[發明專利]一種個體化3D打印髖臼壁缺損修復重建系統的構建方法在審
| 申請號： | 202011184480.3 | 申請日： | 2020-10-28 |
| 公開（公告）號： | CN112245066A | 公開（公告）日： | 2021-01-22 |
| 發明（設計）人： | 梁金龍;鄔江;崔勇 | 申請（專利權）人： | 中國人民解放軍聯勤保障部隊第九二〇醫院 |
| 主分類號： | A61F2/28 | 分類號： | A61F2/28;A61F2/30;A61F2/34;A61F2/46;A61B34/10 |
| 代理公司： | 昆明合盛知識產權代理事務所(普通合伙) 53210 | 代理人： | 牛林濤 |
| 地址： | 650032 云*** | 國省代碼： | 云南;53 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 個體化 打印 髖臼壁 缺損 修復 重建 系統 構建 方法 | ||
1.一種個體化3D打印髖臼壁缺損修復重建系統各構件方法，其特征在于：包括以下步驟：
步驟1：髖臼壁缺損影像數據獲取和處理
基于CT斷層掃描獲得健側和病變側(髖臼壁缺損側)的二維圖像原始數據，將Dicom格式的原始數據導入Mimics軟件進行三維重建獲得雙側髖關節的三維重建模型；
步驟2：三維重建模型的解剖學分析及病變側缺損髖臼的適應性修整
在重建的三維模型基礎上，對健側和病變側髖臼解剖學測量和分析，獲取病變側缺損區域邊界輪廓，同時對病變側髖臼做出適應性修整；
步驟3：基于健側髖臼鏡像解剖特征重建病變側髖臼模型
根據三維重建模型上健側髖臼解剖特征，利用鏡像原理獲得病變側髖臼缺損部分的三維重建模型；
步驟4：逆向工程獲得病變側髖臼壁缺損的修復重建系統的三維模型
鏡像獲得的三維重建模型上，利用Mimics軟件進行分割處理，得到獨立的與髖臼缺損區相互補的3D修復補塊模型，將缺損髖臼重建成完整的髖臼結構；
步驟5：髖臼壁缺損修復重建系統的獲取、打印
獲取重建的髖臼結構模型參數，基于計算機輔助和3D打印技術獲得個體化的髖臼壁缺損修復補塊；具體包括與缺損髖臼互補的主體結構部分和用于固定加強穩定性的錨固結構部分，主體部分修復髖臼缺損，錨固部分崁入骨床，起到固定該重建系統并增加其初始穩定性的作用。
2.如權利要求1所述的個體化3D打印髖臼壁缺損修復重建系統的構建方法，其特征在于：所述步驟2髖臼解剖學測量和分析包括髖臼前傾角、髖臼外展角、髖臼旋轉中心和髖臼旋轉軸線；
所述病變側缺損區域邊界輪廓為缺損區域輪廓特征解剖結構；
所述病變側髖臼適應性修整包括髖臼部分缺損、畸變，根據實際情況對髖臼模型進行填充、整合配準。
3.如權利要求1所述的個體化3D打印髖臼壁缺損修復重建系統的重建方法，其特征在于：所述步驟3將健側髖臼解剖特征以正中矢狀位為參考進行鏡像運算，建立與健側髖臼解剖方位一致的病變側缺損髖臼模型；
運用融合配準(Align)功能對患側股骨和鏡像后髖臼壁缺損髖臼進行融合配準，最后通過布爾運算(Boolean)得到缺損的髖臼壁的三維數據。
4.如權利要求1所述的個體化3D打印髖臼壁缺損修復重建系統的重建方法，其特征在于：所述步驟4在鏡像獲得的三維重建模型上，根據缺損的髖臼壁的三維數據，通過工業計算機輔助獲得與髖臼缺損區互補的修復重建系統的三維模型。
5.如權利要求1所述的個體化3D打印髖臼壁缺損修復重建系統的構建方法，其特征在于：所述步驟5根據修復補塊三維模型及參數，基于3D打印技術，利用金屬材料打印出修復補塊植入體。
6.一種如權利要求1-5任意一項所述的個體化3D打印髖臼壁缺損修復重建系統的構建方法在髖臼壁缺損重建的髖關節置換術前規劃中的應用。
7.如權利要求6所述的個體化3D打印髖臼壁缺損修復重建系統的構建方法在髖臼壁缺損重建的髖關節置換術前規劃中的應用，所述應用的具體方法為：
采用64排螺旋CT(GE公司，美國)對合并髖臼壁缺損的患者雙側髖關節進行薄層掃描，將CT原始圖像數據以Dicom格式導入Mimics20.0軟件(Materialise公司，比利時)，利用閾值分割(Thresholding)和區域增長(Region growing)功能分別重建出雙側髖關節的三維模型，基于鏡像(Mirror)功能對健側髖關節以正中矢狀位為參考進行鏡像運算，標識出患側髖臼缺損的部位、形狀及幾何尺寸，通過對缺損范圍幾何尺寸和地形圖的測量和分析，運用融合配準(Align)功能對患側髖臼和鏡像后髖臼進行融合配準，最后進行布爾運算(Boolean)后得到缺損髖臼缺損區域修復重建系統的三維數據，并生成單獨分割出的數字三維模型，進而建立與健側髖臼一致的髖臼修復補塊。
8.一種如權利要求1-5任意一項所述的個體化3D打印髖臼壁缺損修復重建系統的構建方法在髖臼壁缺損并髖關節置換術中的應用。
9.一種如權利要求1-5任意一項所述的個體化3D打印髖臼壁缺損修復重建系統的構建方法在髖關節發育不良并全髖關節置換術中的臨床應用。
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