[发明专利]一种颅缝早闭手术模拟系统及其方法

权利要求书

1.一种颅缝早闭手术模拟系统，其特征在于，包括：操作台主体及立体颅骨模型；

所述操作台主体的上部设置有模型固定装置，所述立体颅骨模型与所述模型固定装置连接；

所述立体颅骨模型的内部设有模拟手术层，所述模拟手术层由外往内依次由模拟骨质层、模拟出血点层及模拟力反馈层组成，所述模拟出血点层由循环液体结构组成，所述模拟力反馈层由监测切割点受到的压力大小的微型传感器阵列组成。

2.根据权利要求1所述的颅缝早闭手术模拟系统，其特征在于：所述循环液体结构包括连续U形排列的第一模拟血管和连续U形排列的第二模拟血管，所述第一模拟血管和所述第二模拟血管等间距连续纵横排列形成有多个交点，每个所述交点与所述微型传感器阵列的每个传感器对应设置。

3.根据权利要求1所述的颅缝早闭手术模拟系统，其特征在于：所述循环液体结构设有液体进口与液体出口，所述液体进口与设置在操作台主体内的微型水泵连接，所述液体入口与集液器连接形成整体动态循环模型。

4.根据权利要求1所述的颅缝早闭手术模拟系统，其特征在于：还包括与所述操作台主体电性连接的手术器械，所述手术器械为模拟颅骨手术刀，所述模拟颅骨手术刀包括模拟切割反馈单元，所述模拟切割反馈单元用于对所述模拟颅骨手术刀在所述模拟骨质层的切割深度、切割力度以及刀头旋转速进行模拟。

5.根据权利要求1所述的颅缝早闭手术模拟系统，其特征在于：所述模型固定装置为万向转动固定台，所述万向转动固定台上部设置有模型固定卡扣；所述立体颅骨模型由模拟手术层以及支撑主体组成，所述模拟手术层与所述支撑主体之间可拆连接。

6.根据权利要求1所述的颅缝早闭手术模拟系统，其特征在于：还包括3D打印装置，选用不同颜色、硬度且与患者颅骨组织的弹性模量保持一致的3D打印材料制作所述立体颅骨模型。

7.根据权利要求1所述的颅缝早闭手术模拟系统，其特征在于：还包括数据分析处理单元，所述数据分析处理单元用于接收每个压力传感器的数据信号并依据接收到的数据信号获取切割轨迹数据以及切割压力数据；所述数据分析单元用于接收所述模拟出血点层的数据信号并依据接收到的数据信号获取出血位置数据；所述数据分析处理单元用于接收所述模拟切割反馈装置的数据信号并依据接收到的数据信号获取所述模拟骨质层的切割深度数据、切割力度数据以及刀头旋转速数据。

8.根据权利要求1所述的颅缝早闭手术模拟系统，其特征在于：还包括控制面板，所述控制面板上设置有第一显示装置和第二显示装置，所述第一显示装置用于实时显示监测到的微型传感器位置和压力，所述第二显示装置用于显示实现监测到的模拟颅骨手术刀的切割深度数据、切割力度数据以及刀头旋转速数据。

9.一种颅缝早闭手术模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：通过三维CT扫描设备或者MRI设备对患者头颅进行扫描，获得患者头颅的图像数据；

S2：通过从患者头颅信息的图像数据中筛选出目标组织区域的图像数据，建立患者颅骨三维轮廓模型，按照1:1比例为患者3D打印立体颅骨模型；

S3：在所述立体颅骨模型上对模拟骨质层进行切割，确定手术的最佳切割路线、需要切割骨瓣的最佳数量和最佳形状，并通过模拟出血点层及模拟力反馈层实时产生的反馈信息，获取精确的手术操作方案。

10.根据权利要求9所述的颅缝早闭手术模拟方法，其特征在于：所述步骤S3通过所述立体颅骨模型的模拟骨质层产生实时反馈感知切割深度、切割力度以及刀头旋转速，通过所述立体颅骨模型的模拟出血点层产生实时反馈感知出血点位置，通过所述立体颅骨模型的模拟力反馈层产生实时反馈感知切割轨迹及切割压力。