[發明專利]采用3D打印獲取可重復使用醫用手術訓練模型的方法

在審

• 申請號: 201611150587.X
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN106781956A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 許建輝;譚軍
• 申請（專利權）人: 三的部落（上海）科技股份有限公司
• 主分類號: G09B23/30
• 分類號: G09B23/30;B33Y50/00;B33Y30/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種模型，尤其涉及一種采用3D打印方式獲取可重復使用醫用手術訓練模型的方法。

背景技術

椎間孔鏡穿刺手術所涉及的部位解剖結構異常復雜，包括脊髓、多節椎骨、椎間盤以及復雜的肌肉和脂肪組織。出于對患者安全的考慮，醫院不可能直接使用患者身體進行臨床研究。

因此，要培養出一名可熟練操作椎間孔鏡手術的醫生是需要很長的學習曲線，且以往的培訓方式是基于尸體演練，因而需要投入一筆巨大的培訓成本，況且尸源較緊張。

對于一些患有疑難雜癥的病人，直接手術風險較大，特別是新醫生則更需要進行大量的手術訓練，才能掌握其中的技巧，因此需要大批量手術訓練模型才得以滿足醫學人士的學習需求，目前常用兩種模型手術訓練模型有；

(1)尸體訓練模型，其形態組織逼真，但是尸體資源匱乏，價格成本較高，不能重復使用。

(2)硅膠訓練模型，其成本相對尸體訓練模型較低，但是不能對X射線有好的吸收效果，醫生不能判別訓練過程是否操作正確，影響手術訓練效果，且不逼真。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術中的問題，提供一種采用3D打印獲取可重復使用醫用手術訓練模型的方法。

本發明的技術方案是：一種采用3D打印獲取可重復使用醫用手術訓練模型的方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：從醫學影像設備上獲取針對病例的病人相關部位的CT、MRI或X線醫學影像數據；

步驟2：對上述所獲得的醫學影像數據進行閾值分割，提取與步驟1中與病例相關的人體結構，使相關的人體結構從二維圖像轉變為可3D打印的三維模型；同時設計包裹模型的框架結構；導出所提取相關的人體結構的三維模型及包裹模型的框架結構，保存為3D打印所需格式，利用3D打印機打印上述相關的人體結構及包裹模型的框架結構；

步驟3：將打印好相關的人體結構與包裹模型框架結構進行相互組裝，即將相關的人體結構放入包裹模型的框架結構上所設置的孔洞結構內；

步驟4：往組裝好的包裹模型結構內注入用于模擬肌肉組織的填充材料，此填充材料可由發泡類材料及固化劑按照一定配比形成，等待10-30分鐘；完成整個模型的制作。

優選地，所述步驟2、步驟3中相關的人體結構為脊椎、椎間盤或脊髓。

優選地，所述步驟2中的包裹模型上設置有安裝人體結構的孔洞，可實現人體結構從外框架結構的安裝及拆除。

優選地，所述脊椎、脊髓利用3D打印實現一體打印，所述椎間盤采用分離式打印。

本發明將模型拆分為：椎間盤、腰椎、脊髓、肌肉。因為進口光敏樹脂材料成本比較高，本發明中只有椎間盤、腰椎、和脊髓仍采用使用光敏樹脂材料的高精度3D打印機打印，以確保關鍵部位的精度，椎間盤是分開打印且可以組裝的，一個椎間盤用壞了可以重新打印，所以不需要更換整個模型，這提高了整個模型的性價比。

其次由于本發明中的模型大部分組織是肌肉組織，我們使用了透視效果更佳而且價格低廉的填充材料，同樣能達到模仿肌肉的效果，本發明中的模型成本低，可重復使用。

附圖說明

圖1為外框架結構的等軸視圖；

圖2為脊椎與脊髓一體打印結構的主視圖；

圖3為脊椎與脊髓一體打印結構的俯視圖；

圖4為椎間盤的結構示意圖；

圖5為脊椎、脊髓及椎間盤的組裝結構示意圖；

圖6為模型整體結構示意圖；

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、技術特征、發明目的與技術效果易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。

一種采用3D打印機打印人體可重復使用模型的方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：從醫學影像設備上獲取針對特定病例的病人相關部位的CT、MRI或X線醫學影像數據

步驟2：利用相關軟件對上述所獲得的醫學影像數據進行閾值分割處理，提取如脊椎2，椎間盤4，脊髓3等相關人體結構，使其從二維圖像轉變為可3D打印的三維模型，同時設計包裹模型的外部的框架結構1，上設置有安裝人體結構的孔洞5，可實現人體結構從外框架結構的安裝及拆除；請參考說明書附圖1-6所示；

從軟件中導出所提取的人體結構脊椎2、脊髓3、椎間盤4的三維模型及包裹模型的框架結構1，保存為3D打印所需格式，利用3D打印技術，打印上述的人體組織結構及包裹模型的框架結構，其中脊椎2、脊髓3利用3D打印技術實現一體打印，椎間盤4進行單獨打印；