一种基于3D打印的骨骼手术导板制作方法

摘要

本发明公开了一种基于3D打印的骨骼手术导板制作方法，属于医疗技术领域。本发明通过获取人体CT扫描Dicom数据，根据人体组织光密度值差异，利用开放式医学影像学软件mimics完成骨骼数据获取并完成人体骨骼虚拟手术，在需要部位制作个性化手术导板；输出STL格式至3D打印机打印，使用聚乳酸(PLA)材料融纤增材的打印方式，获取导板模型，用于辅助临床骨手术。本发明能够快速、方便、公开共享地利用临床放射数据，建立个性化的骨骼或硬组织模型，制作个性化的手术导板，提高手术精确性，节省手术时间。

主权项

一种基于3D打印的骨骼手术导板制作方法，其特征在于：包括以下步骤：1)、数据录入：1.1)、数据采集：采集患者的薄层CT或MRI检查所生成的医学数字成像标准数据；1.2)、筛选数据；1.3)、使用Mimics软件录入DICOM数据：打开软件后使用file栏的import images工具，打开收集到的DICOM数据，根据患者病情或研究需要，勾选研究所需的DICOM数据，完成数据输入，确认模型的三维立体方向，转化为研究模型；2)、数据处理：2.1)、制作骨骼数字模型：在mimics软件中使用segmentation栏的thresholding工具，选取阈值；使用segmentation栏的calculate 3D工具，点击options设计参数，在quality中选择custom选项，根据模型需要对slices和smothing等选项进行设定，运算生成模型的数字三维结构，点击aply生成选定区域的蒙皮文件；2.2)、模型区域限定：2.2.1)、三维空间限定：mimics生成骨骼三维数字模型后，点击segmentation栏的crop mask工具，在软件的冠状位、水平位和矢状位三个窗口分别拖拉标尺，框选所研究的区域，同时反复运算节选后的蒙皮文件，生成新的三维数字模型；2.2.2)、组织结构分离：使用segmentation栏的edit masks工具对蒙皮文件进行分层修改，应用Draw/Erase/Threshold三个选项完成将要打印的骨骼与周围硬组织分离，segmentation栏的region grow工具点击分离的骨骼，生成新的蒙皮文件，再次完成三维重建运算，生成新的数字模型；2.3)、模拟外科和导板制作：2.3.1)、模拟截骨，按照术前影像学检查及临床检查设计符合手术要求的截骨线，使用Cut功能截断下颌骨，分离出需要截除的部分；2.3.2)、制作截骨导板，将截骨后的3D文件在截骨区域边缘选定导板覆盖区域，选定该工作面，并在该选取工作面上生成表面实体，增厚该表面实体，并与下颌骨进行布尔差运算，得到与下颌骨表面贴合紧密的所需导板，根据手术需要，对导板进行相应裁剪，直至复合手术要求；2.4)、模型打印：2.4.1)、STL文件输出：完成骨骼三维数字模型建立后，点击export栏的STL工具，勾选需要输出的模型，output director中选择文件保存的位置，保存到目的文件夹；2.4.2)、STL文件转化：使用Makeware软件，设定打印模型的空间位置、旋转方向和缩放大小；2.5)、按照上述方法制作骨折复位导板2.5.1)、首先在软件中对骨折进行模拟复位，先将各骨折块分离为单独的文件，再将各骨折块按照正常解剖结构进行复位，得到复位后的数字模型。