本發明涉及醫療器械，特別涉及一種個性化假體及其制作方法和使用方法。
背景技術：
在脊柱外科疾病中，現在經常采用全椎體切除來治療脊柱結核、腫瘤、囊腫、創傷等疾病所導致的嚴重椎體破壞，術中進行全椎體切除的患者，往往需要重建脊柱的結構和生物力學穩定性。
而傳統的鈦籠和替代材料都不是針對患者的個性化設計，需要臨床醫師根據術中情況臨時塑形，在手術精準性，手術時間，術中出血，并發癥發生等方面難以把握。
本發明在此基礎上提出一種采用個性化3D打印脊柱假體，其可以在術前用計算機進行假體設計及模擬手術切除后脊柱結構的重建，能夠做到根據患者的需求量體裁衣，提高手術精準度和安全性。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是提供一種個性化假體及其制作方法和使用方法，其克服了現有技術的缺陷，可以在術前用計算機進行假體設計及模擬手術切除后脊柱結構的重建，能夠做到根據患者的需求量體裁衣，提高手術精準度和安全性。
本發明所要解決的技術問題是通過以下技術方案來實現的：
一種個性化假體的制作方法，包括以下步驟：圖像采集、三維數字建模、建立樹脂模型、計算機模擬手術、模型再驗證、內固定方案制定、假體尺寸制定、個體化假體參數確定、假體3D打印以及假體冷卻及清洗。
優選地，上述技術方案中，所述制作方法包括以下步驟：
1)圖像采集：采集患者CT掃描的原始DICOM格式數據；
2)三維數字建模：將數據導入Mimics軟件中，進行三維重建；
3)建立樹脂模型：截取擬手術區域，采用醫用樹脂，重建手術區域模型；
4)計算機模擬手術：在Mimics及CAD軟件中進行操作，測量需切除區域的相關參數，繪制切除區域的CAD外觀模型；
5)模型再驗證：將CAD模型置入三維數字建模模型中，驗證匹配度及精準性；優選地，該CAD模型內部為通體多孔結構、CAD模型外周為仿人體骨小梁結構以提高力學性能(避免多孔化后力學強度不夠)；
6)內固定方案制定：在三維數字建模模型中，模擬置入合適尺寸的螺釘，測量并精準確定其進針點、傾斜角、長度等參數；
7)假體尺寸制定：采用3D打印軟件精確制作個體化假體，并置入三維數字模型中驗證，選擇最佳孔徑、孔隙率和形狀，同時在假體上選擇合適的進針點和進針角度；
8)個體化假體參數確定：根據不同部位需求，確定采用合適力學強度的假體及其尺寸，并預留一定范圍變量以適應術中切除范圍變化；
9)假體3D打印：將個體化假體相關參數導入后，使用打印機進行校準后打印；
10)假體冷卻及清洗：打印后冷卻10h至室溫后開爐取出假體，分別采用沖槍沖洗以及超聲波水洗確保該假體未殘留打印粉末。
優選地，上述技術方案中，所述假體為鈦合金假體，材料為Ti6Al4V。
優選地，上述技術方案中，所述步驟1)的層厚為0.625mm。
優選地，上述技術方案中，所述步驟9)中的打印機為ACARM打印機。
一種根據上述個性化假體的制作方法制得的個性化假體。
一種根據上述的個性化假體的制作方法制得的個性化假體的使用方法，包括以下步驟：
1)假體置入：術中切除并取出腫瘤后與打印成品對比再次驗證并選擇合適型號的假體；
2)螺釘置入：假體置入完畢后，按照術前測量數據選擇合適尺寸的螺釘，沿假體預設進針釘道置入螺釘。
一種根據上述個性化假體的制作方法制得的個性化假體的應用，所述假體為脊柱假體。
本發明上述技術方案，具有如下有益效果：
本發明的個性化3D打印假體，特別適用于脊柱，其可以在術前用計算機進行假體設計及模擬手術切除后脊柱結構的重建，能夠做到根據患者的需求量體裁衣，提高手術精準度和安全性。
附圖說明
圖1為本發明的個性化假體的制作和使用方法流程圖。
具體實施方式
下面對本發明的具體實施例進行詳細描述，以便于進一步理解本發明。
以下實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可通過商業途徑獲得。
實施例1個性化假體的制作方法
一種個性化假體的制作方法，包括以下步驟：
1)圖像采集：采集患者CT掃描的原始DICOM格式數據(層厚為0.625mm)；
2)三維數字建模：將數據導入Mimics軟件中，進行三維重建；
3)建立樹脂模型：截取擬手術區域，采用醫用樹脂，重建手術區域模型；
4)計算機模擬手術：在Mimics及CAD軟件中進行操作，測量需切除區域的相關參數，繪制切除區域的CAD外觀模型；
5)模型再驗證：將CAD模型置入三維數字建模模型中，驗證匹配度及精準性；優選地，該CAD模型內部為通體多孔結構、CAD模型外周為仿人體骨小梁結構以提高力學性能(避免多孔化后力學強度不夠)；
6)內固定方案制定：在三維數字建模模型中，模擬置入合適尺寸的螺釘，測量并精準確定其進針點、傾斜角、長度等參數；
7)假體尺寸制定：采用3D打印軟件精確制作個體化假體，并置入三維數字模型中驗證，選擇最佳孔徑、孔隙率和形狀，同時在假體上選擇合適的進針點和進針角度；
8)個體化假體參數確定：根據不同部位需求，確定采用合適力學強度的假體及其尺寸，并預留一定范圍變量以適應術中切除范圍變化；
9)假體3D打印：將個體化假體相關參數導入后，使用ACARM打印機進行校準后打印；所述假體為鈦合金假體，材料為Ti6Al4V；
10)假體冷卻及清洗：打印后冷卻10h至室溫后開爐取出假體，分別采用沖槍沖洗以及超聲波水洗確保該假體未殘留打印粉末。
實施例2個性化假體的使用方法
通過上述個性化假體的制作方法制得的個性化假體。
上述方法獲得的個性化假體的使用方法，包括以下步驟：
1)假體置入：術中切除并取出腫瘤后與打印成品對比再次驗證并選擇合適型號的假體；
2)螺釘置入：假體置入完畢后，按照術前測量數據選擇合適尺寸的螺釘，沿假體預設進針釘道置入螺釘。
實施例3個性化假體的應用
上述方法獲得的個性化假體，該假體為脊柱假體。
臨床實驗：
臨床應用病例1
患者：王某某，女，53歲。
主訴：頸部疼痛伴右手橈側兩手指感覺減退2年。
診斷：頸椎2-4椎體占位；甲狀腺雙葉穿刺確診：甲狀腺乳頭狀癌。
治療方案：3D打印內植物假體設計。
力學性能測試：抗壓強度18.766kN，側方彎曲力4.136kN，抗壓強度10.881kN。
手術經過(全麻)：甲狀腺全切+雙側淋巴結清掃；頸2-4椎體切除，人工椎體植入；頸椎后路C1-C6釘棒系統內固定術。
術后：至今兩年，未有不適。
臨床應用病例2
患者：曹某某，男，43歲。
主訴：頸部疼痛兩月余，加重4天。
診斷：頸2椎體破壞性病變。
治療方案：3D打印假體設計。
手術經過(全麻)：兩期手術，兩期間隔25天。其中，一期手術(2016.02.29)：頸椎后路椎管減壓、神經松解、頸2椎體腫瘤部分切除，釘棒系統內固定、植骨融合、置管引流，氣管切開術；二期手術(2016.03.25)：頸椎前路經頜下切口C2腫瘤切除，人工3D打印假體置入椎體重建內固定術。
術后：至今3個多月，未有不適。
本發明的個性化3D打印脊柱假體，其可以在術前用計算機進行假體設計及模擬手術切除后脊柱結構的重建，能夠做到根據患者的需求量體裁衣，提高手術精準度和安全性。
雖然本發明已以實施例公開如上，然其并非用于限定本發明，任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，均可作各種不同的選擇和修改，因此本發明的保護范圍由權利要求書及其等同形式所限定。