[發明專利]一種心臟模型對結構性心臟病手術進行模擬與評估的方法

有效

• 申請號: 201710336347.7
• 申請日: 2017-05-13
• 公開（公告）號: CN107126257B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 黃志勇;杭飛;莊建;岑堅正;黃美萍
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: A61B34/10
• 分類號: A61B34/10;B33Y80/00;B33Y50/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

本發明公開了一種心臟模型對結構性心臟病手術進行模擬與評估的方法，該方法用CT掃描設備獲得結構性心臟病患者的醫學影像數據，然后運用Mimics軟件處理采集的CT數據，在計算機中完成心臟數字模型的三維重建，接著運用光固化打印機，等比例的打印出含造影劑的結構性心臟病患者的心臟三維實體模型，外科手術醫生在模型上進行手術模擬，最后用血流動力學仿真模擬對模擬手術的效果進行評估，驗證并調整手術方案。外科手術醫生根據打印出的三維心臟實體模型可以更直觀地觀察患者心臟的解剖結構，可以制定個性化的手術方案，同時運用血流動力學仿真技術可以對手術方案的可行性進行評估，大大降低手術的風險，提高了手術的精確性。

技術領域

本發明屬于心臟外科臨床醫學領域，尤其涉及一種心臟模型對結構性心臟病手術進行模擬與評估的方法。

背景技術

近年來3D打印技術在結構性心臟病領域已有廣泛的應用，國外已有大量有關3D打印技術應用于結構性心臟病的診斷和治療實例，相比于傳統的影像診斷方法，3D 打印心臟模型能夠更直觀地顯示解剖結構，基于患者本人的 3D 打印心臟模型供醫生術前參考、研究，那么就可以有很清晰的解剖認識，外科醫生還可以在心臟模型上面進行模擬手術，根據模擬手術的效果制定出合適的手術方案。

當前影像技術難以為外科醫生提供精準心血管解剖及3D血流動力學信息的問題，以往外科醫生根據當前影像資料下判斷缺乏準確立體結構的缺點，要進行診斷不明的探查性手術，或者會出現術中所見與術前判斷不符所致的手術方案變更甚至無法手術的情況。

發明內容

本發明的目的在于提供一種心臟模型對結構性心臟病手術進行模擬與評估的方法，旨在提高結構性心臟病的診斷效果和手術成功率，降低手術風險，結合數字化病例庫及3D打印技術，建立病例模型庫，彌補醫學院校結構性心臟病實體標本匱乏的現狀，在此基礎上配套術前手術方案設計、模擬手術操作及效果評估平臺，將該技術應用于醫生培訓、教學方面，并通過個體標本打印，應用于健康教育及醫患溝通。

本發明所述的一種心臟模型對結構性心臟病手術進行模擬與評估的方法，其步驟為：

步驟1、運用醫療檢測儀器采集結構性心臟病患者的CT影像數據，保存為Dicom格式；

步驟2、將步驟1中得到的患者的CT影像數據導入到Mimics軟件中識別并保存，生成計算機識別的.mcs文件；

步驟3、在Mimics中提取出心臟組織的數據，建立心臟的三維數字模型，并將其轉化成3D打印系統可識別的STL格式文件；

步驟4、將步驟3處理好的文件導入光固化打印機SLA中，同時在打印材料中加入造影劑，打印出心臟3D模型；

步驟5、心臟外科手術醫生基于步驟4生成的心臟3D模型進行手術方案的設計論證；

步驟6、根據步驟5中論證過的手術方案進行實際的模擬手術，將植入體或者修補體按照預手術方案中的操作路徑和步驟，精確實施模擬手術；

步驟7、對步驟6中模擬手術后的心臟模型進行CT掃描，得到心臟模型的CT影像數據；

步驟8、將步驟7中得到的影像數據輸入到專業的軟件中進行血流動力學仿真模擬；

步驟9、根據步驟8中的血流動力學仿真模擬數據對模擬手術效果和可行性進行評估，優化手術方案。

進一步地，所述步驟1具體包括：

提取患者醫學影像數據采用增強CT掃描，從靜脈注入含碘造影劑，同時對患者心臟進行CT薄層掃描，獲得更好的患者醫學影像數據，同時將患者的數據保存為Dicom格式。

進一步地，所述步驟2中，所述識別過程是通過Mimics軟件從所收集的帶有完整的胸部醫學影像數據的CT影像數據中將心臟的數據提取出來，其他部位要通過Mimics軟件進行去除。