本發(fā)明涉及一種基于數(shù)字骨科的脊柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位方法及裝置。

背景技術(shù)：

外科內(nèi)固定手術(shù)植釘需要在患者手術(shù)部位的骨骼上鉆孔預(yù)制釘?shù)?，再沿著釘?shù)乐踩肼葆敗，F(xiàn)有預(yù)制釘?shù)婪椒椋阂揽渴中g(shù)室術(shù)中x光系統(tǒng)及導(dǎo)針標(biāo)記，該預(yù)制釘?shù)婪椒ㄔ谛g(shù)中需要多次透視和調(diào)整，才能確定釘?shù)廊肼伏c(diǎn)及入路角度進(jìn)行鉆孔預(yù)制，操作繁瑣，術(shù)中調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)，吃線劑量大，大大增加了患者在術(shù)中受感染的幾率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足和問(wèn)題的技術(shù)方案是：提供了一種基于數(shù)字骨科的脊柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位方法及裝置，該方法是通過(guò)在三維設(shè)計(jì)軟件中虛擬仿真椎弓根中心軸線、脊柱以及體表的位置關(guān)系，設(shè)計(jì)出體表上可快速定位于椎弓根進(jìn)釘?shù)募怪?chuàng)進(jìn)釘定位裝置，最后通過(guò)3d打印獲得脊柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位裝置模型，該脊柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位裝置固定在人體皮膚上，通過(guò)少許的兩次或三次透視，就能快速的將脊柱微創(chuàng)定位裝置上的導(dǎo)板套準(zhǔn)確瞄準(zhǔn)于相對(duì)應(yīng)的椎弓根中心軸線上，與常規(guī)脊柱微創(chuàng)手術(shù)相比，大量的減少了透視的次數(shù)，降低患者以及醫(yī)生的吃線劑量。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明提供了一種基于數(shù)字骨科的脊柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位方法，包括以下步驟：

步驟一，對(duì)患者進(jìn)行mri或ct掃描，獲取dicom數(shù)據(jù)；

步驟二，將dicom數(shù)據(jù)導(dǎo)入第三方軟件提取脊柱、皮膚組織數(shù)據(jù)，并保存為stl格式文件；

步驟三，將stl格式文件導(dǎo)入三維設(shè)計(jì)軟件，重建脊柱、體表曲面模型；

步驟四，在重建脊柱、體表曲面模型中，通過(guò)三維設(shè)計(jì)軟件虛擬仿真生成椎弓根中心軸線，并找到在脊柱上需要植入螺釘?shù)奈恢茫瑢?dǎo)針能夠沿著該椎弓根中心軸線從體表進(jìn)入需要植入螺釘?shù)募怪?，最后，在三維設(shè)計(jì)軟件中依據(jù)椎弓根中心軸線、脊柱及體表的位置關(guān)系，設(shè)計(jì)出體表上可定位于椎弓根進(jìn)釘?shù)募怪?chuàng)進(jìn)釘定位裝置；

步驟五，采用3d打印獲得脊柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位裝置模型。

進(jìn)一步，所述第三方軟件為mimics或boholo。

本發(fā)明還提供了一種由基于數(shù)字骨科的脊柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位方法獲得的脊柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位裝置，包括底板、移動(dòng)塊和導(dǎo)板套，所述底板和所述移動(dòng)塊能夠相互滑動(dòng)，且所述移動(dòng)塊沿著所述底板軸線方向移動(dòng)，所述導(dǎo)板套活動(dòng)設(shè)置在所述移動(dòng)塊上，且所述導(dǎo)板套能夠繞著垂直于所述底板軸線的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，所述導(dǎo)板套上設(shè)置有導(dǎo)針穿過(guò)的定位孔，所述定位孔的軸線和椎弓根中心軸線重合。

進(jìn)一步，所述導(dǎo)板套具有一與所述移動(dòng)塊配合的第一導(dǎo)件，所述第一導(dǎo)件的軸線與所述底板軸線相垂直，所述第一導(dǎo)件的兩端分別設(shè)置有第二導(dǎo)件，每個(gè)所述第二導(dǎo)件上分別設(shè)置有所述導(dǎo)針穿過(guò)的所述定位孔。

進(jìn)一步，所述移動(dòng)塊上設(shè)置有與所述第一導(dǎo)件配合的活動(dòng)槽；

所述活動(dòng)槽上設(shè)置有多個(gè)第一棱條，第一導(dǎo)件上設(shè)置有多個(gè)第二棱條，所述第一棱條和所述第二棱條相互配合。

進(jìn)一步，所述活動(dòng)槽呈u型。

進(jìn)一步，所述第一導(dǎo)件上還設(shè)置有兩個(gè)限位板，所述第二棱條設(shè)置在兩個(gè)所述限位板之間，當(dāng)所述第一導(dǎo)件與所述移動(dòng)塊配合時(shí)，該兩個(gè)所述限位板位于所述移動(dòng)塊的兩側(cè)。

進(jìn)一步，所述底板上設(shè)置有限位槽，所述限位槽的軸線和所述底板軸線相平行，所述移動(dòng)塊上設(shè)置有與所述限位槽配合的限位塊。

進(jìn)一步，所述移動(dòng)塊和所述導(dǎo)板套的數(shù)量分別為兩個(gè)。

進(jìn)一步，所述定位孔和所述導(dǎo)針之間還設(shè)置有導(dǎo)針套。

據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明提供了如下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明的基于數(shù)字骨科的脊柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位方法通過(guò)在三維設(shè)計(jì)軟件中虛擬仿真椎弓根中心軸線、脊柱以及體表的位置關(guān)系，設(shè)計(jì)出體表上可快速定位于椎弓根進(jìn)釘?shù)募怪?chuàng)進(jìn)釘定位裝置，最后通過(guò)3d打印獲得脊柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位裝置模型，該脊柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位裝置固定在人體皮膚上，通過(guò)少許的兩次或三次透視，就能快速的將脊柱微創(chuàng)定位裝置上的導(dǎo)板套準(zhǔn)確瞄準(zhǔn)于相對(duì)應(yīng)的椎弓根中心軸線上，與常規(guī)脊柱微創(chuàng)手術(shù)相比，大量的減少了透視的次數(shù)，降低患者以及醫(yī)生的吃線劑量。

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述基于數(shù)字骨科的脊柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位方法的原理圖；

圖2為本發(fā)明所述脊柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位裝置的示意圖；

圖3為本發(fā)明所述移動(dòng)塊的示意圖；

圖4為本發(fā)明所述導(dǎo)板套的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下描述用于揭露本發(fā)明以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。以下描述中的優(yōu)選實(shí)施例只作為舉例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到其他顯而易見(jiàn)的變型。在以下描述中界定的本發(fā)明的基本原理可以應(yīng)用于其他實(shí)施方案、變形方案、改進(jìn)方案、等同方案以及沒(méi)有背離本發(fā)明的精神和范圍的其他技術(shù)方案。

參照?qǐng)D1，示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例所述的一種基于數(shù)字骨科的脊柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位方法，包括以下步驟：

步驟一，對(duì)患者進(jìn)行mri或ct掃描，獲取dicom數(shù)據(jù)；

步驟二，將dicom數(shù)據(jù)導(dǎo)入第三方軟件提取脊柱、皮膚組織數(shù)據(jù)，并保存為stl格式文件；

步驟三，將stl格式文件導(dǎo)入三維設(shè)計(jì)軟件，重建脊柱、體表曲面模型；

步驟四，在重建脊柱、體表曲面模型中，通過(guò)三維設(shè)計(jì)軟件虛擬仿真生成椎弓根中心軸線，并找到在脊柱上需要植入螺釘?shù)奈恢?，?dǎo)針能夠沿著該椎弓根中心軸線從體表進(jìn)入需要植入螺釘?shù)募怪?，最后，在三維設(shè)計(jì)軟件中依據(jù)椎弓根中心軸線、脊柱及體表的位置關(guān)系，設(shè)計(jì)出體表上可定位于椎弓根進(jìn)釘?shù)募怪?chuàng)進(jìn)釘定位裝置；

步驟五，采用3d打印獲得脊柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位裝置模型。

在步驟二中，第三方軟件可以為mimics或boholo等，該第三方軟件的作用是將dicom轉(zhuǎn)換成三維設(shè)計(jì)軟件能夠識(shí)別的stl格式。

在步驟三中，三維設(shè)計(jì)軟件可以為cad、solidworks或proe等。

在步驟四中，導(dǎo)針可在三維設(shè)計(jì)軟件中模擬沿著椎弓根中心軸線從體表進(jìn)入脊柱。

所述基于數(shù)字骨科的脊柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位方法還包括：步驟六，將該脊柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位裝置模型移至到人體背部的皮膚上，通過(guò)x光系統(tǒng)找到脊柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位裝置模型在人體上的安裝位置，并進(jìn)行固定，此時(shí)，導(dǎo)針通過(guò)脊柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位裝置模型可沿著椎弓根中心軸線從體表進(jìn)入需要植入螺釘?shù)募怪稀?/p>

前述的脊柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位裝置可與多個(gè)導(dǎo)針配合使用，由于脊柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位裝置確定了多個(gè)導(dǎo)針的進(jìn)釘路線，因此，通過(guò)c臂一次透視，就能確定柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位裝置模型在人體上的安裝位置，減少了大量的透視的次數(shù)，降低患者以及醫(yī)生的吃線劑量。

在步驟六中，脊柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位裝置模型在人體上的固定方式可采用膠帶和緊固件配合的方式等。

該脊柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位裝置還可實(shí)現(xiàn)微調(diào)，在脊柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位裝置模型固定在人體時(shí)，由于mri或ct拍片時(shí)的體位與手術(shù)體位不一樣，所以按照mri或ct重建的脊柱與體表的位置關(guān)系將會(huì)與實(shí)際手術(shù)稍有不一致，通過(guò)該裝置上的微調(diào)功能可改變導(dǎo)針的位置，進(jìn)而避免上述問(wèn)題的出現(xiàn)。

參考圖2至圖4，本發(fā)明還提供一種脊柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位裝置，包括底板100、移動(dòng)塊200和導(dǎo)板套300，其中，底板100和移動(dòng)塊200能夠相互滑動(dòng)，且移動(dòng)塊200沿著底板100軸線方向移動(dòng)，導(dǎo)板套300活動(dòng)設(shè)置在移動(dòng)塊200上，且導(dǎo)板套300能夠繞著垂直于底板100軸線的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)板套300上設(shè)置有導(dǎo)針500穿過(guò)的定位孔303，定位孔303的軸線和椎弓根中心軸線重合。

具體地，導(dǎo)板套300具有一與移動(dòng)塊200配合的第一導(dǎo)件301，該第一導(dǎo)件301的軸線與底板100軸線相垂直，第一導(dǎo)件301的兩端分別設(shè)置有第二導(dǎo)件302，每個(gè)第二導(dǎo)件302上分別設(shè)置有導(dǎo)針500穿過(guò)的定位孔303。

相應(yīng)地，移動(dòng)塊200上設(shè)置有與第一導(dǎo)件301配合的活動(dòng)槽202，該活動(dòng)槽202可呈u型。其中，活動(dòng)槽202上設(shè)置有多個(gè)第一棱條，第一導(dǎo)件301上設(shè)置有多個(gè)第二棱條，該第一棱條和第二棱條可相互配合，即增加了第一導(dǎo)件301和活動(dòng)槽202之間的摩擦力，使得移動(dòng)塊200和導(dǎo)板套300之間的轉(zhuǎn)動(dòng)阻力增大，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)微調(diào)的效果。

在其它實(shí)施例中，活動(dòng)槽202可呈圓環(huán)狀。

另外，第一導(dǎo)件301上還設(shè)置有兩個(gè)限位板304，第二棱條設(shè)置在兩個(gè)限位板304之間，當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)件301與移動(dòng)塊200配合時(shí)，該兩個(gè)限位板304位于移動(dòng)塊200的兩側(cè)，有效防止移動(dòng)塊200和導(dǎo)板套300沿著第一導(dǎo)件301軸線方向相互移動(dòng)。

在本實(shí)施例中，底板100上設(shè)置有限位槽101，限位槽101的軸線和底板100軸線相平行，移動(dòng)塊200上設(shè)置有與限位槽101配合的限位塊201，通過(guò)限位槽101和限位塊201配合，能夠?qū)崿F(xiàn)底板100和移動(dòng)塊200的相互滑動(dòng)。

該限位槽101和限位塊201可緊密配合，使底板100和移動(dòng)塊200之間的滑動(dòng)阻力增大，進(jìn)行而實(shí)現(xiàn)了微調(diào)。

在其它實(shí)施例中，限位塊201可卡設(shè)限位槽101。

在其它實(shí)施例中，底板100上設(shè)置有卡條，移動(dòng)塊200上設(shè)置有與卡條配合的卡槽。

在本實(shí)施例中，移動(dòng)塊200和導(dǎo)板套300的數(shù)量可分別為兩個(gè)，由于脊柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位裝置是根據(jù)基于數(shù)字骨科的脊柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位方法獲得的，即每個(gè)脊柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位裝置上的兩個(gè)導(dǎo)針500之間的距離和角度可不相同。

在其它實(shí)施例中，移動(dòng)塊200和導(dǎo)板套300的數(shù)量可分別為一個(gè)或多個(gè)。

在本實(shí)施例中，定位孔303和導(dǎo)針500之間還設(shè)置有導(dǎo)針套400，由于導(dǎo)針套400和導(dǎo)針500需要長(zhǎng)時(shí)間的相互運(yùn)動(dòng)，因此，該導(dǎo)針套400可采用金屬材料制成，避免其磨損，有效延長(zhǎng)了使用壽命。

該底板100上可設(shè)置有通孔，通過(guò)該通孔與緊固件配合，可將底板100固定在人體背部。

再者，底板100上還設(shè)置有刻度102，通過(guò)刻度102可直觀的了解移動(dòng)塊200在底板100上的滑動(dòng)距離。

還有，所述脊柱微創(chuàng)進(jìn)釘定位裝置還配有一個(gè)導(dǎo)針把持器600，通過(guò)該導(dǎo)針把持器600可將導(dǎo)針500拔出。

以上所述的實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)思想及特點(diǎn)，其目的在于使本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，不能僅以本實(shí)施例來(lái)限定本發(fā)明的專(zhuān)利范圍采用，即凡依本發(fā)明所揭示的精神所作的同等變化或修飾，仍落在本發(fā)明的專(zhuān)利范圍內(nèi)。