[发明专利]一种制作手术仿真模型的方法及颈丛阻滞麻醉手术模型

说明书

技术领域

本发明属于医疗手术培训与预演模型制造技术领域，尤其涉及一种制作手术仿真模型的方法及颈丛阻滞麻醉手术模型。

背景技术

外科医生每天会面对成千上万命悬一线的病人，医生的专业知识、技能以及训练程度决定着最终的手术效果，甚至是病人的生死。专业培训可以提高医生的业务水平，高仿真模拟手术能够给外科医生更多的实践经验并提升其手术水平。

目前大多数医生是通过尸体或者动物解剖来进行培训，然而动物解剖无法完全模拟人体结构，尸体的来源又一直比较受限。除此以外，一些特定手术培训所需的复杂结构样本更加缺乏，比如颈丛阻滞麻醉， 是指将局部麻醉药注入颈丛神经周围，使其所支配的区域产生神经传导阻滞的麻醉方法。适用于甲状腺手术、颈部淋巴结清扫术、锁骨骨折固定术等手术，是临床上最常用的麻醉方法之一。因手术操作的狭窄区域结构复杂，有颈椎、颈血管从、颈丛神经以及甲状腺等多个组织富集，操作不当会引起严重的临床后果，甚至危及患者生命安全。因此，学员需要熟悉手术区域多器官与多组织的复杂组织结构，熟练掌握麻醉操作。

为了满足医学培训需求，准确制定临床手术方案，需要能够真实模拟人体结构复杂性的模型，让医生能够进行高仿真模拟手术，这将有助于提高医生的专业训练效果同时满足病人对手术治疗的预期。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的之一是提供一种制作多材质复杂结构的个性化手术仿真模型的方法，该方法使得模型的结构、质感及医学影像特性均与真实器官高度相似，本发明的目的之二是提供一种采用该方法制作的颈丛阻滞麻醉手术模型。

为了实现上述第一个发明目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种制作多材质复杂结构的个性化手术仿真模型的方法，包括以下步骤：

(1) 首先通过医学图像处理，分离解析患者局部结构内的器官与组织， 用计算机软件建立3D解剖基础模型、插入部件、设有基础模型容纳腔的模具以及用来固定不同插入部件位置的模具底板；基础模型为最终成品时的轮廓。计算机建模所用医学影像数据应该基于病人真实解剖结构，也可根据特殊需求来设计。3D模型导入CAD软件，组合基础模型、作为不可移除插入部件和可移除插入部件的器官与组织模型，然后在实体方块中减去上述组合的模型，形成模具。模具底板与插入部件一体成型或者可以固定不同插入部件的实际空间位置， 而且插入部件与底板的连接部位可通过更改切片软件配置数据来调整打印效果，从而使连接部位易于拆除；

(2) 利用快速原型制造法生产所述的模具、插入部件以及用于固定插入部件的底板，依据各个主要相关器官组织的组织特性开发并使用相应的材料配方，高度模仿各自不同的质地、颜色、硬度、密度等物理特性，并在临床影像下体现独特的影像特性；其中插入部件根据需要均可采用两种不同材料同时3D打印制作；

(3) 将插入部件放置在模具的基础模型容纳腔内并与底板组合后，通过开设在模具上连通基础模型容纳腔的灌注通道往基础模型容纳腔内填充基础模型材料；快速原型制造法依据部件的硬质或软质材料可以是3D打印技术、激光切割技术和/或模具铸造技术；

(4) 插入部件包括可移除插入部件和不可移除插入部件，待基础模型成型后从模具中取出，拆除底板，直接移除浅表下的部件，溶解去除部分可移除插入部件，形成部分可移除插入部件空腔；

(5) 往步骤（4）中产生的各个可移除插入部件空腔内填充不同插入部件特定材料进行二次灌注；

(6) 待二次灌注成型后，高温加热融解去除余下的可移除插入部件，形成余下的部分可移除插入部件空腔；该步骤中可移除插入部件通过高温融化去除，可配合基础模型材料为高熔点的金属材质等时使用；

(7) 往步骤(6)中产生的各个可移除插入部件空腔内填充不同插入部件特定材料；可移除插入部件在基础模型内部时，可不用借助模具进行填充；可移除插入部件在基础模型表面时，将基础模型放入模具中进行填充；

(8) 将基础模型与模具固定后，将填充物与空气接触的开放结构与底板部分用基础模型材料进行填充成型后成品。

作为优选方案：所述的可移除插入部件有多个，依次重复按照步骤(5)和(6)逐个去除可移除插入部件和填充相应形成的空腔。

作为优选方案：所述的可移除插入部件可根据需求采取两种不同材料制作，在材料按照步骤(5)和(7)被溶解或融化后，在步骤(6)和(8)中灌注特定材料形成血管-血液或脊椎-脊髓等复杂结构中的不同紧密组织。