[发明专利]一种基于三维重建技术的髋臼侧模型和导板的制备方法

说明书

一种基于三维重建技术的髋臼侧模型和导板的制备方法，步骤一、将患者术前的髋关节三维CT数据进行加工后建立数字化三维数据模型，重建髋臼侧三维骨性结构，还原疾病原始状态；步骤二、通过分析髋臼位置、评估髋臼状态、明确髋臼周围骨量和计算髋臼周围骨厚度，制定髋臼磨锉和髋臼螺钉置入方案，并对这些导板和模型进行三维建模；步骤三、使用3D打印机制作术前髋臼侧骨性模型、术中磨臼导板、术中髋臼螺钉导板和术后髋臼侧骨性模型；步骤四、上述导板和模型整合并检验，若不合格则重新设计，若合格则将导板和模型消毒后投入手术。

技术领域

本发明属于三维重建骨骼技术领域，涉及一种基于三维重建技术的髋臼侧模型和导板的制备方法。

背景技术

三维重建是指对三维物体建立适合计算机表示和处理的数学模型,是在计算机环境下对其进行处理、操作和分析其性质的基础,也是在计算机中建立表达客观世界的虚拟现实的关键技术。

人工关节置换术是指采用金属、高分子聚乙烯、陶瓷等材料，根据人体关节的形态、构造及功能制成人工关节假体，通过外科技术植入人体内，代替患病关节功能，达到缓解关节疼痛，恢复关节功能的目的。

3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

目前，髋关节的疾病发病率很高，人工髋关节置换术仍然是目前最佳的治疗方法。

但是，目前对于许多患者，尤其是髋关节畸形复杂、病情严重的患者，例如DDH；或者对于许多经验尚浅的关节科医生。在手术中往往遇到了许许多多的麻烦和难点：比如真臼确定，髋臼螺钉深度位置方向确定等，为手术带来了困难，且往往导致患者愈后较差。具体的问题如：手术时间长，如需要找真臼、确定髋臼位置、深度、角度，确定髋臼螺钉位置步骤过于繁琐。手术损伤大，需要反复磨臼、截骨等，导致出血量大等并发症。医生往往无法拟定精准个性化的手术方案。

复杂人工髋关节置换术(如DDH)的成功率不理想，高难度人工髋关节置换术的失败率较高，治疗效果不确切。成为了亟待解决的难题。

解决上述问题的关键有几点：1、客观全面正确的认识疾病的真实状态；2、为手术患者(特别是高难度手术患者)制定疗效确切、安全合理的个性化、精准手术方案；3、保证该方案的不打折扣的顺利实施。

即便如此，上述方法还是需要靠经验十分丰富的专家通过反复分析论证后才能实现，并且效率和成功率堪忧。

因此，如何利用3D打印技术更好的为髋关节手术服务就显得尤为必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于三维重建技术的髋臼侧模型和导板的制备方法。解决了目前许多医生，尤其是针对髋关节畸形复杂、病情严重的患者，例如DDH在手术中真臼确定，髋臼螺钉的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种基于三维重建技术的髋臼侧模型和导板的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、将患者术前的髋关节三维CT数据进行加工后建立数字化三维数据模型，重建髋臼侧三维骨性结构，还原疾病原始状态。

其中，对髋关节三维CT数据进行加工后建立数字化三维数据模型的具体操作为：图像导入→阈值划分(特定组织提取)→三维重建模型生成→计算机辅助设计(测量、设计导板，钛板贴面，个性化植入物等)→3D打印；

具体如下：

1)图像导入：