用于股骨截骨術(shù)的導(dǎo)航模板、使用方法及制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療器具技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種能夠?qū)和晒墙藴?zhǔn)確進行旋轉(zhuǎn)短縮內(nèi)翻截骨的導(dǎo)航模板、使用方法及制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]兒童發(fā)育性髖關(guān)節(jié)脫位是較常見的兒童先天性下肢畸形之一，致殘率高，嚴(yán)重影響患兒身心健康及家庭社會的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。尤其超過6歲的大齡髖關(guān)節(jié)脫位更為嚴(yán)重，其主要病理特點有①脫位程度高;②股骨頸前傾角大，正常兒童為10°_15°左右，髖關(guān)節(jié)脫位患兒為45°?75° ;③頸干角增大，正常兒童是125°?127°，髖關(guān)節(jié)脫位患兒有時可達到150°。
[0003]針對上述病理特點，股骨近端截骨術(shù)對髖關(guān)節(jié)脫位的兒童的治療至關(guān)重要。然而由于髖關(guān)節(jié)脫位患兒股骨頸畸形嚴(yán)重，加之兒童股骨頸本身結(jié)構(gòu)狹小，給手術(shù)增加了難度。在如此畸形狹小的股骨頸內(nèi)需按照嚴(yán)格角度置入螺釘更屬不易。角度不正確會導(dǎo)致股骨頸內(nèi)翻不精確，內(nèi)翻角度過小則髖關(guān)節(jié)對股骨頭包容不足，易導(dǎo)致再脫位，內(nèi)翻角度過大則易影響后期髖關(guān)節(jié)外展功能；其次，旋轉(zhuǎn)角度也需要精確，旋轉(zhuǎn)角度過大過小均易造成再脫位;此外，股骨短縮長度亦需精確，截骨過長易導(dǎo)致患肢變短，肌肉力量不足，而截骨過短則不易復(fù)位或髖關(guān)節(jié)壓力大易造成股骨頭壞死和關(guān)節(jié)僵硬。
[0004]如此復(fù)雜的手術(shù)過程，傳統(tǒng)的做法是采用經(jīng)驗治療，術(shù)中反復(fù)X線照射，手術(shù)時間長，出血多，射線暴露多，術(shù)后股骨頭壞死、髖關(guān)節(jié)僵硬、再脫位等發(fā)生率高。給醫(yī)務(wù)人員及患者家庭帶來巨大負(fù)擔(dān)。因此，有必要研究出一種導(dǎo)航模板，使得兒童髖關(guān)節(jié)脫位的股骨近端內(nèi)翻旋轉(zhuǎn)短縮截骨術(shù)具有更好的治療效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種治療效果好、結(jié)構(gòu)科學(xué)合理、準(zhǔn)確度高的用于兒童股骨近端旋轉(zhuǎn)短縮內(nèi)翻截骨術(shù)的導(dǎo)航模板。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:該用于兒童股骨近端旋轉(zhuǎn)短縮內(nèi)翻截骨術(shù)的導(dǎo)航模板包括第一導(dǎo)航部和第二導(dǎo)航部，所述第一導(dǎo)航部與第二導(dǎo)航部通過易連接桿連接固定;所述第一導(dǎo)航部具有第一接觸部，所述第二導(dǎo)航部具有第二接觸部;所述第一接觸部與所述第二接觸部之間具有間隙；所述第一導(dǎo)航部還具有第一導(dǎo)航板，所述第一導(dǎo)航板上具有導(dǎo)向孔，所述導(dǎo)向孔透過所述第一導(dǎo)航板連接到所述第一接觸部的表面;所述第二導(dǎo)航部還具有第二導(dǎo)航板，所述第二導(dǎo)航板上也具有導(dǎo)向孔，所述導(dǎo)向孔透過所述第二導(dǎo)航板連接到所述第二接觸部的表面。
[0007]采用上述結(jié)構(gòu)的導(dǎo)航模板，第一導(dǎo)航部通過第一接觸部固定在股骨的近端，第二導(dǎo)航部通過第二接觸部固定在遠(yuǎn)端;第一導(dǎo)航部與第二導(dǎo)航部通過連接桿連接固定，使得第一、第二接觸部一旦與股骨接觸，由于連接桿的存在，第一導(dǎo)航部與第二導(dǎo)航部二者時間的位置關(guān)系就不會動，確保了旋轉(zhuǎn)角度和截骨長度的精確;待導(dǎo)針置入后，第一導(dǎo)航部和第二導(dǎo)航部則位置固定，此時去除連接桿，則可以根據(jù)截骨面進行精確截骨;又在本發(fā)明中，第一接觸部與所述第二接觸部之間具有間隙，設(shè)置間隙的目的在于確定股骨需要短縮的長度，短縮精準(zhǔn)，短縮太多，易導(dǎo)致患肢變短，肌肉力量不足，短縮不足，髖關(guān)節(jié)壓力大易造成股骨頭壞死，髖關(guān)節(jié)活動性差。
[0008]進一步的改進在于，所述第一導(dǎo)航板的軸向方向與所述第二導(dǎo)航板的軸向方向之間成一夾角c;所述第二接觸部的第一截骨端面與第二接觸部的第二截骨端面平行設(shè)置;所述第一導(dǎo)航板的軸向方向與所述第一接觸部的軸向方向之間成一夾角b。
[0009]將第一導(dǎo)航板的軸向方向與所述第二導(dǎo)航板的軸向方向之間成一夾角c(即也是第一導(dǎo)航板上導(dǎo)向孔的軸向方向與第二導(dǎo)航板上導(dǎo)向孔的軸向方向之間的夾角)，這樣，具體使用過程中，可對股骨遠(yuǎn)端進行旋轉(zhuǎn)c角度，精確度更高，若是糾正不足易再脫位，糾正過多，易發(fā)生后側(cè)脫位，關(guān)節(jié)穩(wěn)定性差;第一截骨端面與第二截骨端面平行設(shè)置使得沿端面截斷股骨并短縮的精度進一步提高，誤差小;設(shè)置夾角b的作用在于，對股骨頸進行內(nèi)翻時不會出現(xiàn)誤差，內(nèi)翻角度即是角度b減去鋼板角度，一般用于內(nèi)翻截骨的LCP-PHP鋼板選擇110°鋼板，此外，兒童股骨頸狹小，髖關(guān)節(jié)脫位患兒股骨頸畸形嚴(yán)重，螺絲植入困難，需要非常精準(zhǔn)的角度。
[0010]進一步的改進在于，所述連接桿的一端與所述第一導(dǎo)航板相連，另一端通過若干支桿與所述第二導(dǎo)航板相連。
[0011]考慮到第二導(dǎo)航板的寬度大于第一導(dǎo)航板，為了使得二者之間連接更穩(wěn)定，連接桿的另一端通過若干支桿與所述第二導(dǎo)航板相連。
[0012]進一步的改進在于，所述第一接觸部的表面是弧形的，具體形態(tài)根據(jù)每個患者CT數(shù)據(jù)mimics軟件反向建模形成，以確保術(shù)中與患者股骨近端緊密貼合;所述第二接觸部的表面是弧形的，具體形態(tài)根據(jù)每個患者CT數(shù)據(jù)mimics軟件反向建模形成，以確保術(shù)中與患者股骨近端緊密貼合。
[0013]本發(fā)明要解決的另外一個問題是，提供一種使用上述用于兒童股骨近端旋轉(zhuǎn)短縮內(nèi)翻截骨術(shù)的導(dǎo)航模板的方法，該方法包括以下步驟:
(1)將導(dǎo)航模板的第一接觸部的表面與第二接觸部的表面均與股骨貼合；
(2)將導(dǎo)針從第一導(dǎo)航板與第二導(dǎo)航板釘入股骨；
(3)待所述步驟(2)中的導(dǎo)針固定后，剪斷連接第一導(dǎo)航板與第二導(dǎo)航間板的連接桿，預(yù)留出第一截骨端面和第二截骨端面；
(4)沿著第一截骨端面和第二截骨端面將位于該間隙內(nèi)的股骨進行截除短縮；
(5)完成所述步驟(4)后將導(dǎo)航模板去除，拉近截骨遠(yuǎn)近端，以遠(yuǎn)端導(dǎo)針為操縱桿旋轉(zhuǎn)股骨遠(yuǎn)端，直至導(dǎo)針能順利插入鋼板對應(yīng)的孔道，持骨鉗固定鋼板和截骨遠(yuǎn)端股骨，此時股骨頸內(nèi)翻角度為第一導(dǎo)航板中導(dǎo)針與股骨所形成的夾角b減去鋼板角度，旋轉(zhuǎn)角度為所述第一導(dǎo)航板的軸向方向與所述第二導(dǎo)航板的軸向方向之間成一夾角c;
(6)將步驟(5)中的導(dǎo)針逐根退出，選取合適螺釘固定鋼板。
[0014]本發(fā)明要解決的另外一個問題是，提供一種用于兒童股骨近端旋轉(zhuǎn)短縮內(nèi)翻截骨術(shù)的導(dǎo)航模板的制作方法，包括以下步驟:
(1)原始數(shù)據(jù)采集:患者術(shù)前均使用64排螺旋CT(philip，荷蘭)采集股骨近端掃描數(shù)據(jù);掃描條件:電壓120 kV，電流160 mA，層厚1 mm;將采集的CT數(shù)據(jù)以DIC0M格式存儲；
(2)確定股骨近端旋轉(zhuǎn)短縮內(nèi)翻截骨數(shù)據(jù):將存儲的股骨近端CT數(shù)據(jù)導(dǎo)入計算機后通過Mimics 17.0軟件生成三維重建的骨盆及股骨模型，測量患兒頸干角確定內(nèi)翻角度(夾角b減去鋼板角度);測量股骨頸前傾角確定旋轉(zhuǎn)角度c;測量患兒股骨頭脫位高度確定截骨長度a。根據(jù)股骨近端粗細(xì)選擇合適型號的兒童髖部鎖定加壓接骨板(LCP-PHP)。
[0015]第一導(dǎo)航部導(dǎo)針確定:在股骨近端模型的冠狀面、矢狀面及橫斷面坐標(biāo)內(nèi)，確立股骨頸內(nèi)頸螺釘?shù)淖罴讶朦c及角度，在Mimics軟件的MedCAD模塊中，用等同螺釘直徑的圓柱體代替螺釘，觀察螺釘在股骨頸內(nèi)的軌跡。緩慢移動、旋轉(zhuǎn)空心螺釘?shù)木植孔鴺?biāo)系，分別在3D界面、軸面、矢狀面觀察經(jīng)頸螺釘在股骨頸內(nèi)的位置關(guān)系，確保螺釘盡量處于股骨頸的中心處。第二導(dǎo)航部導(dǎo)針確定:根據(jù)第一導(dǎo)航部2枚導(dǎo)針進針點連線中點確定第一導(dǎo)航部的軸向方向，根據(jù)需要糾正的前傾角角度向內(nèi)旋轉(zhuǎn)以確定第二導(dǎo)航部的軸向方向，根據(jù)鋼板的螺釘孔距確定第二導(dǎo)航部導(dǎo)針進針點，第二導(dǎo)航部導(dǎo)針需垂直于股骨遠(yuǎn)端。最后，將模型數(shù)據(jù)以STL格式保存。
[0016](3)制作導(dǎo)航模板:在Mimics軟件中打開保存的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)動三維結(jié)構(gòu)，從各個角度觀察釘?shù)朗欠窈线m，并根據(jù)剖面和三維結(jié)構(gòu)觀察結(jié)果對釘?shù)雷鲞m當(dāng)微調(diào)以完成導(dǎo)向模板進針套管的設(shè)計。提取股骨頸內(nèi)外側(cè)大轉(zhuǎn)子水平及遠(yuǎn)端對應(yīng)骨性表面解剖數(shù)據(jù)，并將其做反向增厚5mm處理后，建立與之形態(tài)一致的基板，同時導(dǎo)入釘?shù)罃?shù)據(jù)，將兩者組合重建成導(dǎo)航模板。布爾運算(Boolean operat1n)后，貫通導(dǎo)板釘?shù)?，并對邊界進行修整，完成導(dǎo)板的設(shè)計制作。設(shè)置第一導(dǎo)航部和第二導(dǎo)航部，所述第一導(dǎo)航部具有第一接觸部，所述第二導(dǎo)航部具有第二接觸部;所述第一接觸部與所述第二接觸部之間具有間隙，該間隙與截骨長度a相等;第一導(dǎo)航板的軸向方向與所述第二導(dǎo)航板的軸向方向之間成一夾角c;第一接觸部的表面是弧形的，與患者股骨近端緊密貼合;所述第二接觸部的表面是弧形的，與患者股骨近端緊密貼合;第一導(dǎo)航板和第二導(dǎo)航板上均設(shè)置導(dǎo)向孔；
(4)3D打印:在Magicl7.0軟件中，修理模型中的錯誤，完成后導(dǎo)出模型數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)以STL格式導(dǎo)入3D打印機，使用醫(yī)用PLA材料打印出導(dǎo)航模板。
【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖和本發(fā)明的實施方式進一步詳細(xì)說明:
圖1是本發(fā)明用于兒童股骨近端旋轉(zhuǎn)短縮內(nèi)翻截骨術(shù)的導(dǎo)航模板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1中導(dǎo)航模板后視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明用于兒童股骨近端旋轉(zhuǎn)短縮內(nèi)翻截骨術(shù)的導(dǎo)航模板使用效果模型圖；
圖4是圖3的側(cè)位使用效果模型圖；
圖5是圖3的后視使用效果模型圖；
圖6是圖3的局部放大使用效果模型圖；
其中:1-第一導(dǎo)航部；101-第一接觸部；102-第一導(dǎo)航板;103，203-導(dǎo)向孔;2-第二導(dǎo)航部;201-第二接觸部;202-第二導(dǎo)航板;3-連接桿;301-支桿。
【具體實施方式】
[0018]如圖1?2所示，用于兒童股骨近端旋轉(zhuǎn)短縮內(nèi)翻截骨術(shù)的導(dǎo)航模板的結(jié)構(gòu)示意圖，該導(dǎo)航模板包括第一導(dǎo)航部1和第二導(dǎo)航部2，第一導(dǎo)航部1與第二導(dǎo)航部2通過連接桿3連接固定;第一導(dǎo)航部1具有第一接觸部101，第二導(dǎo)航部具有第二接觸部201;第一接觸部101與第二接觸部201之間具有間隙；第一導(dǎo)航部1還具有第一導(dǎo)航板102，第一導(dǎo)航板102上具有導(dǎo)向孔103，導(dǎo)向孔103透過第一導(dǎo)航板102連接到第一接觸部101的表面;第二導(dǎo)航部2還具有第二導(dǎo)航板202，第二導(dǎo)航板202上也具有導(dǎo)向孔203，導(dǎo)向孔203透過第二導(dǎo)航板202連接到第二接觸部201的表面;第一導(dǎo)航板102的軸向方向與第二導(dǎo)航板202的軸向方向之間成一夾角c;第二接觸部201的第一截骨端面與第二接觸部201的第二截骨端面平行設(shè)置;第一導(dǎo)航板102的軸向方向與第一接觸部101的軸向方向之間成一夾角b;連接桿3的一端與第一導(dǎo)航板102相連，另一端通過3根支桿301與第二導(dǎo)航板202相連;第一導(dǎo)航板102與第二導(dǎo)航板202上均具有兩個導(dǎo)向孔103，203;第一接觸部101的表面是弧形