3d打印经皮穿刺胸腰椎及周围组织脏器导航器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种3D打印经皮穿刺胸腰椎及周围组织脏器导航器，包括滑轨和导板，滑轨由底板和底板两侧直立的侧板组成，侧板与底板连接部分向外凸出，底板背面设有定位孔，还包括将滑轨固定在人体表面和将导板固定在滑轨上的固定装置。导板包括滑板和从滑板表面延伸而出的导向杆，导向杆上设穿刺柱及固定柱，穿刺柱及固定柱中设穿刺孔及固定孔。本实用新型装置将胸腰椎及周围组织脏器治疗所需的所有穿刺位点集中于一个导板，滑轨可避免导板上的导向杆长度过长而影响其精准性，导向杆加设的固定柱可增加导向杆稳定性，起到辅助固定作用。本实用新型装置集成式设计，适用范围广，结构简约、耗材少，打印时间短、性价比高。
【专利说明】
3D打印经皮穿刺胸腰椎及周围组织脏器导航器
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种3D打印经皮穿刺胸腰椎及周围组织脏器导航器，属于医学图像处理及应用领域。
【背景技术】
[0002]脊柱相关性疼痛是一类由于各种脊柱原因导致的疾病或综合征。常见的病因有:椎间盘突出症、椎体压缩性骨折、交感相关性疾病、背部术后疼痛综合征、椎间盘源性腰痛、椎管狭窄症、恶性疾病等。随着人口老龄化程度的提高与疾病年轻化趋势的加快，脊柱相关性疼痛，尤其是胸腰椎间盘突出症、椎间盘源性腰痛、骨质疏松性椎体压缩性骨折、恶性疾病(如恶性肿瘤骨转移)等已经成为威胁国民身体健康及生活质量的常见病、多发病。
[0003]目前治疗脊柱相关性疼痛的微创技术有:椎间盘微创减压术(射频、激光、等离子、臭氧等)及摘除术(经皮椎间孔镜等)、椎体成形术、交感神经阻滞及毁损术、脊神经阻滞及毁损术、腹腔神经丛阻滞及毁损术等。穿刺精准是保障治疗效果的关键，传统微创治疗根据体表解剖结构，依靠个人临床经验进行穿刺，利用C臂、CT等辅助引导，提高治疗精准性，但操作步骤繁琐，定位精准性较差，耗时较长，医患辐射大，对需进行多部位治疗的患者，操作更为困难，3D打印技术使个性化精准穿刺成为可能。
[0004]目前，中国专利文献CN104958099A公开了一种3D打印椎间孔镜靶向穿刺经皮手术导板，中国专利文献CN105193492A公开了一种3D打印的经皮椎弓根导向板，以上均是利用3D技术打印一个导板，上有用于穿刺的穿刺柱，该导板通过医用黏贴片定位在背部。以上导板仅针对单个椎体及单个椎间盘穿刺位点，对于需在腰椎或胸椎及周围组织脏器进行多个位点穿刺的手术，不仅需要打印多个导板，费时费材，增加治疗成本，而且由于人体腰背部皮肤略有弧度，在腰背部设置大片穿刺导板基座会影响穿刺针方向的细微调整，进而影响穿刺成功率。
[0005]临床上常需要进行多节段(如多个椎体压缩性骨折、多节段椎间盘突出等)、多方法(如椎体转移性肿瘤进行椎体成型术同时联合椎体周围肿瘤组织的射频治疗等)、多路径(如椎间盘突出症的双极射频等)微创治疗，本实用新型的导航装置可以实现多位点的精准穿刺，在保证治疗效果、减少并发症的同时大大缩短手术时间、减少医患双方辐射。此外，本实用新型的导航装置不仅可以应用于脊柱相关性疼痛，还可以用于胸椎、腰椎周围软组织及脏器的精准穿刺，如肾脏及肺脏穿刺，所有影像学上所能达到的穿刺部位均可以使用本实用新型的导航装置实现高效的精准穿刺。
[0006]与上述两种实用新型相比，本实用新型的导航装置设计简洁，滑道基底面积小，更易与腰背部贴合，同时也避免了大块贴附于腰背部的导板基座所带来的穿刺视野狭小、难以进行穿刺针微调的弊端，此外，简洁的设计使本实用新型的导航装置体积小巧，打印所需耗材少，打印所需时间短，大大缩短了路径设计-3D打印时间周期，有利于导航装置的设计-打印-临床使用一站式服务的实现。【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的是提供一种3D打印经皮穿刺胸腰椎及周围组织脏器导航器，该装置能辅助一次完成腰椎或胸椎及周围组织脏器的多靶点穿刺治疗。
[0008]为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为:一种3D打印经皮穿刺胸腰椎及周围组织脏器导航器，包括滑轨和导板，所述导板包括滑板和从滑板表面延伸而出的一根或多根导向杆，每根导向杆上设有一根或多根穿刺柱，穿刺柱中设通孔，为穿刺孔，所述滑轨由底板和底板两侧直立的侧板组成，侧板与底板连接部分向外凸出，以形成可供滑板在内滑动的空间，所述底板背面设有与医用黏贴片对应的定位孔，所述滑轨一体成型，所述导板一体成型，还包括第一固定装置和第二固定装置，第一固定装置用于将滑轨固定在人体表面，第二固定装置用于导板滑到滑轨预定位置时，将导板固定在滑轨上。
[0009]优选的，当导向杆长度大于6cm时，在导向杆远端设有固定柱，所述固定柱中设通孔，为固定孔。
[0010]优选的，所述滑轨的侧板上表面设有标尺。
[0011]优选的，所述第一固定装置为固定在底板背面的胶布。
[0012]优选的，所述第一固定装置包括设置在底板上的多个第一固定通孔，可用定位针插入第一固定通孔，将滑轨固定在人体背部。
[0013]优选的，所述第二固定装置为对应设置于两侧侧板上的螺栓，所述螺栓向内拧入，则滑板固定，向外拧出，则滑板可活动。
[0014]优选的，所述第二固定装置包括设置于底板上的多个孔和设置于滑板上的至少两个第二固定通孔，当滑板滑到固定位置时，以合适直径的圆柱形物体插入第二固定通孔，直至底板上的孔内，以将滑板固定在底板上。
[0015]优选的，所述底板略有弧度，以便与人体背部贴合。
[0016]上述3D打印经皮穿刺胸腰椎及周围组织脏器的导航方法，其步骤包括:
[0017]A、患者俯卧位，必要时腰部垫枕以使腰背部处于平直的状态，在患者所需治疗区域脊柱中线粘贴医用黏贴片，并对患者的腰椎或胸椎治疗区域进行CT薄层扫描，获取扫描数据；
[0018]B、将扫描数据导入医学建模软件，建立腰椎或胸椎区域骨骼的三维立体数字模型，并标注出所有可能治疗的目标位置；
[0019]C、根据立体数字模型，用软件建立到达目标位置的最佳穿刺针道及穿刺深度，最佳穿刺针道需要避开沿路的重要血管和神经，并设计出数字化滑轨和导板；
[0020]D、将生成的数据导入3D打印装置，打印出滑轨和导板，消毒后供临床使用；
[0021]E、术中首先将滑轨定位孔卡在医用黏贴片上，然后通过第一固定装置使滑轨固定在人体腰背部；
[0022]F、将导板的滑板从滑轨任意一端装入滑轨内，移动至预定位置，通过第二固定装置固定；
[0023]G、沿导板穿刺孔穿刺，根据术前测量的穿刺深度穿刺到位;部分位点的穿刺完成后，移动滑板至另一预定位置，通过第二固定装置固定；
[0024]H、重复步骤G，直至完成所有位点的穿刺。
[0025]本实用新型的3D打印经皮穿刺胸腰椎及周围组织脏器导航器，将腰椎或胸椎及周围组织脏器治疗所需的所有穿刺位点全部集中在一个导板上，因为腰椎或胸椎的手术覆盖区域比较多(如胸椎、腰椎多节段骨折等)，上下覆盖范围长度可能会达到15cm以上，滑轨的设置可避免导板上的导向杆长度过长而影响其精准性，导向杆上的固定柱可增加导向杆稳定性，进一步辅助固定。滑轨的两侧侧板上表面均设有标尺，用于指示导板在滑轨上的位置，以达到精确定位的目的。本实用新型装置集成式设计，适用范围广，结构简约，耗材少，打印时间短、性价比高。
[0026]将用于腰椎、胸椎及周围组织脏器微创治疗的所有位点全部集中在一个导板上，其中固定装置可采用无创式固定以减轻患者痛苦。本实用新型装置系集成式设计，适用范围广，结构简约、耗材少，打印时间短、性价比高。
【附图说明】
[0027]图1为本实用新型的实施例2的3D打印经皮穿刺胸腰椎及周围组织脏器导航器的结构示意图。
[0028]图2为本实用新型的实施例2的滑轨结构示意图。
[0029]图3为本实用新型的实施例2的滑轨仰视图。
[0030]图4为本实用新型的实施例2的导板结构示意图。
[0031]图5为本实用新型的实施例3的3D打印经皮穿刺胸腰椎及周围组织脏器导航器的结构示意图。
[0032]图6为本实用新型的实施例3的滑轨结构示意图。
[0033]图7为本实用新型的实施例3的导板结构示意图。
[0034]下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步说明。
【具体实施方式】
[0035]实施例1
[0036]本3D打印经皮穿刺胸腰椎及周围组织脏器导航器的制备方法，其步骤包括:
[0037]A、患者俯卧位，必要时腰部垫枕以使腰背部处于平直的状态，在患者所需治疗区域脊柱中线粘贴医用黏贴片，并对患者的腰椎或胸椎治疗区域进行CT薄层扫描，获取扫描数据；
[0038]B、将扫描数据导入医学建模软件，建立腰椎或胸椎区域骨骼的三维立体数字模型，并标注出所有可能治疗的目标位置；
[0039]C、根据立体数字模型，用软件建立到达目标位置的最佳穿刺针道及穿刺深度，最佳穿刺针道需要避开沿路的重要血管和神经，并设计出数字化滑轨和导板；
[0040]D、将生成的数据导入3D打印装置，打印出滑轨和导板，消毒后供临床使用；
[0041]E、术中首先将滑轨定位孔卡在医用黏贴片上，然后使用第一固定装置将滑轨固定在人体腰背部预定位置；
[0042]F、将导板的滑板从滑轨任意一端装入滑轨内，移动至预定位置，通过第二固定装置固定；
[0043]G、沿导板穿刺孔穿刺，根据术前测量的穿刺深度穿刺到位;部分位点的穿刺完成后，移动滑板至另一预定位置，通过第二固定装置固定；
[0044]H、重复步骤G，直至完成所有位点的穿刺。
[0045]实施例2
[0046]如图1所示，本3D打印经皮穿刺胸腰椎及周围组织脏器导航器，包括滑轨I和导板2，所述导板2包括滑板21和从滑板表面延伸而出的一根或多根导向杆22，每根导向杆上设有一根或多根穿刺柱23，穿刺柱中设通孔，为穿刺孔，当导向杆长度大于6cm时，在导向杆远端设有固定柱24，所述固定柱中设通孔，为固定孔，所述滑轨I由底板11和底板两侧直立的侧板12组成，侧板12与底板11连接部分向外凸出，以形成可供滑板21在内滑动的空间，所述滑轨I一体成型，所述导板2—体成型，底板11略有弧度，以便与人体背部贴合，还包括第一固定装置和第二固定装置，第一固定装置用于将滑轨固定在人体表面，第二固定装置用于导板滑到滑轨预定位置时，将导板固定在滑轨上。其中第一固定装置为固定在底板背面的胶布3，第二固定装置为对应设置于两侧侧板上的螺栓4，所述螺栓向内拧入，则滑板固定，向外拧出，则滑板可活动，所述底板11背面设有与医用黏贴片对应的定位孔13，所述滑轨的侧板12上表面设有标尺14。
[0047]本穿刺导航装置采用无创式固定，可以减轻患者痛苦，降低感染风险。
[0048]实施例3
[0049]本3D打印经皮穿刺胸腰椎及周围组织脏器导航器，包括滑轨I和导板2，所述导板包括滑板21和从滑板表面延伸而出的一根或多根导向杆22，每根导向杆上设有一根或多根穿刺柱23，穿刺柱中设通孔，为穿刺孔，当导向杆长度大于6cm时，在导向杆远端设有固定柱24，所述固定柱中设通孔，为固定孔，所述滑轨I由底板11和底板两侧直立的侧板12组成，侧板与底板连接部分向外凸出，以形成可供滑板在内滑动的空间，所述底板11背面设有与医用黏贴片对应的定位孔13，所述滑轨的侧板12上表面设有标尺14，所述滑轨I一体成型，所述导板2—体成型，底板11略有弧度，以便与人体背部贴合，还包括第一固定装置和第二固定装置，第一固定装置用于将滑轨固定在人体表面，第二固定装置用于导板滑到滑轨预定位置时，将导板固定在滑轨上。所述第一固定装置包括设置在底板上的多个第一固定通孔15，可用定位针插入通孔，将滑轨固定在人体背部，所述第二固定装置包括设置于底板上的多个孔16和设置于滑板上的至少两个第二固定通孔25，当滑板滑到固定位置时，以合适直径的圆柱形物体5插入第二固定通孔15，直至底板上的孔15内，以将滑板固定在底板上。
[0050]以上仅为本实用新型应用的部分实例，具体使用中，考虑到使用习惯及打印设计方便等因素，穿刺柱一般设计为圆柱体，长度一般为1mm左右，通孔内径根据临床不同需求而改变，但是穿刺柱设计成正方体、长方体、圆锥体甚至不规则形状都不影响其使用，只需穿刺柱接触患者面部的一侧不尖锐，且能打出穿刺孔即可。
[0051]临床使用中，同一导向杆上一般设一到两个穿刺柱，特殊情况下会设置三个及以上穿刺柱。为固定穿刺柱，防止其微动，在其远端设有固定柱。
[0052]因为目前临床上的穿刺针横截面多为圆形，因此穿刺孔也设计为圆形，如果以后在临床上设计出例如方形、菱形等其他形状的穿刺针，则穿刺孔的形状也应当相应改变。
【主权项】
1.一种3D打印经皮穿刺胸腰椎及周围组织脏器导航器，其特征在于:包括滑轨和导板，所述导板包括滑板和从滑板表面延伸而出的一根或多根导向杆，每根导向杆上设有一根或多根穿刺柱，穿刺柱中设通孔，为穿刺孔，所述滑轨由底板和底板两侧直立的侧板组成，侧板与底板连接部分向外凸出，以形成可供滑板在内滑动的空间，所述底板背面设有与医用黏贴片对应的定位孔，所述滑轨一体成型，所述导板一体成型，还包括第一固定装置和第二固定装置，第一固定装置用于将滑轨固定在人体表面，第二固定装置用于导板滑到滑轨预定位置时，将导板固定在滑轨上。2.根据权利要求1所述的3D打印经皮穿刺胸腰椎及周围组织脏器导航器，其特征在于:当导向杆长度大于6cm时，在导向杆远端设有固定柱，所述固定柱中设通孔，为固定孔。3.根据权利要求1或2所述的3D打印经皮穿刺胸腰椎及周围组织脏器导航器，其特征在于:所述滑轨的侧板上表面设有标尺。4.根据权利要求1或2所述的3D打印经皮穿刺胸腰椎及周围组织脏器导航器，其特征在于:所述第一固定装置为固定在底板背面的胶布，所述胶布避开定位孔所在位置。5.根据权利要求1或2所述的3D打印经皮穿刺胸腰椎及周围组织脏器导航器，其特征在于:所述第一固定装置包括设置在底板上的多个第一固定通孔，可用定位针插入第一固定通孔，将滑轨固定在人体背部。6.根据权利要求1或2所述的3D打印经皮穿刺胸腰椎及周围组织脏器导航器，其特征在于:所述第二固定装置为对应设置于两侧侧板上的螺栓，所述螺栓向内拧入，则滑板固定，向外拧出，则滑板可活动。7.根据权利要求1或2所述的3D打印经皮穿刺胸腰椎及周围组织脏器导航器，其特征在于:所述第二固定装置包括设置于底板上的多个孔和设置于滑板上的至少两个第二固定通孔，当滑板滑到固定位置时，以合适直径的圆柱形物体插入第二固定通孔，直至底板上的孔内，以将滑板固定在底板上。8.根据权利要求1或2所述的3D打印经皮穿刺胸腰椎及周围组织脏器导航器，其特征在于:所述底板略有弧度，以便与人体背部贴合。
【文档编号】A61B34/20GK205683132SQ201620338335
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年4月21日 公开号201620338335.9, CN 201620338335, CN 205683132 U, CN 205683132U, CN-U-205683132, CN201620338335, CN201620338335.9, CN205683132 U, CN205683132U
【发明人】陆丽娟, 彭宇竹, 景抗震, 王然, 韩影
【申请人】南京鼓楼医院