本實用新型涉及醫療器具技術領域，特別是一種用于矯正下肢畸形的截骨3D打印導航模板。

背景技術：

近年來，隨著計算機技術及醫學三維可視化研究的發展，有關人體結構的三維可視化研究及計算機輔助骨科技術也逐漸成為國際醫學界研究的熱點，在臨床應用當中表現了出極大的現實意義。研究表明，個性化導航模板輔助骨科手術即可以實現個體化的治療方案的設計，又可以達到理想的治療效果，相比傳統的技術手段，表現出了很大的優越性。

兒童下肢骨骺脛骨的角度從新生兒、兒童到青少年有生理性的變化，新生兒期骨骺與脛骨的角度15°被認為是正常的。18個月左右下肢逐漸變直，其后因姿勢和活動的因素下肢漸呈輕度的膝外翻，也就從那時起，在人體自身的矯正下，到發育成熟時輕度的膝外翻是正常的，FTA一般在4°-6°的范圍。生理性與病理性的根本區別在于前者的矯正過程是漸進，無癥狀的。兒童下肢畸形可以因創傷、感染、基因、腫瘤、代謝或外力等因素引起。

下肢解剖軸和機械軸發生了改變，導致下肢各關節負重失衡，進而引起骨性關節炎的發生，若不及時治療，糾正力線，對童兒以后骨發育會造成很大的影響，在后期甚至需要更換人工關節，造成患者身心健康損傷，增加患者家庭的經濟負擔。傳統的矯正下肢畸形的截骨手術，術中反復X線照射，手術時間長，出血多，射線暴露多，術后股骨頭壞死、髖關節僵硬、再脫位等發生率高。給醫務人員及患者家庭帶來巨大負擔。因此，有必要研究出一種導航模板，使得兒童矯正下肢畸形的截骨術具有更好的治療效果。

技術實現要素：

本實用新型的目的就是針對現有技術的不足，提供一種用于矯正下肢畸形的截骨3D打印導航模板，可以為兒童患者量身定做，使得截骨手術過程省時省力，精準性高，減少兒童患者的痛苦。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是一種用于矯正下肢畸形的截骨3D打印導航模板，包括通過3D打印機制作的導航模板本體，導航模板本體整體形狀為C形，導航模板本體上設置有貫通本體的克氏針導孔，導航模板本體的上端邊緣位置設置有三個齒狀中空結構，分別為第一齒、第二齒和第三齒，克氏針導孔位于第一齒與第二齒之間，克氏針導孔的形狀為圓柱形，克氏針導孔沿著導航模板本體外側向外延長有突出部分。

在本技術方案中，使用了3D打印機制作導航模板本體，導航模板整體形狀為C形，具體形狀根據每個患者CT數據mimics軟件反向建模形成，以確保導航模板的內表面與患者骨骺近端緊密貼合，導航模板本體上設置有貫通本體的克氏針導孔，用來引導克氏針進行定位，從而固定導航模板，導航模板本體的上端邊緣位置設置有三個齒狀中空結構，分別為第一齒、第二齒和第三齒，在手術過程中，首先，切開皮膚、筋膜、肌肉，剝開骨膜，將導航模板貼合于骨皮質最佳位置，沿克氏針導孔置入克氏針固定導航模板，然后，沿導航模板上緣截骨面垂直于冠狀面行齒狀截骨，截斷前側骨皮質后拔出克氏針并撤除導航模板，繼續沿兩側向后橫向離斷后側骨皮質，徹底分離截骨面遠、近端，控制截骨近端，沿冠狀面分離并橫向位移，將第一齒欠插入第二齒凹槽內，接著，交叉克氏針固定截骨遠、近端，C臂機攝X線驗證截骨角度及機械軸線，完成手術。

本實用新型的進一步改進，導航模板本體采用醫用PLA材料打印。聚乳酸（PLA）是一種新型的生物基及可生物降解材料，使用可再生的植物資源（如玉米）所提出的淀粉原料制成。淀粉原料經由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌種發酵制成高純度的乳酸，再通過化學合成方法合成一定分子量的聚乳酸。其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物在特定條件下完全降解，最終生成二氧化碳和水，不污染環境，這對保護環境非常有利，是公認的環境友好材料。

本實用新型的進一步改進，第一齒外側邊延長線與第二齒外側邊延長線形成夾角等于矯形糾正角度，第一齒邊緣寬度等于機械軸線偏移距離。矯形糾正角度為解剖軸與機械軸沿線的夾角。

本實用新型的有益效果：本實用新型為一種用于矯正下肢畸形的截骨3D打印導航模板，可以為兒童患者量身定做，使得截骨手術更加精準，不需要反復調整，使手術一次成功，有效縮短手術時間，減少患者痛苦。

附圖說明

圖1是本實用新型的立體結構示意圖。

圖2是本實用新型的正視結構示意圖。

圖3是本實用新型的后視結構示意圖。

圖4是本實用新型的側視結構示意圖。

圖5是本實用新型的俯視結構示意圖。

圖6是本實用新型的貼合骨骺的結構示意圖。

圖7是本實用新型的貼合骨骺的局部放大結構示意圖

圖8是本實用新型中截骨位置移動示意圖。

圖中，1-導航模板本體，2-克氏針導孔，3-第一齒，4-第二齒，5-第三齒。

具體實施方式

為了加深對本實用新型的理解，下面將結合附圖和實施例對本實用新型做進一步詳細描述，該實施例僅用于解釋本實用新型，并不對本實用新型的保護范圍構成限定。

實施例：如圖1至圖5所示，一種用于矯正下肢畸形的截骨3D打印導航模板，包括使用醫用PLA材料通過3D打印機制作的導航模板本體1，導航模板本體整體形狀為C形，導航模板本體上設置有貫通本體的克氏針導孔，導航模板本體的上端邊緣位置設置有三個齒狀中空結構，分別為第一齒、第二齒和第三齒，第一齒外側邊延長線與第二齒外側邊延長線形成夾角等于矯形糾正角度，第一齒邊緣寬度等于機械軸線偏移距離（如圖8所示）。

本實施例的具體制作過程：

（1）原始數據采集：患者術前均使用64排螺旋CT(philip，荷蘭)采集骨骺近端掃描數據；掃描條件：電壓120 kV，電流160 mA，層厚1 mm；將采集的CT數據以DICOM格式存儲；

（2）確定導航模板尺寸：將存儲的骨骺近端CT數據導入計算機后通過Mimics 17．0軟件生成三維重建的骨骺模型，測量患者骨骺畸形部位解剖軸與機械軸的夾角從而算出偏移距離，確定導航模板尺寸。

（3）制作導航模板：在Mimics軟件中打開保存的數據，轉動三維結構，從各個角度觀察克氏針位置是否合適，并根據剖面和三維結構觀察結果對克氏針位置做適當微調以完成導航模板上的克氏針導孔的設計。提取股骨骺內外側大轉子水平及遠端對應骨性表面解剖數據，并將其做反向增厚5mm處理后，建立與之形態一致的基板，同時導入克氏針導孔數據，將兩者組合重建成導航模板。布爾運算(Boolean operation)后，貫通克氏針導孔，并對邊界進行修整，完成導板的設計制作。

（4）3D打印：在Magic17.0軟件中，修理模型中的錯誤，完成后導出模型數據，將數據以STL格式導入3D打印機，使用醫用PLA材料打印出導航模板。

本實施例在矯正下肢畸形的截骨術中的具體應用：在手術過程中，如圖6至圖8所示，首先，切開皮膚、筋膜、肌肉，剝開骨膜，將導航模板貼合于骨皮質最佳位置，沿克氏針導孔置入克氏針固定導航模板，然后，沿導航模板上緣截骨面垂直于冠狀面行齒狀截骨，截斷前側骨皮質后拔出克氏針并撤除導航模板，繼續沿兩側向后橫向離斷后側骨皮質，徹底分離截骨面遠、近端，控制截骨近端，沿冠狀面分離并橫向位移，將第一齒欠插入第二齒凹槽內，接著，交叉克氏針固定截骨遠、近端，C臂機攝X線驗證截骨角度及機械軸線，完成手術。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征及優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。