[發明專利]顱腦腫瘤定位、鉆孔、穿刺手術用3D打印模板的設計方法

在審

• 申請號: 201810237228.0
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN108523999A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 李成利;姜冠群;謝大鵬
• 申請（專利權）人: 山東卓業電子科技有限公司
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20;A61B17/17;A61B17/34;B33Y80/00
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本發明提供了一種顱腦腫瘤定位、鉆孔、穿刺手術用3D打印模板的設計方法，該方法由可替換組件設計和模板基板設計兩部分組成，其中可替換組件又具體包括定位組件、鉆套組件和穿刺組件。本發明以病人腦部腫瘤的位置、形態及其與周圍組織的關系為依據，基于軟件工具生成三維數據模型，可直接用于執行3D打印。打印所得的產品構型能夠精準反應病灶區域的真實空間構型，可完全還原臨床醫生的設計意圖，保證穿刺手術的安全性和治療效果，工作效率大幅度提升，成本顯著降低，操作簡單，維護方便。同時，由于該方法能適應各種病例的具體情況，因而滿足了病人個體化、精準化醫療的需求。

技術領域

本發明涉及臨床醫學技術領域，同時涉及醫療器械和3D打印技術，具體涉及顱腦腫瘤定位、鉆孔、穿刺手術用3D打印模板的設計方法。

背景技術

穿刺手術是臨床上用于腫瘤活檢和進一步治療的必要技術手段，用于為腫瘤的病理診斷提供依據。顱腦腫瘤又稱顱內腫瘤，是指發生于顱腔內的神經系統腫瘤，包括起源于神經上皮、外周神經、腦膜和生殖細胞的腫瘤，淋巴和造血組織腫瘤，蝶鞍區的顱咽管瘤與顆粒細胞瘤，以及轉移性腫瘤。隨著檢查手段及方法的不斷提高，使診斷的正確率逐漸提高，但仍有很大一部分腫瘤不具備典型的影像學特點，診斷困難。正確的診斷需要臨床、影像及病理三結合。其中，病理診斷對治療方案的選擇起著關鍵作用，穿刺活檢是獲取病理診斷的主要途徑，也為下一步對顱腦腫瘤進行放射性粒子植入術或消融術等手術提供手術通道。不同于其他腫瘤，由于顱腦結構更加復雜且普遍涉及鉆孔操作，因此對顱腦手術的難度更大。

手術模板是輔助醫生執行手術的重要工具，尤其是異型或個性化的模板，可極大提高醫生進行復雜手術的成功率。比如，醫生在進行顱腦手術時，首先需要對腫瘤靶區進行定位，在此基礎上選擇安全合理的顱骨鉆孔點，同時設計穿刺路徑。這往往需要依靠醫生的經驗完成。如果能事先生成與手術位置實際結構相一致的3D模型，則有助于醫生保證手術精度，降低錯誤風險。

現有技術中顱腦腫瘤的定位、鉆孔、穿刺手術完全由醫生人工處理：首先根據病人顱腦腫瘤在影像數據上的位置，由醫生在病人顱骨表面勾勒出病灶區域，然后醫生使用骨鉆打孔，最后醫生結合病人影像數據進行人工穿刺，整個過程全人工操作。這樣的主要問題是手術風險較高，手術時間長，病人痛苦大，每個環節人工操作存在較大誤差，從而影響手術效果，極有可能引發醫療事故。

發明內容

本發明旨在針對現有技術的技術缺陷，提供一種顱腦腫瘤定位、鉆孔、穿刺手術用3D打印模板的設計方法，以解決現有技術中此類手術主要由醫生憑經驗操作，因而存在準確度低、治療效果差、誤差大、時間長，病人痛苦大等技術問題。

本發明要解決的另一技術問題是常規的3D打印模板設計方法，難以準確還原顱腦病灶位置的復雜結構。

為實現以上技術目的，本發明采用以下技術方案：

顱腦腫瘤定位、鉆孔、穿刺手術用3D打印模板的設計方法，包括以下步驟：

1)設計定位組件：在定位組件設計軟件上，通過兩點定位法，確定顱骨鉆孔點到腦腫瘤靶區的路徑，該路徑避開腦組織功能區、血管、神經組織；設計直徑為3～10mm，高15mm，壁厚0.5～1mm的中空圓柱體，內填充魚肝油；

2)設計鉆套組件：在鉆套組件設計軟件上，按照步驟1)所述路徑及其尺寸確定用于骨鉆的T形鉆套，所述T形鉆套的壁厚為2～3mm，所述T形鉆套的內徑比所述骨鉆的鉆頭直徑大0.2mm，所述T形鉆套為鈦合金材質，所述T形鉆套表面附著有金剛石DLC涂層；其中所述DLC涂層用以增強鉆套表面強度和光潔度，降低摩擦系數，使顱骨鉆孔過程安全高效；