[发明专利]一种3D打印的股骨头坏死导航模板及构建方法与应用

权利要求书

1.一种3D打印的股骨头坏死导航模板，其特征在于：包括定位基模板和导航管，导航管贯穿定位基模板设置，所述定位基模板通过3D打印获得，一面凹陷匹配股骨头大转子解剖结构，并于另一面贯穿设置导航管，所述导航管为带贯通导航孔的空心结构，与定位基模板呈角度且导航管凸起于定位基模板。

2.如权利要求1所述的3D打印的股骨头坏死导航模板，其特征在于：所述定位基模板的厚度为2-4mm。

3.一种如权利要求1-2任意一项所述的3D打印的股骨头坏死导航模板的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.股骨头影像数据获取和处理

采用64排螺旋CT对髋关节进行薄层扫描，并将原始CT图像数据以Dicom格式导入Mimics 15.0软件；

步骤2.股骨头三维模型重建

在Mimics 15.0软件中利用阈值分割(Thresholding)和区域增长(Region growing)得到蒙板(Mask)，并利用编辑蒙板工具(Editing masks)仔细逐层对髋臼和股骨头进行分离，擦除髋关节，保留股骨头，利用区域增长提取出股骨，保存为新的股骨蒙板，利用布尔运算(Boolean operation)功能，完成髋臼侧的分离，通过蒙板光顺(Smooth mask)和计算3D模型(Calculate 3D)完成股骨头三维模型重建；

步骤3.股骨头三维模型上定位目标区域

利用Mimics 15.0软件MedCAD模块设计模版的导航管部分，分别在矢状位、冠状位、轴位视图中，调整导航管位置，确定最佳进针角度及方位，保证导航管顶点到达犬股骨头软骨面下负重区；

步骤4.虚拟导航模板的数字化生成

在导航管顶端精确定位在犬股骨头目标区域后，在Mimics 15.0软件中利用测量功能(Measurements)测量导航管进针深度，并以犬股骨头大转子区域作为模板域(Templatedomain)，逆向建立同该模版域表面骨性解剖结构相通的定位模板，并将导航管置入该定位模板，以3.0mm厚度做抽壳处理，以STL格式保存；

步骤5.导航模板的3D打印制作

在SPS350B固体激光快速成型机中导入STL格式的虚拟导航模板数据，以光敏树脂14120为材料，采用光固化成型技术制作实物导航模板。

4.如权利要求3所述的3D打印的股骨头坏死导航模板的构建方法，其特征在于：所述步骤4还包括将STL数据导入Geomagie studio12.0软件，将抽壳后的定位模板同导航管精确配准，数字化生成STL格式的虚拟导航模板。

5.如权利要求3所述的3D打印的股骨头坏死导航模板的构建方法，其特征在于：所述步骤5的固体激光快速成型机的参数设定为：加工层厚：0.1mm；加工精度：0.1mm；激光扫描速度：10m/s；功率：3kw；

成型的导航模板需去除模板残余支撑并进行光固化处理。

6.如权利要求3所述的3D打印的股骨头坏死导航模板及构建方法在股骨头坏死定位导航中的应用。