一種客制化椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種客制化椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置，包括一對(duì)定位桿、棘突固定件以及客制化固定件，所述棘突固定件的兩端分別連接一根所述定位桿，且所述棘突固定件具有至少部分橫截面為U型的配合部，當(dāng)所述配合部與患者的棘突相匹配時(shí)，所述定位桿的軸線與椎弓根螺釘?shù)倪M(jìn)釘路徑相重合，所述椎弓根螺釘進(jìn)釘路徑是根據(jù)所述患者的椎骨三維模型而預(yù)設(shè)的路徑，所述客制化固定件的一端與所述定位部件相連接，另一端為自由端，用于抵靠所述患者的椎骨表面，且所述自由端的形狀與所述患者的椎骨表面相吻合。本實(shí)用新型的椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置能夠顯著提高椎弓根釘?shù)闹踩霚?zhǔn)確率，提高安全性，同時(shí)降低植入的復(fù)雜程度，減少手術(shù)時(shí)間，減少X線透視。
【專利說(shuō)明】
一種客制化椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域中的導(dǎo)向裝置，尤其涉及一種椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]自1959年Boucher采用長(zhǎng)螺釘經(jīng)椎板、椎弓根達(dá)椎體固定腰骶關(guān)節(jié)取得成功以來(lái)，經(jīng)椎弓根脊柱固定術(shù)已經(jīng)在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用，成為脊柱外科后路最常用的內(nèi)固定方法。隨著人們對(duì)這一技術(shù)認(rèn)識(shí)的不斷深入，應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，在胸椎，乃至頸椎疾患的治療上也越來(lái)越多地采用椎弓根螺釘技術(shù)。經(jīng)椎弓根內(nèi)固定的技術(shù)關(guān)鍵是掌握好螺釘?shù)倪M(jìn)釘點(diǎn)、進(jìn)釘角度以及進(jìn)釘深度。
[0003]由于脊柱解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，前方與主動(dòng)脈，臟器相鄰，椎弓根內(nèi)側(cè)為椎管，下方為神經(jīng)根。同時(shí)，椎弓根形態(tài)存在較大的變異性，這也增加了椎弓根釘置入的難度。錯(cuò)誤地進(jìn)釘?？蓪?dǎo)致嚴(yán)重的并發(fā)癥，如椎弓根皮質(zhì)破裂或穿透、脊髓及神經(jīng)根損傷、感染、大血管損傷、硬脊膜破裂以及腦脊液漏等，極端情況下會(huì)危及生命。為避免和減少上述并發(fā)癥的發(fā)生，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者進(jìn)行了卓有成效的基礎(chǔ)研究，提出了多種定位定向方法，為確定椎弓根螺釘?shù)倪M(jìn)釘點(diǎn)和角度提供了理論依據(jù)。
[0004]目前，椎弓釘置入的常見(jiàn)方法有:解剖標(biāo)志點(diǎn)法、椎板開(kāi)窗法、X線透視法、計(jì)算機(jī)導(dǎo)航法等。解剖標(biāo)志點(diǎn)法又包括人字嵴法、Roy—Camiue法、Mager I法等，其共同點(diǎn)是椎弓根螺釘?shù)倪M(jìn)釘點(diǎn)、進(jìn)釘方向主要通過(guò)脊柱的解剖學(xué)特征及術(shù)者的經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷，主要依靠術(shù)者的手感和椎弓根探子對(duì)置釘通道的探摸來(lái)保證椎弓根螺釘?shù)臏?zhǔn)確置入。椎板開(kāi)窗的優(yōu)勢(shì)在于可以在直視情況下置入椎弓根釘，但該方法會(huì)導(dǎo)致出血量增加，增加手術(shù)時(shí)間d線透視輔助法受到體位和偽影的影響，很難提高一次置釘成功率，同時(shí)帶來(lái)的巨大輻射量使得該方法飽受詬病。計(jì)算機(jī)導(dǎo)航法是近年來(lái)的新興技術(shù)，根據(jù)有關(guān)報(bào)道，應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航技術(shù)置釘?shù)恼`置率可明顯下降，降低了神經(jīng)損傷的風(fēng)險(xiǎn)，減少了醫(yī)患雙方接觸射線的時(shí)間，具有其他方法無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。但脊柱椎弓根定位導(dǎo)航設(shè)備價(jià)格昂貴，對(duì)器械要求較高，學(xué)習(xí)周期長(zhǎng)，臨床普及仍存在困難。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置，該導(dǎo)向裝置的使用能夠顯著提高椎弓根釘?shù)闹踩霚?zhǔn)確率，提高安全性，同時(shí)降低椎弓根釘植入的復(fù)雜程度，減少手術(shù)時(shí)間，減少X線透視。
[0006]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是提供一種椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置，包括:一對(duì)定位桿、棘突固定件以及客制化固定件，所述棘突固定件的兩端分別連接一根所述定位桿，且所述棘突固定件具有至少部分橫截面為U型的配合部；當(dāng)所述配合部與患者的棘突相匹配時(shí)，所述定位桿的軸線與椎弓根螺釘進(jìn)釘路徑相重合，所述椎弓根螺釘進(jìn)釘路徑是根據(jù)所述患者的椎骨三維模型而預(yù)設(shè)的路徑;所述客制化固定件的一端與所述定位部件相連接，另一端為自由端，用于抵靠所述患者的椎骨表面，且所述自由端的形狀與所述患者的椎骨表面相吻合。
[0007]進(jìn)一步地，所述客制化固定件為橫突固定件，所述橫突固定件的自由端的形狀與所述患者的橫突的表面相吻合。
[0008]進(jìn)一步地，所述客制化固定件為關(guān)節(jié)突固定件，所述關(guān)節(jié)突固定件的自由端的形狀與所述患者的上關(guān)節(jié)突的表面相吻合。
[0009]進(jìn)一步地，所述客制化固定件為椎板固定件，所述椎板固定件的自由端的形狀與所述患者的椎板的表面相吻合。
[0010]進(jìn)一步地，所述定位桿具有第一內(nèi)部輪廓和第一外部輪廓;所述椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置還包括一對(duì)套筒，所述套筒具有第二內(nèi)部輪廓和第二外部輪廓，所述第二外部輪廓與所述第一內(nèi)部輪廓相匹配，且所述套筒的軸線與所述定位桿的所述軸線相重合。
[0011 ]進(jìn)一步地，所述定位桿的第一內(nèi)部輪廓為圓柱體、長(zhǎng)方體或正方體。
[0012]進(jìn)一步地，所述套筒的數(shù)量為多對(duì)，且不同對(duì)中的所述套筒的所述第二內(nèi)部輪廓具有不同大小或形狀。
[0013]進(jìn)一步地，配合部具有靠近所述定位桿的上端和遠(yuǎn)離所述定位桿的下端，所述上端和所述下端中的至少一個(gè)設(shè)有封閉部。
[0014]進(jìn)一步地，所述配合部具有靠近所述定位桿的上端和遠(yuǎn)離所述定位桿的下端，所述上端和所述下端皆具有開(kāi)口。
[0015]進(jìn)一步地，所述棘突固定件還包括兩根連接桿，所述連接桿的一端與所述配合部相連接，另一端與所述定位桿相連接。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置具有如下優(yōu)點(diǎn):由于術(shù)前已了解病變部位的解剖結(jié)構(gòu)，并根據(jù)該解剖結(jié)構(gòu)制造所述椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置，因此降低了術(shù)中的不確定性，并使醫(yī)生更少的暴露在射線下;在優(yōu)選實(shí)施例中，還可以根據(jù)治療方案的選擇(決定是否切斷棘突間的韌帶)，將配合部的上下兩端設(shè)計(jì)為封閉型、開(kāi)放型或半開(kāi)放性;客制化固定件與患者的棘突、橫突和/或椎板緊密貼合，穩(wěn)定性高，保證椎弓根螺釘?shù)臏?zhǔn)確植入;適用于椎骨畸變、滑脫、椎弓根斷裂等的多種情況;操作簡(jiǎn)單方便，術(shù)者無(wú)需接受特殊訓(xùn)練即能使用，可快速、精確指引椎弓根螺釘進(jìn)釘，提高手術(shù)效率，降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為圖1中的套筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3a、圖3b為本實(shí)用新型第一實(shí)施例中的椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置的兩種不同的定位部件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為人體椎骨的示意圖。
[0020]圖5為圖3a的棘突固定件與人體脊骨相接觸的接觸點(diǎn)的示意圖。
[0021 ]圖6為三維設(shè)計(jì)軟件得到的進(jìn)釘路徑P的示意圖。
[0022]圖7為本發(fā)明第二實(shí)施例的椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置與人體椎骨相配合的示意圖。
[0023]圖8顯示了與圖7相反方向可看到的椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置與人體椎骨相配合的示意圖。
[0024]圖9為椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置與人體椎骨相配合的立體示意圖。
[0025]圖1Oa為椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置中的開(kāi)放型的棘突固定件與棘突配合的示意圖；
[0026]圖1Ob為椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置中的閉合型的棘突固定件與棘突配合的示意圖；
[0027]圖1Oc為椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置中的半開(kāi)放型的棘突固定件與棘突配合的示意圖。
[0028]I定位部件2套筒11、11’定位桿 12、12’棘突固定件
[0029]13客制化固定件 14連接部件21第二外形輪廓 22第二內(nèi)部輪廓
[0030]31 椎體32、32，棘突
[0031]33橫突34上關(guān)節(jié)突
[0032]35椎板111第一內(nèi)部輪廓
[0033]121配合部122、122’連接桿
[0034]112第一外部輪廓 123’棘突固定件上端
[0035]124’棘突固定件下端131、131’橫突固定件
[0036]132關(guān)節(jié)突固定件 133椎板固定件
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0038]如圖1所示，本實(shí)用新型的第一實(shí)施例提供的椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置為一種定制化的椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置，適用于引導(dǎo)椎弓根螺釘植入特定患者的椎骨，其包括定位部件I和至少一對(duì)套筒2，定位部件I用于將所述導(dǎo)向裝置固定在所述特定患者的椎骨上;而套筒2與定位部件I相匹配，為手術(shù)器械及螺釘提供通向所述椎骨的確定路徑。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，也有可能不包含套筒2，本實(shí)用新型對(duì)此不做限制。
[0039]在本實(shí)施例中，定位部件I包括一對(duì)定位桿11和棘突固定件12;棘突固定件12設(shè)置在定位桿11之間，其兩端分別連接一根定位桿11，用于將所述導(dǎo)向裝置固定在所述特定患者的棘突32(參見(jiàn)圖4)上；如圖1、圖3a及圖3b所示，較佳地，棘突固定件12包括兩根直線型連接桿122和橫截面為U型的配合部121，該配合部121的彎曲程度取決于所述特定患者的棘突31的形狀，以更好地貼合于棘突31，其通過(guò)兩端的直線型連接桿122與定位桿11相連接。棘突固定件12的位置和大小可根據(jù)所述特定患者的椎骨模型的棘突32的位置來(lái)確定。
[0040]如圖2、圖3a和圖3b所示，定位桿11為中空的筒狀結(jié)構(gòu)，其第一內(nèi)部輪廓111與套筒2的第二外部輪廓21相匹配，對(duì)于套筒2的第二外部輪廓21要求為:套筒2可插入定位桿11內(nèi)，插入后不會(huì)有晃動(dòng)，但可允許其相對(duì)于定位桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，在本實(shí)用新型中，定位桿11和套筒2皆大致呈圓柱體結(jié)構(gòu)，較佳地，套筒2的第二外部輪廓21為圓柱體和椎體的結(jié)合，頭端可大致呈錐形，以便于插入到定位桿11內(nèi)，套筒2的最大外徑小于或等于定位桿11的最大內(nèi)徑，第二內(nèi)部輪廓22為圓柱體，其內(nèi)部直徑可與手術(shù)器械相匹配，使得手術(shù)器械能夠順利插入套筒2內(nèi)后不會(huì)晃動(dòng)，但允許轉(zhuǎn)動(dòng)，所述手術(shù)器械可以是開(kāi)孔錐、椎弓根開(kāi)路器或釘?shù)捞綔y(cè)器。如圖3a所示，定位桿11的第一外部輪廓112也可為圓柱體，第一內(nèi)部輪廓111也為圓柱體。
[0041]在其他實(shí)施例中，所述定位桿11的第一內(nèi)部輪廓111和第一外部輪廓112還可為圓柱體、長(zhǎng)方體、正方體、圓錐體或者上述任意兩者的結(jié)合，表面可標(biāo)注有內(nèi)徑、患者、醫(yī)生、手術(shù)方案的相關(guān)信息。套筒2的第二外部輪廓21也可為相對(duì)應(yīng)的圓柱體、長(zhǎng)方體、正方體、圓錐體或者上述任意兩者的結(jié)合，只要能夠與定位桿11的第一內(nèi)部輪廓111相匹配且不發(fā)生晃動(dòng)即可。
[0042]在其他實(shí)施例中，可設(shè)置兩對(duì)以上不同的套筒2用于與定位桿11配合。即，一個(gè)椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置可以配備一對(duì)或多對(duì)不同的套筒2，不同對(duì)中的套筒2的第二內(nèi)部輪廓具有不同大小或形狀，以適應(yīng)不同廠家、不同規(guī)格的手術(shù)器械。
[0043]在本實(shí)施例中，椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置還包括了連接部件14，用于連接定位桿11，用于使得椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定。
[0044]為了更清楚地闡述本實(shí)用新型，請(qǐng)參見(jiàn)圖4，圖4為人體椎骨的示意圖，每節(jié)人體椎骨包括椎體31及與椎體31相連接的棘突32、橫突33、上關(guān)節(jié)突34及椎板35，兩節(jié)椎體之間，還有連接兩節(jié)棘突32的韌帶(圖中未示)，椎弓根起于椎體31后上部，與椎體31、上關(guān)節(jié)突34和椎板35融合在一起。
[0045]在本實(shí)施例中，如圖3a和圖3b所示，定位部件I還包括客制化固定件13，一端連接定位桿11，另一端為自由端，用于進(jìn)一步將所述導(dǎo)向裝置固定在人體椎骨上，且所述自由端的形狀與患者的椎骨表面相吻合。即，客制化固定件13和棘突固定件12共同實(shí)現(xiàn)將定位部件I限制在人體椎骨上的確定位置，使棘突固定件12與患者椎骨匹配時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生晃動(dòng)、滑動(dòng)等現(xiàn)象。在建立起所述特定患者的人體椎骨模型后，便可以根據(jù)該人體椎骨模型設(shè)計(jì)客制化固定件13。
[0046]在本實(shí)施例中，客制化固定件13包括一對(duì)橫突固定件131和一對(duì)椎板固定件133(如圖3a所示)，與椎骨接觸固定位置如圖5的L處所示。或者客制化固定件13包括一對(duì)橫突固定件131和一對(duì)關(guān)節(jié)突固定件132(如圖3b所示)；其中橫突固定件131的自由端設(shè)置為與人體橫突33的表面相吻合、關(guān)節(jié)突固定件132的自由端設(shè)置為與人體上關(guān)節(jié)突34的表面相吻合、椎板固定件133的自由端設(shè)置為與人體椎板35的表面吻合。每對(duì)橫突固定件131、每對(duì)關(guān)節(jié)突固定件132以及每對(duì)椎板固定件133分別設(shè)置在定位桿11的下端，靠近棘突固定件12，用于在棘突固定件12與棘突32配合時(shí)，分別抵靠橫突33、上關(guān)節(jié)突34及椎板35，實(shí)現(xiàn)固定作用。
[0047]在其他實(shí)施例中，也可僅設(shè)置一對(duì)橫突固定件131、一對(duì)關(guān)節(jié)突固定件132以及一對(duì)椎板固定件133中的一對(duì)或任意兩對(duì)。
[0048]在一個(gè)實(shí)施例中，如圖6所示，定位桿11的軸線為椎弓根螺釘進(jìn)釘路徑P，所述椎弓根螺釘進(jìn)釘路徑P根據(jù)人體模型的椎弓根的實(shí)際高度、寬度及角度來(lái)確定，當(dāng)棘突固定件12的配合部與患者的棘突相匹配時(shí)，定位桿11的軸線與椎弓根螺釘進(jìn)釘路徑P相重合;進(jìn)釘深度根據(jù)所述椎弓根螺釘進(jìn)釘路徑P及人體椎骨模型的椎體的大小來(lái)確定，所述椎弓根螺釘進(jìn)釘路徑P與人體椎骨模型相交的點(diǎn)為進(jìn)釘點(diǎn)。椎弓根螺釘沿著所述椎弓根螺釘進(jìn)釘路徑P經(jīng)過(guò)椎弓根植入椎體31中。因此，兩個(gè)定位桿11的軸線之間可具有夾角，該夾角的大小取決于根據(jù)人體模型的椎弓根的實(shí)際高度、寬度及角度。
[0049]在一個(gè)實(shí)施例中，人體椎骨的模型可由先掃描人體再制備成三維模型得到。掃描可采用CT、MR1、超聲影像或X光透視等方式。掃描數(shù)據(jù)可通過(guò)相關(guān)軟件的濾波、降噪、閾值分割等手段重建三維模型?？稍俳柚渌S軟件，如SolidWorks、UG、Pro E、Auto CAD、Catia對(duì)模型進(jìn)行光滑、包覆的進(jìn)一步處理，得到最終的人體椎骨三維模型，所述椎弓根螺釘進(jìn)釘路徑是根據(jù)所述椎骨三維模型而預(yù)設(shè)的路徑。
[0050]圖7為本發(fā)明第二實(shí)施例的椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置與人體椎骨相配合的示意圖，而圖8顯示了與圖7相反方向可看到的椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置與人體椎骨相配合的示意圖。本實(shí)施例中的椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置與第一實(shí)施例中的椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置大致相同，因此對(duì)于相同的部分不再贅述，以下將重點(diǎn)闡述不同部分。本實(shí)施例的椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置還包括了加強(qiáng)連接件15，所述加強(qiáng)連接件15同時(shí)與定位桿11’和棘突固定件12’相連接，具體地，該加強(qiáng)連接件呈三角形結(jié)構(gòu)，其一直角邊連接于定位桿11’，而另一直角邊連接于棘突固定件12 ’的連接桿122 ’，從而加強(qiáng)定位桿11’和棘突固定件12 ’之間的連接強(qiáng)度。本實(shí)施例的椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置具有橫突固定件131’，但未設(shè)置關(guān)節(jié)突固定件和椎板固定件。在其他實(shí)施例中，也可以設(shè)置關(guān)節(jié)突固定件和椎板固定件或兩者中的任一者，本實(shí)用新型對(duì)此不做限制。
[0051]圖9為椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置與人體椎骨相配合的立體示意圖，從圖中可以看出，棘突固定件12’具有至少部分橫截面為U型的配合部121’，且所述配合部121’具有靠近定位桿11的上端123’及遠(yuǎn)離定位桿11的下端124’，上端123’和下端124’沿著配合部121’的長(zhǎng)度延伸方向分別位于配合部121’的兩端。在本實(shí)施例中，上端123’設(shè)有封閉部，所述封閉部抵靠人體棘突，以使得棘突固定件12’牢固地與人體椎骨相固定，而下端124’則為開(kāi)放式，具有開(kāi)口，因此，棘突僅可自下端124’進(jìn)入配合部121’內(nèi)或自下端124’離開(kāi)配合部121’。這種設(shè)計(jì)方式可保留棘突32’下端的韌帶，但需要切斷所述棘突32’上端的韌帶。
[0052]在其他實(shí)施例中，棘突固定件12’的配合部121’還可以具體其他構(gòu)造，例如圖1Oa-圖1Oc所示的棘突固定件12 ’與人體棘突32相接觸的三種方式，圖1Oa為開(kāi)放型，圖1Ob為閉合型，圖1Oc為半開(kāi)放型(上端開(kāi)放)。
[0053 ]如圖1 Oa所示，開(kāi)放型棘突固定件12 ’的配合部121’的上端123 ’和下端124 ’均呈開(kāi)放式，具有開(kāi)口，棘突固定件上端123’和上端123’均避開(kāi)上下棘間韌帶，其優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需切斷上下的棘間韌帶，但固定效果略差，導(dǎo)向裝置易滑動(dòng)。
[0054]如圖1Ob所示，閉合型棘突固定件12 ’的配合部121’的上端123 ’和下端124 ’均設(shè)有封閉部，此類型棘突固定件12’的優(yōu)點(diǎn)是固定效果好，不易產(chǎn)生滑動(dòng)，缺點(diǎn)是需要切斷上下棘間韌帶，不利于術(shù)后的恢復(fù)。
[0055]如圖10c，半開(kāi)放型棘突固定件的配合部121’的上端123’或下端124’，一個(gè)呈開(kāi)放式，一個(gè)設(shè)有封閉部，特性介于開(kāi)放型和封閉型之間。所述棘突固定件12的配合部的上端123’可避開(kāi)人體棘間韌帶;棘突僅可自上端123’進(jìn)入配合部?jī)?nèi)或自上端123’離開(kāi)配合部。這種設(shè)計(jì)方式可保留棘突32’上端的韌帶，但需要切斷所述棘突32’下端的韌帶。圖9所示的棘突固定件也是半開(kāi)放型，為下端開(kāi)放式。
[0056]上述兩個(gè)實(shí)施例中的所述椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置可由金屬、高分子或石膏制成。例如，所述高分子為光敏樹脂或尼龍;所述椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置可由減材制作方法或增材制造方法制備。例如，所述減材制作方法為傳統(tǒng)的機(jī)加工方式;所述增材制造方法為3D打印的方式。
[0057]為了制造上述兩個(gè)實(shí)施例中的所述椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置，在手術(shù)前，先由醫(yī)生對(duì)患者的病變部位進(jìn)行CT、MR1、超聲影像或X光透視等方式的掃描，并保存掃描原始數(shù)據(jù)。
[0058]將上述掃描數(shù)據(jù)導(dǎo)入相關(guān)軟件，該軟件可實(shí)現(xiàn)由掃描原始數(shù)據(jù)重建三維模型，通過(guò)軟件包含的濾波、降噪、閾值分割等手段，重新構(gòu)建出初步的椎骨的三維模型。如模型還未達(dá)到最終要求，可借助其他三維軟件對(duì)此模型進(jìn)行進(jìn)一步處理，如光滑、包覆等，得到最終的椎骨三維模型，如圖6所示?？蓪⒋四Ｐ捅４鏋镮GS或STL或STEP格式。
[0059]將重建的三維模型導(dǎo)入到三維設(shè)計(jì)軟件(如SolidWorks、UG、Pro E、Auto CAD、Catia)中。確定椎骨的橫截面、矢狀面、冠狀面、終板平面。根據(jù)椎弓根的實(shí)際高度、寬度及角度等，預(yù)設(shè)椎弓根螺釘進(jìn)釘路徑P，如圖6所示。根據(jù)進(jìn)釘路徑及椎體31的大小，確定進(jìn)釘?shù)纳疃?。進(jìn)釘路徑P與椎骨相交的點(diǎn)為進(jìn)釘點(diǎn)。
[0060]根據(jù)椎弓根螺釘進(jìn)釘路徑P，確定定位桿11的位置及角度，以使得當(dāng)配合部與患者的棘突相匹配時(shí)，定位桿11的軸線與椎弓根螺釘進(jìn)釘路徑P相重合。根據(jù)人體棘突的位置，確定棘突固定件12的位置和大小。根據(jù)醫(yī)生的偏好及椎骨的機(jī)構(gòu)，選擇客制化固定件的結(jié)構(gòu)模式，從而最終設(shè)計(jì)出椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置。將建議使用的螺釘直徑、螺釘長(zhǎng)度、釘?shù)琅c矢狀面夾角、釘?shù)琅c橫斷面夾角、進(jìn)釘點(diǎn)在冠狀面的位置信息生成手術(shù)方案報(bào)告，并將此報(bào)告提供給相關(guān)醫(yī)生確認(rèn)。
[0061]將經(jīng)過(guò)確認(rèn)的椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置制造出來(lái)時(shí)，制造方式可以選用快速成型機(jī)、光固化快速成型(SLA)機(jī)、選擇性激光燒結(jié)(SLS)機(jī)、選擇性熱燒結(jié)(SHM)機(jī)、熔融沉積造型(Π)Μ)機(jī)、直接金屬激光燒結(jié)(DMLS)機(jī)、粉末床印刷(PP)機(jī)、數(shù)字光處理(DLP)機(jī)、噴墨相片樹脂機(jī)、以及電子束熔煉(EBM)機(jī)、機(jī)加工、注塑成型。同時(shí)制造出椎骨模型，便于醫(yī)生在術(shù)前進(jìn)行相關(guān)手術(shù)方案的確定。導(dǎo)板及椎骨模型的制造材料可以選用石膏或金屬或光敏樹脂或尼龍。
[0062]手術(shù)前將椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置消毒備用，在將擬固定的人體節(jié)段椎體后方結(jié)構(gòu)完全暴露清楚后，將定位部件和椎體后部相吻合，并牢固固定。術(shù)者選擇合適的套筒，開(kāi)孔錐的外徑與該套筒的內(nèi)徑相匹配，將套筒插入定位桿，開(kāi)孔錐插入套筒內(nèi)部，破開(kāi)皮質(zhì)骨;再次選擇合適的套筒，開(kāi)路器的外徑與該套筒的內(nèi)徑相匹配，將套筒插入定位桿，開(kāi)路器插入套筒內(nèi)部，使用椎弓根開(kāi)路器在松質(zhì)骨上鉆孔;使用探針及顯影針確認(rèn)釘?shù)罎M意后，使用椎弓根絲錐進(jìn)行攻絲，以便于螺釘?shù)男搿Ｍ瓿缮鲜霾襟E后，植入椎弓根螺釘，并對(duì)椎體進(jìn)行復(fù)位固定融合。
[0063]與傳統(tǒng)的椎弓釘置入方法相比，本實(shí)施例提供的定制化的椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置及其制作方法的優(yōu)點(diǎn)是:由于術(shù)前已了解病變部位的解剖結(jié)構(gòu)，并根據(jù)該解剖結(jié)構(gòu)制造所述椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置，因此降低了術(shù)中的不確定性，并使醫(yī)生更少的暴露在射線下;在優(yōu)選實(shí)施例中，還可以根據(jù)治療方案的選擇(決定是否切斷棘突間的韌帶)，將配合部的上下兩端設(shè)計(jì)為封閉型、開(kāi)放型或半開(kāi)放性;客制化固定件與患者的棘突、橫突和椎板緊密貼合，穩(wěn)定性高，保證椎弓根螺釘?shù)臏?zhǔn)確植入;操作簡(jiǎn)單方便，術(shù)者無(wú)需接受特殊訓(xùn)練即能使用；基于數(shù)字化的設(shè)計(jì)制造，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程協(xié)助設(shè)計(jì)制作，降低了醫(yī)院成本。
[0064]以上所述的實(shí)施例僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做出各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種客制化椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置，其特征在于，包括: 一對(duì)定位桿、棘突固定件以及客制化固定件，所述棘突固定件的兩端分別連接一根所述定位桿，且所述棘突固定件具有至少部分橫截面為U型的配合部；當(dāng)所述配合部與患者的棘突相匹配時(shí)，所述定位桿的軸線與椎弓根螺釘進(jìn)釘路徑相重合，所述椎弓根螺釘進(jìn)釘路徑是根據(jù)所述患者的椎骨三維模型而預(yù)設(shè)的路徑;所述客制化固定件的一端與所述定位部件相連接，另一端為自由端，用于抵靠所述患者的椎骨表面，且所述自由端的形狀與所述患者的椎骨表面相吻合。2.如權(quán)利要求1所述的椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置，其特征在于，所述客制化固定件為橫突固定件，所述橫突固定件的自由端的形狀與所述患者的橫突的表面相吻合。3.如權(quán)利要求1所述的椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置，其特征在于，所述客制化固定件為關(guān)節(jié)突固定件，所述關(guān)節(jié)突固定件的自由端的形狀與所述患者的上關(guān)節(jié)突的表面相吻合。4.如權(quán)利要求1所述的椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置，其特征在于，所述客制化固定件為椎板固定件，所述椎板固定件的自由端的形狀與所述患者的椎板的表面相吻合。5.如權(quán)利要求1所述的椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置，其特征在于，所述定位桿具有第一內(nèi)部輪廓和第一外部輪廓，所述椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置還包括一對(duì)套筒，所述套筒具有第二內(nèi)部輪廓和第二外部輪廓，所述第二外部輪廓與所述第一內(nèi)部輪廓相匹配，且所述套筒的軸線與所述定位桿的所述軸線相重合。6.如權(quán)利要求5所述的椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置，其特征在于，所述定位桿的第一內(nèi)部輪廓為圓柱體、長(zhǎng)方體或正方體。7.如權(quán)利要求5所述的椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置，其特征在于，所述套筒的數(shù)量為多對(duì)，且不同對(duì)中的所述套筒的所述第二內(nèi)部輪廓具有不同大小或形狀。8.如權(quán)利要求1所述的椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置，其特征在于，所述配合部具有靠近所述定位桿的上端和遠(yuǎn)離所述定位桿的下端，所述上端和所述下端中的至少一個(gè)設(shè)有封閉部。9.如權(quán)利要求1所述的椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置，其特征在于，所述配合部具有靠近所述定位桿的上端和遠(yuǎn)離所述定位桿的下端，所述上端和所述下端皆具有開(kāi)口。10.如權(quán)利要求1所述的椎弓根螺釘導(dǎo)向裝置，其特征在于，所述棘突固定件還包括兩根連接桿，所述連接桿的一端與所述配合部相連接，另一端與所述定位桿相連接。
【文檔編號(hào)】A61B17/90GK205514870SQ201521140559
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日
【發(fā)明人】呂冬, 劉翔, 徐風(fēng)光, 盧凌霄, 樂(lè)承筠
【申請(qǐng)人】上海微創(chuàng)醫(yī)療器械（集團(tuán)）有限公司