3d打印椎弓根內(nèi)固定術(shù)椎體模型的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于醫(yī)學(xué)用模型領(lǐng)域，特別是針對(duì)椎弓根內(nèi)固定術(shù)的模型，具體涉及為一種3D打印椎弓根內(nèi)固定術(shù)椎體模型。
【背景技術(shù)】
[0002]椎弓根內(nèi)固定術(shù)的核心為準(zhǔn)確置入椎根弓螺釘，使椎弓根螺釘按照正確的矢狀面角及水平面角，沿椎根弓的長(zhǎng)軸穿過(guò)椎根弓這一狹小的骨性管道達(dá)椎體內(nèi)。理論進(jìn)釘點(diǎn)應(yīng)位于椎根弓軸心投影到脊柱的后柱對(duì)應(yīng)點(diǎn)，此點(diǎn)位于橫突和上關(guān)節(jié)突外側(cè)椎板之間。目前，多在手術(shù)前獲取的CT影像資料確定進(jìn)釘點(diǎn)、進(jìn)釘角度和進(jìn)釘深度。術(shù)中病人俯臥，醫(yī)生以解剖標(biāo)志確定手術(shù)位置，解剖表皮以及肌肉組織后暴露出脊椎后部，定位進(jìn)釘點(diǎn)常用“人字嵴法”，即進(jìn)釘點(diǎn)位于腰椎峽部嵴和乳突副突嵴所形成的人字嵴，先用咬骨鉗去除骨皮質(zhì)，并放入探針，定位無(wú)誤后置入螺釘，螺釘置入的角度以及深度，需依靠醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)以及手感，手術(shù)操作對(duì)醫(yī)生要求很高。
[0003]在紀(jì)忠義進(jìn)行的椎弓根置釘位置欠佳的原因分析研宄中，共采集了 127名患者的治療資料，失誤率7.1%。其認(rèn)為失誤原因包括:1.椎弓根的局部解剖變化多端；2.對(duì)椎弓根的局部解剖特點(diǎn)缺乏了解會(huì)導(dǎo)致手術(shù)變得異常困難，因?yàn)榻馄蕦W(xué)研宄表明，椎弓根橫徑、縱徑、水平面成角和矢狀面成角等各觀察指標(biāo)在不同的節(jié)段存在顯著的差異；3.椎弓根的個(gè)體間變異發(fā)生率高等原因。
[0004]因此，需要醫(yī)生對(duì)椎弓根的結(jié)構(gòu)及進(jìn)釘點(diǎn)的位置及進(jìn)釘方向有很好的了解，了解椎弓根的方式不可能完全通過(guò)真實(shí)的臨床經(jīng)驗(yàn)獲得，而基本通過(guò)教學(xué)過(guò)程中對(duì)椎體模型的練習(xí)獲得，而目前的椎體模型多是單純?yōu)榱私虒W(xué)或熟悉椎體結(jié)構(gòu)的目設(shè)計(jì)，沒(méi)有針對(duì)椎弓根進(jìn)釘用的教學(xué)模型或針對(duì)具體患者的椎弓固定術(shù)前進(jìn)釘練習(xí)用的模型。從而在椎弓根固定術(shù)中因醫(yī)生缺乏經(jīng)驗(yàn)而使出現(xiàn)失誤的概率增加。
[0005]隨著掃描技術(shù)的發(fā)展，使得獲取真實(shí)的椎體數(shù)據(jù)變得簡(jiǎn)單，近幾年3D打印技術(shù)發(fā)展迅速，使得將真實(shí)的椎體數(shù)據(jù)打印為真實(shí)的椎體成為可能。同樣可以根據(jù)需要將椎體數(shù)據(jù)進(jìn)行改進(jìn)，并利用3D打印技術(shù)打印出所需要的椎體。
[0006]本實(shí)用新型解決現(xiàn)有椎體模板沒(méi)有針對(duì)椎弓根內(nèi)固定術(shù)進(jìn)釘練習(xí)用椎體模板的問(wèn)題，提供一種用于教學(xué)中或椎弓根固定術(shù)前練習(xí)用椎體模板。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]為了克服現(xiàn)有技術(shù)沒(méi)有針對(duì)椎弓根固定術(shù)在教學(xué)中或手術(shù)前用的進(jìn)釘練習(xí)用椎體模板的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種能解決上述問(wèn)題的3D打印椎弓根內(nèi)固定術(shù)椎體模型。
[0008]本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0009]一種3D打印椎弓根內(nèi)固定術(shù)椎體模型包括3D打印的椎體，進(jìn)釘點(diǎn)范圍區(qū)，進(jìn)釘孔，其特征在于進(jìn)釘點(diǎn)范圍區(qū)設(shè)置于椎體人字嵴處，進(jìn)釘孔設(shè)置于椎體內(nèi)，且經(jīng)過(guò)椎弓根，進(jìn)釘孔深度控制不穿透椎體，進(jìn)釘孔方向控制不沖出椎弓根。此3D打印椎弓根內(nèi)固定術(shù)椎體模型根據(jù)CT掃描真實(shí)人體椎體數(shù)據(jù)，并將椎體數(shù)據(jù)按照需要進(jìn)行改進(jìn)，后利用3D打印技術(shù)打印得到的用于在教學(xué)中或內(nèi)固定術(shù)前的模擬。帶進(jìn)釘點(diǎn)范圍區(qū)及進(jìn)釘孔的3D打印的椎體直觀的展示給學(xué)生和青年醫(yī)生，使他們更好的了解椎弓根內(nèi)固定術(shù)時(shí)的進(jìn)釘點(diǎn)的位置及進(jìn)釘?shù)姆较?，更好的了解手術(shù)中的關(guān)鍵問(wèn)題。另一方面在進(jìn)行椎弓根內(nèi)固定術(shù)前采集患者腰椎椎體數(shù)據(jù)，打印出真實(shí)的供模擬手術(shù)用帶進(jìn)釘點(diǎn)范圍區(qū)及進(jìn)釘孔的3D打印椎體模型，可以讓醫(yī)生手術(shù)前對(duì)進(jìn)釘深度及方向及進(jìn)釘點(diǎn)的范圍有更好的把握，減少手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)。
[0010]進(jìn)一步，所述進(jìn)釘孔深度超過(guò)椎體中部一半即可，進(jìn)一步，所述進(jìn)釘孔深度范圍4.0 ~ 4.5cm0
[0011]進(jìn)一步，所述進(jìn)釘孔方向包括水平方向，具體為:通過(guò)椎弓根中心到椎體中線的最內(nèi)進(jìn)釘角度，通過(guò)椎弓根中心到椎體外側(cè)骨皮質(zhì)為最外進(jìn)釘角度。進(jìn)一步，所述水平方向角度范圍為7.00° -32.29°，其中優(yōu)選所述水平方向角度為22.15°。
[0012]進(jìn)一步，所述進(jìn)釘孔方向包括上下進(jìn)釘方向，具體為:通過(guò)椎弓根中心到椎體下端骨皮質(zhì)的極限最下進(jìn)釘角度，通過(guò)椎弓根中心到椎體上端骨皮質(zhì)的極限最上進(jìn)釘角度。進(jìn)一步，所述上下進(jìn)釘方向角度范圍為0° -29.12°其中優(yōu)選上下方向角度為14.56°。
[0013]進(jìn)一步，所述進(jìn)釘孔設(shè)置為單側(cè)椎弓根內(nèi)，單側(cè)設(shè)置有利于了解行單側(cè)椎弓根固定時(shí)的方向。
[0014]進(jìn)一步，所述進(jìn)釘孔設(shè)置為雙側(cè)椎弓根內(nèi)，雙側(cè)設(shè)置有利于了解行雙側(cè)椎弓根固定時(shí)的方向。
[0015]進(jìn)一步，所述椎體設(shè)置為可分離椎體，分離面人字嵴所在橫斷面，分離的椎體可以更加直觀的了解進(jìn)釘孔在椎弓根內(nèi)的路徑及方向。
[0016]進(jìn)一步，所述進(jìn)釘孔的直徑與內(nèi)固定術(shù)用螺釘直徑相同，操作時(shí)可將手術(shù)用螺釘插入進(jìn)釘孔，更加直觀的了解螺釘進(jìn)入的深度及角度狀態(tài)。
[0017]進(jìn)一步，還公開(kāi)了 3D打印椎弓根內(nèi)固定術(shù)椎體模型的制備方法，
[0018]步驟1:通過(guò)薄層CT或核磁共振等掃描技術(shù)獲取腰椎的原始數(shù)據(jù)；
[0019]步驟2:利用三維重建軟件，建立頸椎椎體及附件的三維模型，并對(duì)椎弓根螺釘?shù)倪M(jìn)釘點(diǎn)、進(jìn)釘孔方向進(jìn)行三維分析；軟件分析，在腰椎人字脊周圍使用人字脊置釘方法，插入羅釘，反復(fù)旋轉(zhuǎn)觀察，保證羅釘通過(guò)椎弓根進(jìn)入椎體，分別找出最上最下，最左最右位置，標(biāo)出進(jìn)釘點(diǎn)范圍區(qū)；水平進(jìn)釘孔的確定，在腰椎椎弓根使用人字脊置釘方法，通過(guò)椎弓根中心到椎體中線置一進(jìn)釘孔(極限最內(nèi)進(jìn)釘角度)，通過(guò)椎弓根中心到椎體外側(cè)骨皮質(zhì)置一進(jìn)釘孔(極限最外進(jìn)釘角度)；上下進(jìn)釘孔的確定，在腰椎椎弓根使用人字脊置釘方法，通過(guò)椎弓根中心到椎體下端骨皮質(zhì)置一進(jìn)釘孔(極限最下進(jìn)釘角度)，通過(guò)椎弓根中心到椎體上端骨皮質(zhì)置一進(jìn)釘孔(極限最上進(jìn)釘角度)；進(jìn)一步，所述進(jìn)釘孔孔徑與手術(shù)用螺釘相同，最后得到需要的椎體結(jié)構(gòu)模型。
[0020]步驟3:將3D打印椎弓根內(nèi)固定術(shù)椎體模型的三維模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入3D打印機(jī)，裝入打印材料，打印出腰椎椎體。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:通過(guò)3D打印技術(shù)得到真實(shí)的椎體模板；進(jìn)釘點(diǎn)范圍區(qū)的設(shè)置可以使觀察值了解進(jìn)釘點(diǎn)位置的選擇，多個(gè)進(jìn)釘孔的設(shè)置可以讓操作者親自將螺釘插入，了解插入的方向及深度及可選擇的范圍；分離的椎體可以使操作者更加直觀的了解進(jìn)釘孔在椎弓根內(nèi)的路徑及方向。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2本實(shí)用新型實(shí)施例1透視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例3整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4本實(shí)用新型實(shí)施例3透視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖中，1、椎體；2、進(jìn)釘范圍區(qū)；3、進(jìn)釘孔；4、椎弓根；5、人字嵴。
【具體實(shí)施方式】
[0027]實(shí)施例1 3D打印椎弓根內(nèi)固定術(shù)椎體模型
[0028]一種3D打印椎弓根4內(nèi)固定術(shù)椎體模型包括3D打印的椎體1，進(jìn)釘點(diǎn)范圍區(qū)2，進(jìn)釘孔3，其特征在于進(jìn)釘點(diǎn)范圍區(qū)2設(shè)置于椎體I人字嵴5處，進(jìn)釘孔3設(shè)置于椎體I內(nèi)，且經(jīng)過(guò)椎弓根4，所述進(jìn)釘孔3深度范圍4.0?4.5cm，進(jìn)釘孔3方向控制不沖出椎弓根4。所述進(jìn)釘孔3水平方向角度為22.15°，上下方向角度為14.56°。所述進(jìn)釘孔3設(shè)置為單側(cè)椎弓根4內(nèi)，單側(cè)設(shè)置有利于了解行單側(cè)椎弓根4固定時(shí)的方向。所述進(jìn)釘孔3的直徑與內(nèi)固定術(shù)用螺釘直徑相同，操作時(shí)可將手術(shù)用螺釘插入進(jìn)釘孔3，更加直觀的了解螺釘進(jìn)入的深度及角度狀態(tài)。帶進(jìn)釘點(diǎn)范圍區(qū)2及進(jìn)釘孔3的3D打印的椎體I直觀的展示給學(xué)生和青年醫(yī)生，使