[發明專利]一種利用3D打印技術打印肝癌模型的方法及其肝癌模型

有效

• 申請號: 201610617659.0
• 申請日: 2016-07-29
• 公開（公告）號: CN106182774B
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 李嘉榮;李年豐;廖勝輝;周樂山;管茶香;劉凌;蔣瑩;張梓毓
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B29C64/10
• 分類號: B29C64/10;B33Y10/00;G09B23/28
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 王文君

技術領域

本發明涉及醫療模型制造領域，具體涉及一種肝癌模型的制備方法。

背景技術

原發性肝癌是世界最常見的惡性肝癌之一,大部分肝癌發生在發展中國家,我國是肝癌高發地區,約占全球的55％。其發病率與死亡率呈穩中有上升的趨勢，目前對肝癌唯一有效的治療為手術切除，但是對肝癌的切除，手術存在一定盲目性，造成對肝臟過多的損傷，故手術風險大，術后并發癥多，恢復時間長，預后差。

肝臟是人體內臟最大的器官，也是新陳代謝的重要器官。現代人生活壓力大，不良生活的習慣直接導致肝臟的負擔越來越重，各種肝病發病率逐年上升。在解剖學上以Glisson系統為基礎將肝臟分為5葉和6段。期間穿行多條肝固有動脈，肝門靜脈，肝靜脈。肝外膽道及其分支縱橫交錯。穿行路徑，空間毗鄰等都極其復雜。

從臨床醫療角度來看，據《2015中國衛生統計年鑒》顯示我國醫生人力資本質量在整體上還處于相對較低的水平。這就意味著在出現問題的時候很多一線臨床醫生并不能找出較好的解決方法。尤其對于其中的一些肝膽外科醫生來說，由于學習條件，實驗設備，科研水平所限，他們對于肝臟復雜的脈管系統了解是極其有限的，他們現有的知識無法支撐他們完成一臺復雜的肝臟手術，甚至連看懂都有困難。

從醫學教學角度來看，臨床教育是醫學人才培養的關鍵環節，如何提高臨床教育的效果成為醫學教育的重要課題。然而隨著我國醫學教育規模的快速發展以及醫患關系的惡化，傳統的醫療實踐環節已經不能滿足臨床教育的要求。然而目前大部分的醫學院校仍然使用老舊的醫學掛圖與木質、PVC、石膏模型。根據我們對湘雅醫學院學生的前期調查，對現使用的醫學模型的滿意程度不足兩成，大多數學生對肝臟結構的認識僅僅停留在簡單階段，尤其在肝臟學習過程中，大部分學生都難以理解清楚以Glisson系統為基礎分成的5葉和6段中穿行多條肝固有動脈，肝門靜脈，肝靜脈。而現有的供醫學生或住院醫師進行學習、培訓和研究肝臟模型及脈管走形的醫用器材十分缺乏，一流醫學院及大部分醫院使用的都是較為落后的實心模型，給醫學學習和臨床醫療造成了較大的困難。

現有的3D打印技術的優點在于對于物體的打印十分精確，且無局限性。運用在肝臟模型打印上時，可以將肝臟腫瘤與血管的位置毗鄰關系，包含關系，腫瘤的生長特點在實體的基礎上表現的十分清楚。基本流程是通過CT掃描技術，獲取病人肝臟的平片。將CT數據建模重建，CT掃描技術即電子計算機斷層掃描，其原理可簡單理解為，將人體自上而下分成無數個薄片，再通過相鄰薄片間部分組織密度的變化來觀察疾病。那么既然是分成薄片，每一片之間一定會有間距，目前醫學常用的間距主要是2mm。但是血管的粗細并不是均一的，也不是完全直立的，因此在將肝癌CT轉化成可供3D打印機識別的數據后，大量的復雜脈管系統由于CT的局限性，變成了很多散在的點狀模塊，且由于肝臟的3套主要血管交錯并行，重建難度極大。導致每一個傳統3D打印出的肝癌模型，價格均極其昂貴，一般在一萬元以上。

除了原始數據產生的技術限制外，傳統3D打印肝癌模型還有很多缺陷。

首先，由腫瘤生長的不確定性，給原本個體差異性并不大的肝臟管道系統模型的多次運用帶來了限制。即雖然個體之間肝臟脈管系統在實際運用上可以統一化，但由于腫瘤會生長在肝臟的各個血管分支，而傳統3D打印較難拆分，導致原本可以利用同一脈管模型，卻因為腫瘤的阻滯而具有一次性，用完該患者后在其他患者身上便不再適用，而每一次模型的打印由于數據的分析需要耗費大量人力物力成本，從經濟實用的角度上看并不劃算。

其次，出于成本考慮，現階段3D打印往往不會打印出肝臟的全部脈管系統，而只會打印腫瘤及一部分與腫瘤有聯系的脈管。但即使3D打印相對于電腦軟件的肝臟模型已經有了極大的突破。但對于基本沒有醫學知識，對于肝臟結構也完全不了解的病人及家屬而言。只有一部分肝臟血管，既沒有整體肝臟外形又含有各種因技術原因無法輕易去除的不明凸起的肝癌模型亦是他們完全無法理解的，甚至普通醫學學生乍一看也很難理解。這對醫患之間的溝通仍然造成阻礙。

發明內容

針對現有利用3D打印技術打印肝癌腫瘤組織中存在的難拆分、一次性使用；僅部分打印，不夠清楚的缺陷，本發明提供一種新的利用3D打印技術打印肝癌模型的方法，包括如下步驟：

1)利用3D打印機打印出肝臟管道系統模型；

2)根據診斷結果，在所述肝臟管道系統模型表面的相應的位置固定腫瘤組織模型。