頸椎手術植釘導引器之複合材料三維列印系統開發(II)

本計畫目的為發展一套藉助於積層製造技術的自動化電腦輔助設計方法， 來提高複雜脊椎手術的效率與精準度。計畫規劃為三年期，研發重點分成兩大 方向：頸椎植釘導引器自動化設計與複合材料之熱熔疊加成型式三維列印系統 發展。 首先，將病患之電腦斷層掃瞄資料，萃取出患部的脊椎骨後，將其轉換成 三維網格模型。接著在模型中選定螺釘欲植入之目標區域後，透過自行發展的 定位演算法，在避開傷及脊神經的限制條件下，得到螺釘之最佳鎖入角度與深 度。隨後，利用本計畫研發之複合材料三維列印系統製作出植釘導引器，讓醫 師在手術中可以直接扣在病人脊椎骨預定位置後，通過導引孔直接鑽孔，如此 可大幅加快手術時間。該植釘導引器藉助在特定區域內材料之熔積路徑長度比 例來控制成分組成，因此可以產生如功能性梯度材料般的效果，進而具有複合 材料的特性。本計畫在最後一年將發展一套整合性系統來整合頸椎植釘導引器 自動化設計方法與複合材料之三維列印系統，期能發展出一套簡單且具高效率 與精準度的系統，供外科醫師使用。