[發(fā)明專利]一種具有空腔結(jié)構(gòu)的組織模型的制備方法及組織模型

有效

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• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN107049485B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范小敏;袁玉宇
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州邁普再生醫(yī)學(xué)科技股份有限公司;深圳邁普再生醫(yī)學(xué)科技有限公司
• 主分類號: A61B34/10
• 分類號: A61B34/10;B33Y80/00;G09B23/28
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

本發(fā)明涉及一種具有空腔結(jié)構(gòu)的組織模型的制備方法及組織模型，該方法包括：針對具有空腔結(jié)構(gòu)的目標(biāo)組織，獲得與組織的輪廓形狀和尺寸相同的第一三維幾何模型；根據(jù)組織的壁厚，在徑向上對第一三維幾何模型進(jìn)行縮小，得到第二三維幾何模型；按照第二三維幾何模型制作支架；按照組織的壁厚，將用于制作組織模型的材料涂覆于支架的表面；待材料固化后除去支架，得到具有空腔結(jié)構(gòu)的組織模型。本發(fā)明針對具有空腔結(jié)構(gòu)的組織，通過尺寸設(shè)計(jì)可得到精確度高、尺寸接近于真實(shí)組織的組織模型，由于組織模型是通過涂覆方式獲得，所以組織模型的材質(zhì)不會(huì)受到傳統(tǒng)3D打印機(jī)耗材的限制，實(shí)現(xiàn)了可選用任意合適材料來制備組織模型的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療器具領(lǐng)域，尤其涉及一種具有空腔結(jié)構(gòu)的組織模型的制備方法及組織模型。

背景技術(shù)

顯微外科手術(shù)是近年來針對體內(nèi)組織病變的主要治療方法之一，尤其對于腫瘤(例如動(dòng)脈瘤)的治療。動(dòng)脈瘤是由于動(dòng)脈壁的病變或損傷，形成動(dòng)脈壁局限性或彌漫性擴(kuò)張或膨出的表現(xiàn)，以膨脹性、搏動(dòng)性腫塊為主要表現(xiàn)，可以發(fā)生在動(dòng)脈系統(tǒng)的任何部位。臨床上對于動(dòng)脈瘤病癥多采用動(dòng)脈瘤夾閉術(shù)，目前的動(dòng)脈瘤夾閉術(shù)中使用的動(dòng)脈瘤夾存在各種規(guī)格以滿足臨床需要，醫(yī)生在手術(shù)過程中，可以針對瘤體的大小和形態(tài)對動(dòng)脈瘤夾進(jìn)行選擇，但是這一選擇過程不僅耗時(shí)，而且大大增加了手術(shù)感染的風(fēng)險(xiǎn)。為改善這一問題，可在手術(shù)前預(yù)先制作個(gè)性化動(dòng)脈瘤(包括血管)模型，以便于醫(yī)生在手術(shù)前了解病人動(dòng)脈瘤的情況，包括大小、位置、以及與載瘤動(dòng)脈的關(guān)系等，為動(dòng)脈瘤夾的選擇提供更多依據(jù)，進(jìn)而提高手術(shù)的成功率。

現(xiàn)有技術(shù)中，制作動(dòng)脈瘤等組織模型的方法是，基于病人的三維血管影像學(xué)數(shù)據(jù)，提取動(dòng)脈瘤及載瘤動(dòng)脈的大小和形狀，并根據(jù)臨床提供的動(dòng)脈瘤和載瘤動(dòng)脈的壁厚，利用3D打印技術(shù)，獲得符合臨床實(shí)際情況的個(gè)性化的空腔動(dòng)脈瘤模型。3D打印具有良好的精確度，但是由于制備材料受3D打印機(jī)耗材的限制，使得實(shí)際打印出來的組織模型質(zhì)地偏硬，在觸感上和動(dòng)脈瘤夾閉演練效果上與真實(shí)動(dòng)脈瘤之間存在較大的差異。為了解決這一問題，發(fā)明人想到采用先制備組織模型支架，然后在組織模型支架上進(jìn)行涂覆，去除支架后即可獲得目標(biāo)組織模型的方法。但是在制備過程中，如果按照現(xiàn)有技術(shù)對組織進(jìn)行三維重建之后直接進(jìn)行打印，會(huì)導(dǎo)致最終得到的組織模型在尺寸上與真實(shí)組織存在較大誤差，以至于影響醫(yī)生在臨床上關(guān)于動(dòng)脈瘤的判斷以及對動(dòng)脈瘤夾的選擇，進(jìn)而增加了手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對具有空腔結(jié)構(gòu)的組織，如何提高組織模型的制作精度，同時(shí)拓寬組織模型材料的可選范圍，使組織模型的制備材料不受到傳統(tǒng)3D打印機(jī)耗材的限制。

解決方案

一方面，提出了一種具有空腔結(jié)構(gòu)的組織模型的制備方法，所述方法包括：針對具有空腔結(jié)構(gòu)的目標(biāo)組織，獲得與組織的輪廓形狀和尺寸相同的第一三維幾何模型；根據(jù)所述組織的壁厚，在徑向上對所述第一三維幾何模型進(jìn)行縮小，得到第二三維幾何模型；按照所述第二三維幾何模型制作支架；按照所述組織的壁厚，將用于制作所述組織模型的材料涂覆于所述支架的表面；待所述材料固化后除去所述支架，得到所述具有空腔結(jié)構(gòu)的組織模型。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，針對具有空腔結(jié)構(gòu)的目標(biāo)組織，獲得與組織的輪廓形狀和尺寸相同的第一三維幾何模型，包括：獲取所述組織的三維組織影像學(xué)數(shù)據(jù)，對所述三維組織影像學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建，獲得與組織的輪廓形狀和尺寸相同的第一三維幾何模型。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)所述組織的壁厚，在徑向上對所述第一三維幾何模型進(jìn)行縮小，得到第二三維幾何模型，包括：針對所述第一三維幾何模型的各個(gè)位置，將所述第一三維幾何模型的徑向尺寸縮小，縮小的幅度與該位置處所述組織的壁厚相等。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述組織模型的材料包括：硅橡膠。硅橡膠可以使制得的組織模型在物理性能(例如柔軟程度、彈性、韌性等)和觸感上都更接近真實(shí)組織，有利于醫(yī)生更精確地進(jìn)行手術(shù)模擬、術(shù)前演練等。