一种胫骨中上段肿瘤型假体的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108433851A(43)申请公布日2018.08.24(21)申请号201810368181.1(22)申请日2018.04.23(71)申请人南方医科大学地址510515广东省广州市白云区沙太南路1023号-1063号(72)发明人黄文华谢普生张国栋(74)专利代理机构北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙)11350代理人赵蕊红(51)Int.Cl.A61F2/28(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种胫骨中上段肿瘤型假体的制备方法(57)摘要本发明提出了一种胫骨中上段肿瘤型假体的制备方法，首先通过三维重建技术重建健侧及患侧胫骨，根据肿瘤位置确定截骨范围，在建侧胫骨基础上镜像得到胫骨假体主体，然后在主体两端通过计算机辅助设计固定两侧骨质的侧翼钢板及髓内钉，最后导出STL模型进行3D打印成型及后处理。该制备方法简单快捷，弥补了目前临床胫骨中上段肿瘤型假体的不足，基于该方法制备的假体不仅保留了关节面，而且设计的关节面骨块固定钢板位置避开了鹅足等血管神经软组织覆盖部位，固定更为安全可靠，远端髓内钉采用滑动孔与静力孔结合技术，且其置钉位置通过有限元分析技术优化获得，使得假体植入后整体力学分布更为均衡，加强了远期稳定性。CN108433851ACN108433851A权利要求书1/2页1.一种胫骨中上段肿瘤型假体的制备方法，其特征在于，依次包括如下步骤：S1、采集同一目标对象双侧胫骨的计算机断层成像数据，并将所获得的断层成像数据导入三维重建软件进行图像处理操作，建立同一目标对象双侧胫骨的三维模型以及骨肿瘤的三维模型，同一目标对象的双侧胫骨的三维模型包括健侧胫骨三维模型和患侧胫骨三维模型；S2、将步骤S1获得的双侧胫骨以及骨肿瘤的三维模型导入三维建模软件的模拟仿真模块中，确定截骨范围及截骨平面并对同一目标对象双侧胫骨的三维模型进行模拟截骨操作，健侧胫骨三维模型模拟截骨后获得肿瘤型假体主体模板的三维模型；S3、将步骤S2获得的肿瘤型假体主体模板的三维模型通过矢状面对称的方式镜像成像至患侧，得到肿瘤型假体主体的三维模型，然后进行虚拟复位操作，根据远端髓腔的位置、直径及深度，拉伸形成一个与远端髓腔匹配的模拟远端髓内钉，获得模拟远端髓内钉的三维模型，将肿瘤型假体主体的三维模型和模拟远端髓内钉的三维模型以STL格式保存；S4、将步骤S3获得的STL格式的肿瘤型假体的三维模型和模拟远端髓内钉的三维模型导入逆向工程软件中进行曲面优化，再编辑胫骨假体轮廓线、构造胫骨假体曲面片、构造胫骨假体格栅，最终拟合曲面生成肿瘤型假体实体化模型；S5、将肿瘤型假体实体化模型导入计算机辅助设计软件中，根据近端平台骨质高度设计近端关节面固定侧翼钢板，设计肿瘤型假体主体三维模型上的髌韧带重建凹槽及钉孔、内外侧软组织重建缝合孔，以及模拟远端髓内钉三维模型上的滑动孔、静力孔，获得肿瘤型假体三维模型雏形；S6、将步骤S5获得的肿瘤型假体三维模型雏形导入有限元仿真分析软件中，优化滑动孔和静力孔的位置，判断有限元分析结果是否达到预期设计目标，若达到预期设计目标，则将符合设计目标的肿瘤型假体三维模型以STL格式保存，进入步骤S7，若分析结果未达到预期设计目标，则将肿瘤型假体三维模型雏形作为肿瘤型假体实体化模型返回步骤S5；S7、将步骤S6获得的STL格式的肿瘤型假体三维模型导入3D打印终端，添加3D打印支撑后，选择3D打印材料和成型工艺完成肿瘤型假体的打印成型，得到肿瘤型假体实体初成品；S8、将步骤S7获得的肿瘤型假体实体初成品进行后处理，得到肿瘤型假体实体成品。2.根据权利要求1所述的胫骨中上段肿瘤型假体的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述目标胫骨断层影像数据通过CT扫描、MRI扫描或micro-CT扫描成像设备获取。3.根据权利要求2所述的胫骨中上段肿瘤型假体的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所采用的三维重建软件为Mimics、Simpleware或3D-doctor医学图像重建软件；所采用的图像处理操作为阈值分割、区域增长、三维编辑中的一种或多种的组合。4.根据权利要求3所述的胫骨中上段肿瘤型假体的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述三维建模软件为Mimics、GeomagicStudio、Solidworks或UGNX计算机三维建模软件。5.根据权利要求4所述的胫骨中上段肿瘤型假体的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述模拟远端髓内钉为圆柱体。6.根据权利要求5所述的胫骨中上段肿瘤型假体的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所用的逆向工程软件为Geomagicstudio、CopyCAD、Imageware或RapidForm软件。7.根据权利要求6所述的胫