阅读说明：本技术 脊柱外科手术用防滑导板构造及其制作方法 (Anti-skid guide plate structure for spinal surgery and manufacturing method thereof ) 是由 金海明 王向阳 黄崇安 钱天辰 江宇涵 武垚森 徐晖 黄其杉 于 2020-04-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种脊柱外科手术用防滑导板,包括导板本体,导板本体包括与手术节段椎体后表面匹配的内侧面,导板本体上正对需要置入导针的位置开设导孔,导孔上侧具有凸沿,其特征是：所述导板本体内侧面设置有薄层防滑硅胶,所述导板本体上带有钻孔,钻孔处嵌入有导向块,导孔设置于所述导向块上,导向块与钻孔的配合面适配紧贴。本发明的导板覆盖在适配区域时,内侧面的薄层防滑硅胶与脊椎骨骼表面贴合后能够形成较强的摩擦力,且导板在置入导针前可以先取出导向块,将磨钻钻头在需要置入导针的位置先进行定位打磨,打磨后置入导向块,方便施术者沿着导板上的导孔置入导针,而且在钻孔处设置有金属垫层,能够避免电钻触碰导板本体形成塑料碎屑,避免影响术后愈合。(The invention discloses an anti-skid guide plate for spinal surgery, which comprises a guide plate body, wherein the guide plate body comprises an inner side surface matched with the back surface of a vertebral body of an operation section, a guide hole is arranged on the guide plate body and is opposite to a position where a guide pin needs to be placed, and a convex edge is arranged on the upper side of the guide hole, and the anti-skid guide plate is characterized in that: the utility model discloses a baffle, including baffle body, guide hole, guide block and guide hole, the baffle body medial surface is provided with thin layer anti-skidding silica gel, the last drilling that has of baffle body, drilling department embedding have the guide block, the guide hole set up in on the guide block, the fitting surface adaptation of guide block and drilling is hugged closely. When the guide plate is covered in the adaptive area, the thin-layer anti-slip silica gel on the inner side surface can form stronger friction force after being attached to the surface of the vertebra, the guide plate can be taken out of the guide block before the guide pin is placed in, the abrasive drilling bit is firstly positioned and polished at the position where the guide pin needs to be placed, and the guide block is placed after polishing, so that an operator can conveniently place the guide pin in the guide hole of the guide plate, and the metal cushion layer is arranged at the drilling position, so that an electric drill can be prevented from touching the guide plate body to form plastic chips, and postoperative healing is prevented from being influenced.)

脊柱外科手术用防滑导板构造及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种脊柱外科手术用防滑导板构造及其制作方法。

背景技术

在脊柱手术中，后路椎弓根螺钉内固定术无疑是最基本的手术操作。但螺钉的准确置入始终是难点，它取决于解剖形态的变异，椎弓根的大小及方向。尤其对于颈椎、胸椎，更甚脊柱畸形的患者，其本身结构复杂，且存在个体性差异，导致其结构具有较大的变异性，不借助辅助导航工具的徒手置钉法有较高的风险。国外有文献报道，椎弓根徒手置钉的错误率为10%-40%，且容易导致严重的血管、神经损伤。

于是，一种基于病人个体化的3D打印快速成型模板技术被用来辅助椎弓根螺钉的置入。由于其价格更低且操作简单，该技术被改良后现已被推广到脊柱各个部位的椎弓根螺钉固定中。

快速成型导航模板技术最早由Radermacher等于1998年应用于腰椎椎弓根置钉研究。后该技术得到推广改良现已广泛应用于颈椎、胸椎、腰椎以及更加复杂的寰枢椎、脊柱侧凸等置钉研究。

在普通脊柱手术导板的使用过程中，对于骨密度高、椎体后部皮质骨较硬的患者或者部位，其导针较难突破对应椎体皮质骨，导针在未经处理的皮质骨表面容易打滑，导致定位不准，增大了导针置入的难度，甚至置入失败。并且现有导板的制作精度不够准确，不能保证导针置入的准确性，进而影响空心螺钉的置入。

而且，胸椎手术中，因胸椎椎板处较为光滑，没有腰椎处丰富的凸起解剖结构，导板放置在胸椎处很难稳定位置，不利于导针的置入。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种脊柱外科手术用防滑导板，该防滑导板能够在相对光滑的椎体椎板后表面定位并且能够更精准的进行导针置入前的定位打磨。本发明所要解决的技术问题还包括提供一种上述脊柱外科手术用防滑导板的制作方法。

为此，本发明提供的脊柱外科手术用防滑导板，包括导板本体，导板本体包括与手术节段椎体后表面匹配的内侧面，导板本体上正对需要置入导针的位置开设导孔，导孔上侧具有凸沿，其特征是：所述导板本体内侧面设置有薄层防滑硅胶，所述导板本体上带有钻孔，钻孔处嵌入有导向块，所述导孔设置于所述导向块上，所述导向块与所述钻孔的配合面适配紧贴，所述钻孔内侧面衬有金属垫层，所述钻孔的下端口截面呈圆形，所述钻孔上部呈可限制所述导向块相对钻孔转动的截面形状，所述导向块侧壁上带有可与所述金属垫层实现磁吸的磁体。

进一步的，所述薄层防滑硅胶的厚度在0.8—1毫米。

进一步的，所述导板本体内侧面局部设置所述薄层防滑硅胶，其余位置呈粗糙面。

进一步的，所述薄层防滑硅胶覆盖整个所述导板本体的内侧面。

进一步的，所述导板本体背面对称设置有两个相互对称分布的叉槽，所述导板配置有固定叉，固定叉具有与所述叉槽匹配的分叉的两个叉头，叉头***所述叉槽中压紧所述导板本体。

进一步的，所述钻孔内侧壁上带有，所述导向块外侧壁上带有嵌块，所述导向块嵌入钻孔后所述嵌块嵌入嵌槽；所述导板本体采用透明材料制成。

进一步的，所述嵌槽和/或钻孔侧壁上设置有与导向块匹配的磁吸机构A，所述导向块前端侧壁和嵌块上带有与磁吸机构A匹配的磁吸机构B，所述导向块和嵌块分别***钻孔和嵌槽后所述磁吸机构A与磁吸机构B吸合。

进一步的，防滑层为薄层防滑硅胶，薄层防滑硅胶上分布有交错分布的排液槽。

本发明提供的一种上述脊柱外科手术用导板的制作方法，包括以下步骤：

A、对患者进行术前CT影像扫描，获取目标手术节段椎体的影像数据，并进行三维重建；

B、设定螺钉直径，根据各方向二维图像确定所述导板上的螺钉钉道数据；

C、依据步骤A、B中获取的数据设计脊柱外科手术用导板，并进行3D打印，所述脊柱外科手术用防滑导板打印形成的导板本体内侧面对应所述薄层防滑硅胶设置；

D、将所述薄层防滑硅胶嵌设固定在所述导板本体内侧面中。

进一步的，包括以下步骤：

A、从PACS系统中获得颈椎CT影像数据，以*.Dcm格式保存,然后导入Mimics 软件,生成轴、冠、矢三个不同方向的视图；

在Mimics中运用Segment模块功能选取要进行手术的节段区域；

B、模拟椎弓根螺钉的置入，设定螺钉直径，根据各方向二维图像确定螺钉钉道；

将要进行手术的节段及模拟的钉道从Mimics输出，导入到Geomagic中，进行导板区域的选择，并进行区域加厚，制作出薄板模型；

将Geomagic中生成的薄板模型数据导出，并再导入回Mimics软件中，进行导板模型的制作，通过调整用于模拟钉道的圆柱体的长度及直径，以制定所需导板模型上导向通道的长度，内径及外径，并运用Mimics软件中Boolean功能进行各导板部件间的波尔运算，制作出需要的导板模型；

C、按导板模型数据3D打印成品，3D打印设定中打印形成的导板本体内侧面对应所述薄层防滑硅胶设置，所述导板本体上的以外的位置打印粗糙面；

D、将所述薄层防滑硅胶嵌设固定在所述导板本体内侧面中。

1、本发明的导板覆盖在适配区域时，内侧面的薄层防滑硅胶与脊椎骨骼表面贴合后能够形成较强的摩擦力；

2、本发明中，导板在钻入螺钉前可以先取出导向块，将磨钻钻头在需要打入螺钉的位置先进行定位打磨，打磨后置入导向块，由于钻孔前端的直径3MM左右，而导孔的直径1.8MM，将导孔设置于导向块则能够通过弥补此孔径差距，方便施术者沿着导板上的导孔置入导针，而且在钻孔处设置有金属垫层，能够避免磨钻触碰导板本体形成塑料碎屑，并避免碎屑掉落到肉体内，最终避免影响术后愈合。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的导板的结构示意图。

图2为图1的侧视示意图。

图3为图1中的导板的结构剖视示意图。

图4为图3的分体结构示意图。

图5为图1中的导板的内侧面局部视图。

图6为本发明实施例2提供的导板的分体结构剖视示意图。

图7为图6的导板的钻孔处的俯视示意图。

图8为图6的导板的钻孔处内侧面的结构平面示意图。

图9为与图1中的叉槽匹配的固定叉的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

参照图1-5所示，本发明实施例1提供的本发明提供的脊柱外科手术用防滑导板，包括导板本体，导板本体包括与手术节段椎体后表面匹配的内侧面1，导板本体上正对需要置入导针的位置开设导孔2，导孔2上侧具有凸沿3，所述导板本体内侧面1设置有薄层防滑硅胶4，所述导板本体上带有钻孔5，钻孔5处嵌入有导向块6，所述导孔2设置于所述导向块6上，所述导向块6与所述钻孔5的配合面适配紧贴，所述钻孔5内侧面衬有金属垫层7，所述钻孔5的下端口截面呈圆形，所述钻孔5上部呈可限制所述导向块6相对钻孔5转动的截面形状，所述导向块6侧壁上带有可与所述金属垫层7实现磁吸的磁体8。

参照图1、图9所示，上述导板本体背面对称设置有两个相互对称分布的叉槽15，所述导板配置有固定叉，固定叉具有与所述叉槽15匹配的分叉的两个叉头，叉头***所述叉槽15中压紧所述导板本体，可在脊椎骨骼上稳固定位，使导板在狭小的空间中也能够被牢牢压紧，且压紧物件不会占据较大空间。

参照图6-8所示，本发明实施例2与实施例1基本相同，其区别仅在于：所述钻孔5内侧壁上带有嵌槽10，所述导向块6外侧壁上带有嵌块11，所述导向块6嵌入钻孔5后所述嵌块11嵌入嵌槽10，嵌块11和嵌槽10嵌合的构造有利于阻止导向块6转动，并提升嵌合的牢固性；所述导板本体采用透明材料制成，透明导板有利于观察手术的进行，能够进行精准调整。

参照图6所示，所述嵌槽10和/或钻孔5侧壁上设置有与导向块6匹配的磁吸机构A12，所述导向块6前端侧壁和嵌块11上带有与磁吸机构A12匹配的磁吸机构B13，所述导向块6和嵌块11分别***钻孔5和嵌槽10后所述磁吸机构A12与磁吸机构B13吸合。所述薄层防滑硅胶4覆盖整个所述导板本体的内侧面，进一步的，防滑层为薄层防滑硅胶4，薄层防滑硅胶4上分布有交错分布的排液槽9，脊椎骨骼表面的液体可以沿着排液槽9排掉，从而提升导板在骨骼表面的防滑性能。

本发明提供的脊柱外科手术用防滑导板的制作方法，具体包括以下步骤：

A、对患者进行术前CT影像扫描，获取目标手术节段椎体的影像数据，并进行三维重建；

B、设定螺钉直径，根据各方向二维图像确定所述导板上的螺钉钉道数据；

C、依据步骤A、B中获取的数据设计脊柱外科手术用导板，并进行3D打印，打印形成的导板本体内侧面对应所述薄层防滑硅胶设置固定槽14；

D、将所述薄层防滑硅胶4嵌设固定在所述固定槽14中。

进一步的，包括以下步骤：

A、从PACS系统中获得颈椎CT影像数据，以*.Dcm格式保存,然后导入Mimics 软件,生成轴、冠、矢三个不同方向的视图；

在Mimics中运用Segment模块功能选取要进行手术的节段区域；

B、模拟椎弓根螺钉的置入，设定螺钉直径，根据各方向二维图像确定螺钉钉道；

将要进行手术的节段及模拟的钉道从Mimics输出，导入到Geomagic中，进行导板区域的选择，并进行区域加厚，制作出薄板模型；

将Geomagic中生成的薄板模型数据导出，并再导入回Mimics软件中，进行导板模型的制作，通过调整用于模拟钉道的圆柱体的长度及直径，以制定所需导板模型上导向通道的长度，内径及外径，并运用Mimics软件中Boolean功能进行各导板部件间的波尔运算，制作出需要的导板模型；

C、按导板模型数据3D打印成品，3D打印设定中打印形成的导板本体内侧面对应所述薄层防滑硅胶4设置固定槽14，所述导板本体上的14以外的位置打印粗糙面；

D、将所述薄层防滑硅胶嵌设固定在所述固定槽14中。

上述方法能够结合需要施术的骨骼表面数据更加方便且精准地制作导板。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。