以下步骤：

1）、通过三维CT扫描设备或者MRI设备对患者的头部进行扫描，获得包含患者头部信息的图像数据，从头部信息的图像数据中筛选出颅骨数据，建立患者颅骨的三维轮廓模型；

2）、将患者颅骨的三维轮廓模型与正常颅骨模型对比，通过几何变换使患者颅骨的三维轮廓模型达到正常颅骨的外观要求，并将该经过几何变换后的三维模型作为手术目标模型；

3）、确定颅骨切开术的切割路线、需要切割的骨瓣数量和骨瓣形状，切割路线规避不需要分离的部位和规避矢状窦、直窦、横窦等重要的解剖结构以减小手术风险，沿着切割路线在计算机中对患者颅骨的三维轮廓模型进行模拟切割，获取根据切割路线切割获得的骨瓣模型；

4）、设计骨瓣模型与颅底的连接方式；以骨瓣的三维模型的外表面作为切割导向模板的内表面，对切割导向模板进行三维建模获得切割模板模型；

5）、对获得的骨瓣进行几何变换，变换后的颅骨模型与手术目标模型一致；获取几何变换后的骨瓣之间的再设计区域，在再设计区域内设计骨瓣之间的拼接结构；获取带有拼接结构的骨瓣模型；再设计区域是指：如果骨瓣之间的有重叠区域，则该重叠区域作为再设计区域；如果没有骨瓣之间没有重叠区域，则使用连接结构作为再设计区域，例如使用钛板连接骨瓣；

6）、以带有拼接结构的骨瓣模型的外表面作为拼接导向模板的内表面，对拼接导向模板进行三维建模获得拼接模板模型；

7）、根据切割导向模板模型和拼接导向模板模型、利用快速制造技术制作切割导向模板和拼接导向模板。

进一步，步骤4）中骨瓣与颅底的连接方式为榫槽结构，步骤5）中的连接结构也为榫槽结构；

其中一个骨瓣上具有向外凸的榫头，与该骨瓣邻接的相邻骨瓣上具有与该榫头配合的槽口。

进一步，所述的榫头和槽口均为燕尾形。

进一步，步骤3）中的切割路线的拐角处做圆角处理。

使用用于颅顶重建外科手术的颅骨导向模板的制作方法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；