[發(fā)明專利]人體實(shí)質(zhì)器官模型制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710140576.1
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號(hào): CN106847040A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭四鳴;王賢成;周新華
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波維邁醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號(hào): G09B23/30
• 分類號(hào): G09B23/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)療領(lǐng)域，特別地涉及一種人體實(shí)質(zhì)器官模型制備方法。

背景技術(shù)

人體實(shí)質(zhì)器官是指具有彈性且富含管道的器官，主要包括肝臟、胰腺、肺、腎臟、心臟等。其中肝臟包括肝實(shí)質(zhì)、膽管、肝動(dòng)脈、門靜脈和肝靜脈；胰腺包括胰腺組織和胰管；脾臟包括脾實(shí)質(zhì)、脾動(dòng)脈和脾靜脈；肺包括肺泡組織、支氣管、肺動(dòng)脈和肺靜脈；腎臟包括腎實(shí)質(zhì)、腎盞、腎動(dòng)脈和深靜脈；心臟包括心肌、瓣膜、冠狀動(dòng)脈等。由于種種原因，上述的人體實(shí)質(zhì)器官可能會(huì)出現(xiàn)各種疾病，需要對其進(jìn)行手術(shù)。由于這些人體實(shí)質(zhì)器官是非透明的，無法觀察到其內(nèi)部的管道與病灶處于人體內(nèi)部，因此手術(shù)切除存在較大的難度，對于某些手術(shù)而言難度較大，為了盡可能保證患者手術(shù)安全，需要在外科手術(shù)前進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃。目前這些器官的外科手術(shù)規(guī)劃主要是醫(yī)生在術(shù)前根據(jù)二維的影像學(xué)圖片在腦中還原成三維圖像，其還原效果嚴(yán)重依賴醫(yī)生的解剖學(xué)和影像學(xué)閱片水平。因此，在術(shù)前能有病人的三維器官模型用于手術(shù)預(yù)演就非常有必要。

當(dāng)前手術(shù)預(yù)演主要是基于計(jì)算操作的，醫(yī)生在術(shù)前利用病人醫(yī)學(xué)影像學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建，然后再在軟件環(huán)境中對三維模型進(jìn)行虛擬手術(shù)操作，該方法的局限性是醫(yī)生在虛擬操作時(shí)不能全局多角度的觀察操作過程，直觀性不夠，并且在模擬過程中醫(yī)生的手沒有實(shí)際手術(shù)過程中的力反饋，無法感受力度。

有人用3D打印技術(shù)對器官的三維模型進(jìn)行直接打印，但是由于實(shí)質(zhì)器官包含的組件多，以肝臟為例，要同時(shí)打印肝實(shí)質(zhì)、肝動(dòng)脈、門靜脈，肝靜脈、膽管和腫瘤肝實(shí)質(zhì)、血管、腫瘤等，這些必須是具有不同顏色的材料，并且打印肝實(shí)質(zhì)的材料要求是透明的，滿足這樣要求的多材料、多噴頭3D打印機(jī)價(jià)格驚人、打印耗材貴、打印速度慢，因此缺乏推廣價(jià)值，并且打印的耗材都是功能性材料、強(qiáng)度高、剛度大、切割性差，只能用于觀察，很難在模型上進(jìn)行實(shí)際的手術(shù)切割操作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供了一種人體實(shí)質(zhì)器官模型制備方法，通過本方法能夠得到人體實(shí)質(zhì)器官模型的基質(zhì)為水凝膠溶液，且其內(nèi)包含各種不同顏色的器官組件的實(shí)體模型，本發(fā)明制成的人體實(shí)質(zhì)器官模型透明度高、切割性好、具有一定的彈性，非常適用于醫(yī)生在上面進(jìn)行手術(shù)預(yù)演，制定手術(shù)方案，從而縮短手術(shù)時(shí)間，降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)也非常適用于醫(yī)療教學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行演示。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。

一種人體實(shí)質(zhì)器官模型制備方法，包括如下步驟：

S1.獲取人體實(shí)質(zhì)器官的圖像數(shù)據(jù)，其中，人體實(shí)質(zhì)器官包括器官實(shí)質(zhì)以及若干組件。

S2.根據(jù)人體實(shí)質(zhì)器官的圖像數(shù)據(jù)，通過計(jì)算機(jī)建立其三維數(shù)字模型。

S3.根據(jù)人體實(shí)質(zhì)器官的三維數(shù)字模型，制作器官實(shí)質(zhì)的外膜的三維數(shù)字模型。

S4.根據(jù)器官實(shí)質(zhì)的外膜的三維數(shù)字模型以及人體實(shí)質(zhì)器官的各組件的三維數(shù)字模型，使用3D打印機(jī)打印出器官實(shí)質(zhì)的外膜的實(shí)體模型以及人體實(shí)質(zhì)器官的各組件的實(shí)體模型。

S5.將人體實(shí)質(zhì)器官的各組件的實(shí)體模型安裝在器官實(shí)質(zhì)的外膜的實(shí)體模型上。

S6.向器官實(shí)質(zhì)的外膜的實(shí)體模型內(nèi)灌入水凝膠溶液。

S7.待水凝膠溶液冷卻凝膠后，移除外膜的實(shí)體模型，從而得到帶有各組件的人體實(shí)質(zhì)器官的實(shí)體模型。

一優(yōu)選實(shí)施例中，步驟S1包括，采用醫(yī)用的CT或MRI醫(yī)學(xué)圖像采集設(shè)備掃描實(shí)體的人體的實(shí)質(zhì)器官，以獲取人體實(shí)質(zhì)器官的圖像數(shù)據(jù)。

一優(yōu)選實(shí)施例中，器官實(shí)質(zhì)的外膜的三維數(shù)字模型與實(shí)體模型相對應(yīng)，且均采用模塊化設(shè)置。

一優(yōu)選實(shí)施例中，器官實(shí)質(zhì)的外膜的三維數(shù)字模型與實(shí)體模型上均設(shè)有安裝孔和澆灌口。

一優(yōu)選實(shí)施例中，打印出器官實(shí)質(zhì)的外膜的實(shí)體模型后，在外膜的模塊化實(shí)體模型內(nèi)表面涂抹凡士林，并將外膜的實(shí)體模型的各模塊粘接在一起，從而形成中空的外膜的實(shí)體模型。

一優(yōu)選實(shí)施例中，按照人體實(shí)質(zhì)器官的結(jié)構(gòu)，利用所述安裝孔將人體實(shí)質(zhì)器官的各組件的實(shí)體模型安裝在器官實(shí)質(zhì)的外膜的實(shí)體模型上。

一優(yōu)選實(shí)施例中，所述方法還包括：使用3D打印機(jī)打印出器官實(shí)質(zhì)的外膜的實(shí)體模型以及人體實(shí)質(zhì)器官的各組件的實(shí)體模型后，將各實(shí)體模型放入清洗溶液中進(jìn)行超聲清洗。

一優(yōu)選實(shí)施例中，所述方法還包括：將各實(shí)體模型放入清洗溶液中進(jìn)行超聲清洗后，對人體實(shí)質(zhì)器官的各組件使用不同顏色的油性漆進(jìn)行著色以實(shí)現(xiàn)區(qū)分。

一優(yōu)選實(shí)施例中，若干所述組件包括管道和腫瘤。

一優(yōu)選實(shí)施例中，水凝膠溶液冷卻至50℃以凝膠。

采用本發(fā)明具有如下的有益效果：