[發(fā)明專利]用于穿刺訓(xùn)練的3D打印腦出血模型及其高效制作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110491945.8
• 申請(qǐng)日: 2021-05-06
• 公開（公告）號(hào): CN113160680A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 牟永告;魏大年;余成偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)腫瘤防治中心（中山大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院;中山大學(xué)腫瘤研究所）;牟永告
• 主分類號(hào): G09B23/28
• 分類號(hào): G09B23/28;B33Y10/00;B33Y50/00;B33Y80/00
• 代理公司: 成都頂峰專利事務(wù)所(普通合伙) 51224
• 代理人: 楊俊華

本發(fā)明用于穿刺訓(xùn)練的3D打印腦出血模型及其高效制作方法，上顱骨和下顱骨的光滑分界面通過限位凹槽與限位凸臺(tái)限位組合構(gòu)成整體仿真顱骨，下顱骨內(nèi)通過顱底底座安裝柔性仿真血腫塊，仿真顱骨內(nèi)部還填充有柔性仿真腦組織，仿真腦組織包裹在仿真血腫塊外部，仿真腦組織和仿真血腫塊均為透明材料；仿照臨床上任意真實(shí)的腦出血病例創(chuàng)建3D模型后，通過3D打印技術(shù)制作個(gè)體化模型，用于實(shí)際穿刺操作訓(xùn)練；能夠完全模仿腦出血的病理生理變化，模型的穿刺體驗(yàn)逼真；操作完成后過透明仿真腦組織和仿真血腫塊能直觀檢視穿刺針路徑走形,清晰地判斷穿刺效果；位置準(zhǔn)確，并且可以重復(fù)利用或者回收再利用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，操作方便。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)療教學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的手術(shù)技術(shù)培訓(xùn)，具體涉及一種用于穿刺訓(xùn)練的3D打印腦出血模型及其高效制作方法。

背景技術(shù)

腦出血是各類病因所致的腦實(shí)質(zhì)內(nèi)血管破裂引起的出血病癥，其早期死亡率很高，幸存者中多數(shù)都留有不同程度并發(fā)癥、后遺癥，通過微創(chuàng)穿刺引流治療顱內(nèi)血腫的手術(shù)方法發(fā)展迅速，具有創(chuàng)傷小、后遺癥和并發(fā)癥少的優(yōu)點(diǎn)，但是其手術(shù)效果仍然取決于操作人員的技能水平，而操作人員的技術(shù)水平需要通過實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累來提高，現(xiàn)有技術(shù)中腦出血模型的制作方式一般分為三大類，具體類別及存在缺陷問題如下：

一、尸頭腦出血模型：其來源稀少，出血類型不可控，且不可復(fù)制，不能進(jìn)行廣泛普及和進(jìn)行穿刺訓(xùn)練；

二、動(dòng)物腦出血模型：

1、自體血注入法：通過注入自體動(dòng)脈血或者血凝塊，制造腦出血模型；雖然能夠模擬臨床上的腦出血過程，但與臨床實(shí)際病人病癥仍然存在很大差別，血腫形態(tài)、大小難以保證，且重復(fù)性差，難以用于操作訓(xùn)練。

2、膠原酶法：通過腦內(nèi)注射細(xì)菌膠原酶的方法溶解小血管，雖然能模擬血腫擴(kuò)大、再出血的發(fā)生過程，但其是多根血管(動(dòng)脈、靜脈、毛細(xì)血管)的癥狀，不同于臨床上常見的某一根動(dòng)脈出血；且出血方式為滲血，缺乏急性占位效應(yīng)，與真實(shí)腦出血癥狀相差也很大大。此外細(xì)菌膠原酶相對(duì)于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物本身來說屬于異物，會(huì)造成腦出血以外的損傷，使得模型的改變與臨床腦出血的病理生理過程相差更大。血腫大小、部位不能完全控制，不適用于操作訓(xùn)練。

3、微球囊充脹法：在腦內(nèi)放置微球囊，通過調(diào)節(jié)囊內(nèi)液體量來控制球囊大小，從而模仿不同體積的血腫的占位效應(yīng)。但是此方法制作的血腫位置精準(zhǔn)度不高，難以用于穿刺操作前的精準(zhǔn)測(cè)量定位。

4、自發(fā)性腦出血模型：存在難以獲得種鼠、易變種、過程復(fù)雜、耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)等問題，并且操作難度大，出血位置、出血量無法控制。

并且以上模型物種多為嚙齒類動(dòng)物(常見的為大鼠模型)，其解剖結(jié)構(gòu)與人體結(jié)構(gòu)相差很大，也不能用來進(jìn)行真正意義上的手術(shù)操作訓(xùn)練；而靈長(zhǎng)類動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng)在解剖上雖然更為接近人類，但是成本太高、來源缺乏，亦存在倫理問題，通常只用于藥物的臨床試驗(yàn)；上述問題，使得動(dòng)物腦出血模型在操作訓(xùn)練中的應(yīng)用也受到限制。

三、非動(dòng)物腦出血模型：

1、椰殼模型：利用椰殼、魔芋粉、紅墨水、黑墨水、豆粉等制作的腦出血模型，用來進(jìn)行在內(nèi)鏡下清除血腫的訓(xùn)練。該模型在一部程度上可幫助對(duì)內(nèi)鏡下血腫清除過程及相關(guān)器械的使用進(jìn)行熟練，但該因模型形態(tài)與臨床腦出血情況相差較大，且缺乏顱面重要解剖標(biāo)志，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)血腫微創(chuàng)引流術(shù)相關(guān)的操作練習(xí)。

2、標(biāo)準(zhǔn)化模型：市場(chǎng)上現(xiàn)有的腦出血模型為成批生產(chǎn)的非個(gè)體化腦出血模型，其材料性質(zhì)上與臨床真實(shí)患者相差較遠(yuǎn)，仍停留在觀摩學(xué)習(xí)的層面，而不能實(shí)現(xiàn)動(dòng)手操作的目的。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中缺少一種能夠能夠完全模仿腦出血的病理生理變化，直觀檢視訓(xùn)練效果，成本低廉，用于操作訓(xùn)練以通過實(shí)踐積累經(jīng)驗(yàn)的腦出血模型。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明目的在于提供一種能夠完全模仿腦出血的病理生理變化，并且能夠重復(fù)使用，用于穿刺訓(xùn)練的3D打印腦出血模型及其高效制作方法。