[發(fā)明專利]一種用于維持標(biāo)本皮支鏈形態(tài)的3D打印支架的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111619953.2
• 申請(qǐng)日: 2021-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN114248435A
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何藻鵬;秦向征;張琳;李衛(wèi)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州醫(yī)科大學(xué)附屬順德醫(yī)院（佛山市順德區(qū)樂從醫(yī)院）
• 主分類號(hào): B29C64/10
• 分類號(hào): B29C64/10;B29C64/386;G09B23/30;G09B23/28;B33Y10/00;B33Y50/00
• 代理公司: 廣州渣津?qū)＠硎聞?wù)所(特殊普通合伙) 44516
• 代理人: 張秀華

本發(fā)明申請(qǐng)公開了一種用于維持標(biāo)本皮支鏈形態(tài)的3D打印支架的制備方法，對(duì)標(biāo)本進(jìn)行多次掃描，獲取多個(gè)數(shù)據(jù)集；利用MIMICS軟件將各數(shù)據(jù)集進(jìn)行處理并得到蒙版；將帶有分割線的蒙版導(dǎo)入3D打印軟件；使用3D打印設(shè)備，打印出支架。本方法，基于數(shù)字化解剖與3D打印技術(shù)，制成與標(biāo)本軟組織形態(tài)完全匹配的皮膚支架，支撐承托維持標(biāo)本皮膚原有形態(tài)，避免產(chǎn)生高密度組織與異質(zhì)材料偽影，以便于實(shí)施對(duì)紅色氧化鉛乳膠灌注的新鮮標(biāo)本有序分離、切割的皮膚及淺筋膜進(jìn)行支撐與microCT掃描，使得外科醫(yī)生與解剖研究人員可以有序地對(duì)皮支鏈造影掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與圖像融合，對(duì)大范圍的皮瓣穿支與皮支鏈結(jié)構(gòu)、不同解剖部位皮支鏈之間的差異與關(guān)系獲得更全面的了解。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字化人體解剖教學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種用于維持標(biāo)本皮支鏈形態(tài)的3D打印支架的制備方法。

背景技術(shù)

皮瓣的選取與應(yīng)用在修復(fù)整形外科是一種常用的手術(shù)技能。供區(qū)損傷小，受區(qū)術(shù)后功能恢復(fù)良好，外形美觀是外科醫(yī)生不斷的追求，雖然皮瓣切取手術(shù)技術(shù)日趨完善，但是隨著三維可視化數(shù)字解剖學(xué)技術(shù)及微創(chuàng)外科的發(fā)展，外科醫(yī)生與解剖研究人員對(duì)皮瓣設(shè)計(jì)的要求也日趨嚴(yán)謹(jǐn)，希望更直觀地呈現(xiàn)皮瓣的血管形態(tài)，更精確地剖析穿支區(qū)域及血管分布規(guī)律，幫助學(xué)生更好地理解各部位穿支與皮支鏈的解剖特征，更重要是最終可幫助醫(yī)生更好地進(jìn)行皮瓣移植的手術(shù)規(guī)劃、模擬手術(shù)、術(shù)中快速精準(zhǔn)操作。1988 年，美國 Kroll 等首先使用了“穿支蒂皮瓣”（perforator-based flap）的名稱。在其后幾年內(nèi)Koshima 等緊跟英文醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)連續(xù)發(fā)表了多篇“穿支蒂皮瓣”的論文，1989年，Koshim和Soeda的無腹直肌的腹壁下動(dòng)脈皮瓣標(biāo)志著皮瓣研究的逐步受到重視，1994年，Allen和Treece提出“穿支皮瓣”這一術(shù)語，2003 年穿支皮瓣命名共識(shí)的發(fā)表，引起世界學(xué)者的廣泛重視。 2014 年第十六屆國際穿支皮瓣大會(huì)于在我國寧波市召開，標(biāo)志著我國的穿支皮瓣研究工作進(jìn)入了世界前列。供區(qū)損傷小，受區(qū)術(shù)后功能恢復(fù)良好，外形美觀的要求使超薄皮瓣受到了關(guān)注，特別是適用于面部、頦部、頸部和手這些十分強(qiáng)調(diào)外觀的解剖部位，超薄皮瓣是穿支皮瓣領(lǐng)域的另外一項(xiàng)新進(jìn)展。超薄皮瓣非常薄以至于通過保留的非常薄的脂肪層可以看到真皮下血管網(wǎng)，與典型的穿支皮瓣相比超薄皮瓣可以切取得更長(zhǎng)、更大并非常方便實(shí)施皮瓣超灌注。現(xiàn)已證實(shí)，一個(gè)比較薄的隨意型皮瓣的成活面積會(huì)大于一個(gè)比較厚的隨意型皮瓣，通過對(duì)皮瓣進(jìn)行顯微解剖，揭示出脂肪層內(nèi)穿支血管分支情況的準(zhǔn)確細(xì)節(jié)，脂肪組織對(duì)于真皮下血管網(wǎng)上方皮膚的成活來說并不是必須的，甚至有盜血作用，對(duì)于整個(gè)皮瓣的成活甚至是有害的。皮瓣顯微修薄要求外科醫(yī)生熟知穿支血管的分支分布和走行規(guī)律，過多顯露、剝離穿支血管及其分支會(huì)造成血管痙攣，甚至管腔內(nèi)血栓形成造成皮瓣壞死。因此，為外科醫(yī)生提供詳細(xì)的穿支血管影像學(xué)信息極大地方便了皮瓣的顯微修薄技術(shù)，提高手術(shù)成功率。并且通過穿支、皮支鏈血管的圖像融合，在清楚顯示皮膚穿支情況的基礎(chǔ)上，也可以展示出血管體區(qū)穿支的來源及走形。研究表明，血管體區(qū)之間的溝通方式有，血管口徑逐漸變小的choke吻合，或血管口徑不發(fā)生改變的真性血管吻合，無瓣膜的靜脈血管(血液可雙向流動(dòng)的靜脈或血液可以擺動(dòng)流動(dòng)的靜脈)的位置界定了靜脈血管的邊界。相鄰血管體區(qū)之間相互聯(lián)系的理論具有重要的臨床意義，是設(shè)計(jì)皮瓣的重要理論基礎(chǔ)，有關(guān)皮瓣延遲手術(shù)的研究顯示，皮瓣延遲切取可造成choke血管擴(kuò)張，從而使相鄰的血管體區(qū)以真性血管吻合的形式相連接。對(duì)血管體區(qū)理論的掌握和理解，將有助于外科醫(yī)生更加深入地理解皮瓣的分類方法和成活機(jī)制，靈活地設(shè)計(jì)不同類型的組織瓣。隨著三維可視化的發(fā)展，解剖學(xué)走向了新的高度，數(shù)字解剖學(xué)可用于展示人體體表及內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)與功能特征，穿支皮瓣的三維數(shù)據(jù)采集方法主要有三維掃描(Ｘ線、激光、超聲、CT、MRI等) 、連續(xù)(斷層)切片等形式為了清晰地顯示皮膚的細(xì)小血管血管標(biāo)識(shí)是關(guān)鍵連續(xù)(斷層)切片可采用“中國數(shù)字人”血管標(biāo)識(shí)技術(shù)對(duì)局部細(xì)小動(dòng)脈的標(biāo)識(shí)可精確到0.2mm。CT血管造影(CTA)或應(yīng)用微泡增強(qiáng)多普勒超聲均可檢測(cè)到管徑0.3mm的穿支血管。楊大平 ,唐茂林等曾采用改良氧化鉛-明膠灌注技術(shù)進(jìn)行動(dòng)脈灌注后，將每個(gè)口徑大于0.5mm 的穿支血管進(jìn)行解剖并記錄，拍攝X線片以顯示皮膚內(nèi)血管的形態(tài)和分布。將X線片掃描制成數(shù)字化血管造影圖進(jìn)行定量數(shù)據(jù)分析包括全身各部位的穿支血管的數(shù)量、口徑、類型及其供應(yīng)區(qū)域的面積，但此實(shí)驗(yàn)方法鋪平皮膚過程中使皮膚與穿支血管結(jié)構(gòu)失去了原有的三維形態(tài)。CT掃描可以維持皮膚三維形態(tài)，但若采用對(duì)解剖標(biāo)本直接掃描，由于檢測(cè)對(duì)象含有骨骼、深部大血管等高密度對(duì)象而使得重建圖像中出現(xiàn)偽影，降低了斷層圖像中周圍組織的清晰度，影響穿支血管造影圖像的質(zhì)量，對(duì)穿支血管結(jié)構(gòu)的判斷帶來很大的困難。偽影主要表現(xiàn)為由大投影數(shù)據(jù)引起的從高密度區(qū)域發(fā)出的條狀偽影，由x射線能譜硬化引起的杯狀偽影和多個(gè)金屬之間的暗帶區(qū)域。人們提出許多方法來校正偽影，其中最常提到的是對(duì)引起偽影的投影值進(jìn)行插值。Lewitt和Bates提出了用一種特殊的函數(shù)進(jìn)行插值的方法，后來又提出了Chebyahev多項(xiàng)式的差值法。Kalender等人只采用線性插值，Lonn和Crawford在線性插值的基礎(chǔ)上添加了一些輔助處理。ZHAOShiying等人提出了對(duì)投影數(shù)據(jù)的小波系數(shù)線性插值的方法。林宙辰等采用多項(xiàng)式插值。此外，也有采用迭代算法進(jìn)行圖像重構(gòu)，比如Medoff等提出迭代濾波反投影法和WANG G等人提出的迭代代數(shù)重建法。XIA Dan還提出了一種局部迭代的混合算法。但各種減偽影方法仍難以滿足穿支、皮支鏈血管造影圖像的高質(zhì)量要求。