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目的通过计算机辅助(Computer Aided Design, CAD),利用Mimics三维重建(3-DReconstruction)软件、Geomagic studioll.0逆向工程软件、结合快速成形技术(Rapid Prototyping, RP)以及Solidworks三维画图软件设计并制作一种新型的数字化、精确化、个体化、实用的髋臼导航模板,为人工全髋关节置换(Total Hip Arthroplasty, THA)术中髋臼假体的准确植入提供一种新方法和简单有效的辅助手段,以保证髋关节置换术中的髋臼假体尽可能恢复到解剖位置。方法1.正常髋臼旋转中心的确定：将一例含双侧髋关节的正常完整骨盆尸体行CT断层连续扫描,扫描范围包括髋关节,上达髂前上棘,下至股骨干近端。扫描参数为：层厚0.630mmm,电压120KV,电流150MA,矩阵为512×512,一次扫描时间约为15-20s。将CT扫描数据存为DICOM格式,将获取的数据导入医学图像三维重建软件Mimics10.01,经过手动或自动阈值分割及编辑处理后三维重建出完整的骨盆及髋关节结构,根据骨盆及股骨头不同的阈值范围,将骨盆的三维模型单独提取出来,保存为STL格式。然后导入Geomagic studio11.0及Mimics10.01软件进行分析处理。提取一侧髋臼表面月状面的点云数据,拟合出最佳球体,其球心即为正常的髋臼旋转中心,并得到球体的半径等属性。2.患侧髋关节髋臼旋转中心及方位角的确定；术前行骨盆CT断层连续扫描,将CT扫描数据保存为DICOM格式,导入医学图像重建软件Mimics10.01,经过手动或自动阈值分割及编辑处理后三维重建出完整的骨盆及髋关节结构,根据骨盆及股骨头不同的阈值范围,将骨盆的三维模型分离提取出来,保存为STL格式。然后导入Geomagic studio11.0软件进行分析处理。将待研究侧定义为模板侧,对侧定义为对照侧。并假设模板侧为病变侧,对照侧为健侧。(1)提取健侧髋臼月状面的点云数据,拟合出最佳球体,其球心即为髋臼的旋转中心,导入Mimicsl0.01软件中,确定出骨盆的镜像平面,利用镜像原理,确定出患侧的髋臼旋转中心；(2)在Mimics软件中,术前在CT冠状面及水平面上测量出对照侧髋臼的外展角β与前倾角α。建立坐标系,将球心设置为原点,计算出髋臼的旋转轴线,即髋臼轴；(3)将重建好的骨盆三维模型以STL格式导入Geomagicstudio11.0软件,以髋臼卵圆窝为模板域提取其反模,利用逆向技术建立与髋臼卵圆窝表面解剖形状一致的反向模板,经法向增厚2mm后生成虚拟的髋臼卵圆窝反模。将生成的髋臼卵圆窝反模与髋臼导航管组合为一个整体；(4)应用Solidworks三维画图软件设计出髋臼轴线克氏针导引器和可调节的髋臼锉杆模板套筒,并用304不锈钢制作出实体。3.数字化导航模板在尸体标本的应用与实验研究,取10具含完整骨盆的尸体标本,排除骨盆骨折,畸形,肿瘤、发育不良等因素。尸体由昆明医科大学解剖教研室提供。术前均进行骨盆X线正位片及CT扫描,扫描范围包括髋关节,上达髂前上棘,下至股骨干近端。扫描参数为：层厚0.630mm,电压120KV,电流150MA,矩阵为512×512,一次扫描时间约为15-20s。根据不同患者的CT资料,用mimics10.01及Geomagic studio11.0软件设计出髋臼数字化导航模板,将STL格式的髋臼卵圆窝虚拟导航模板输入激光快速成型机,以高分子光敏树脂材料为原材料,利用光固化成型技术生成导航模板实体。将待研究侧定义为模板侧,对侧定义为对照侧。并假设模板侧为病变侧,对照侧为健侧。试验中模板侧通过髋臼导航模板的定位,确定出髋臼假体的安放位置,并将髋臼试模植入髋臼。对照侧不行手术。术后行骨盆X线正位片、CT扫描等检查,比较实验侧术后与对照侧的外展角、前倾角,旋转中心到泪滴的垂直距离及水平距离,输入SPSS13.0软件,进行统计学分析处理和评价。结果实验结束后标本经X线摄片(骨盆正位片)和CT扫描,测量实验侧(模板侧)术后外展角、前倾角,旋转中心到泪滴的垂直距离及水平距离,与对照侧比较。测量结果采用SPSS13.0软件进行统计学处理和分析,行配对T检验,结果显示：模板侧髋臼外展角为46.57。±2.87。,对照侧为47.14。±2.67。；模板侧髋臼前倾角为16.44。±1.47。,对照侧为15.86。±1.88。；模板侧HJC的水平距离36.89±2.16。,对照侧36.87。±1.5。；模板侧HJC的垂直距离27.25。±3.08。,对照侧为26.48。±2.11。。实验前后髋臼外展角(β)通过配对T检验,t=0.936,P=-0.373,即P>0.05；实验前后髋臼前倾角(α)通过配对t检验,t=1.292,P=-0.229,即P=0.05；实验前后HJC水平距离(W)通过配对t检验,t=0.39,P=-0.970,即P>0.05；实验前后HJC垂直距离(H)通过配对t检验,t=1.076,P=0.310,即P>0.05。统计学分析结果显示实验前后模板侧髋臼外展角(β)、髋臼前倾角(α)、HJC的水平距离(W)、HJC的垂直距离(H)与对照侧相比较,P值均大于0.05,差异无统计学意义,即模板侧与对照侧实验前后无显著性差异。结论1.应用Mimics三维重建软件及Geomagic Studio逆向工程软件,通过髋臼月状面拟合出最佳球体并准确计算出HJC,即髋臼的位置；通过髋臼的方位角概念准确计算出髋臼旋转轴线,及髋臼的方向。同时满足髋臼的位置和方向这两个条件方可达到理想的髋臼假体植入。2.根据不同个体的髋臼卵圆窝,利用逆向工程技术建立个体化的反向模板,保证了模板和卵圆窝间的良好匹配,同时具有很好导向作用。3.本课题利用Solidworks软件设计了一种简单灵活的克氏针导引器和髋臼锉杆套筒,可重复使用,经济性和实用性好。结合Mimics软件、Geomagic Studio软件、快速成形技术,为髋臼的打磨,臼杯的准确植入提供一种有效可行的新方法。避免了仅凭医生肉眼及临床经验进行定位的主观性。