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一种外科手术导航板的制作方法与流程

文档序号:17904421发布日期:2019-06-13 17:34
一种外科手术导航板的制作方法与流程

本发明涉及医疗器械领域,特别是涉及一种外科手术导航板的制作方法。



背景技术:

手术导航板是指辅助医生在手术中准确定位病理位置,实施既定手术方案的专用医用工具,也可称作手术导航模型、手术导航系统。

在临床中,一般骨科治疗方案多以保守治疗和截肢的方式进行,这对医生及患者都是很大的苦恼。近年来,随着计算机技术和精密机械自动化控制技术的日益成熟,计算机导航辅助外科手术已经成为热门领域。在现行的计算机辅助手术过程中,组织结构移位导致导航系统与真实位置的误差是计算机导航系统最大的弊病,而且操作复杂,非常容易造成医疗事故。

为了解决目前现有技术定位精度差、定位困难、操作复杂等技术瓶颈,本发明提出了一种外科手术导航板的制作方法,该外科手术导航板是一种用于手术过程的医用模具,与病灶区域的三维形体结构、手术路径、组织环境等完全吻合,定位精度高、生理特性好、对人体安全,易于大面积推广使用,既能满足外科手术需要,填补相关技术空白,又可产生较大的社会效益与经济效益。



技术实现要素:

为了克服上述现有技术的不足,本申请提供一种外科手术导航板的制作方法,其特征在于:所述外科手术导航板包括病灶接触面、正面轨道孔、背面轨道、背面轨道孔,通过MRI、CT、彩超集采集患者需要进行手术部位的空间三维数据点云信息,在计算机上将三维点云数据导入CAD软件,在软件中精确重建需要进行手术病灶区域的三维模型;对病灶区域三维模型进行手术路径规划,根据与手术区域毗邻的周边组织环境、骨、皮层曲面图像,结合临床手术要求,精确规划手术螺钉进钉位置及进钉轨迹,规划病灶清除路径;在计算机中根据已构建的病灶区域三维模型,建立与上述手术固定螺钉进钉位置及进钉轨迹,周边组织环境、骨、皮层曲面相吻合的反向手术导航模板,得到考虑临床手术路径的导航板三维模型,并导出导航板的三维模型;将导航板的三维模型导入到与3D打印设备的计算机控制系统中,结合增材制造工艺参数将导航板的三维模型制造成实物手术导航板,使实物手术导航板的底面三维结构与手术螺钉进钉位置、进钉轨迹、病灶清除路径、周边组织环境、骨、皮层曲面相吻合,形成能够用于外科手术的导航板;根据3D打印的实际效果,对手术导航板实物进行表面处理,以达到医疗使用的要求;对3D打印得到的手术导航板实物进行三维扫描测量,将计算机中扫描得到的三维数据图像信息与规划设计的原型数据信息进行测量和对比,检查手术导航板的制造精度和误差大小;制造精度和误差检验合格后,将3D打印的手术导航板实物与3D打印的病灶部位实物进行手术匹配试验,检验合格,制成外科手术导航板实物。

进一步地,根据人体形态学上对称性、骨骼中心线原理,应用力线测量及镜像理论,建立了不同部病灶及位畸形矫正的个体化外科手术导航板。

与现有技术相比,本发明的有益效果如下:手术过程中精准度高,创伤小,手术时间缩短,并发症减少,操作简便,医生容易掌握,既能满足外科手术需求,填补技术空白,又可产生较大的社会效益与经济效益。

附图说明

图1是导航板正面形貌图;

图2是导航板背面形貌图;

1、病灶接触面; 2、正面轨道孔;

3、背面轨道; 4、背面轨道孔。

具体实施方式

参考附图描述本发明的实施方式,下面结合图1—图2对本发明进行具体说明。一种外科手术导航板包括病灶接触面1、正面轨道孔2、背面轨道3、背面轨道孔4,一种外科手术导航板的制作方法的具体实施步骤如下:

第一步,通过MRI、CT、彩超集采集患者需要进行手术部位的空间三维数据影像信息,在计算机上将三维点云数据导入CAD软件,在软件中精确重建需要进行手术病灶区域的三维模型。

第二步,对病灶区域三维模型进行手术路径规划,根据与手术区域毗邻的周边组织环境、骨、皮层曲面图像信息,结合临床手术要求,精确规划手术固定位置、手术螺钉进钉位置、螺钉进钉轨迹,病灶清除路径。

第三步,在计算机中根据已构建的病灶区域三维模型,建立与上述手术固定螺钉进钉位置及进钉轨迹,周边组织环境、骨、皮层曲面相吻合的反向手术导航模板,得到考虑临床手术路径的导航板三维模型,导航板三维模型的病灶接触面1与病灶区的形貌完全吻合,导航板三维模型上含有用于手术螺钉定位、病灶清除等手术规划的正面轨道孔2、背面轨道3、背面轨道孔4,并导出考虑临床手术路径的导航板三维模型,其正面和反面的三维模型如图1和图2所示。

第四步,将考虑临床手术路径的导航板三维模型导入到与3D打印设备的计算机控制系统中,结合增材制造工艺参数,采用对人体安全可靠的医用材料将导航板的三维模型制造成实物手术导航板,使实物手术导航板的底面三维结构与手术螺钉进钉位置、进钉轨迹、病灶清除路径、周边组织环境、骨、皮层曲面相吻合,形成能够用于外科手术的导航板。

第五步,根据3D打印的实际效果,对导航板实物进行适当的表面处理,达到医疗使用的要求。

第六步,将3D打印得到的导航板实物进行三维扫描,将在计算机中得到的三维数据图像信息与规划设计的原型数据信息进行测量和对比,检查其制造精度和误差是否满足设计要求;制造精度和误差检验合格后,将3D打印的手术导航板实物与3D打印的病灶部位实物进行手术匹配试验,检查是否达到设计要求。

第七步,制成外科手术导航板实物。

根据人体形态学上对称性、骨骼中心线原理,应用力线测量及镜像理论,建立了不同部病灶及位畸形矫正的个体化外科手术导航板。

以上所述,仅是发明的较佳实施方式,并非对本发明做任何限制,凡是根据本发明实质对以上实施方式所作的任何修改、变更以及等效变化,均仍属于本发明技术的保护范围之内。

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