[发明专利]一种快速的3D打印穿刺手术导板方法

说明书

本发明公开了一种快速的3D打印穿刺手术导板方法，包括利用医学图像获取病变在体内的具体位置以及患者体表的三维图像；规划穿刺针在体表的进针位置、方向以、进针长度及手术覆盖范围；计算进针导向筒位置间的最短测地线形成导板主体；安装导向筒部件和固定板形成三维打印模型；规划3D打印路径；本发明通过算法优化手术导板结构，仅需打印出导向孔及其相互间的连接线(测地线)即可形成穿刺手术导板架构，打印面积大大缩减，并按照测地线优化打印路径进而实现了打印效率的提高。

技术领域

本发明涉及3D打印路径规划技术领域，尤其涉及一种快速的3D打印穿刺手术导板方法。

背景技术

在穿刺手术中，为了缩短手术时间，提高手术精度，减少患者创伤面及手术风险，医生在术前规划好穿刺路径，利用3D打印技术制作出进针导向板来限定穿刺位置和方向，手术时将该模型附于患者体表，并按导向孔对患者进行穿刺手术；

现有的手术导板需要打印出三维体表的如图1所示区域，打印时间较长，部分厂家在导板设计过程中通过采用在部分版面“挖空”的办法，手动减少打印面积，但是其打印效果会受到影响，仍无法更好的满足穿刺手术需要，因此，本发明提出一种快速的3D打印穿刺手术导板方法，以解决现有技术中的不足之处。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种快速的3D打印穿刺手术导板方法，本发明通过算法优化手术导板结构，仅需打印出导向孔及其相互间的连接线(测地线)即可形成穿刺手术导板架构，打印面积大大缩减，并按照测地线优化打印路径进而实现了打印效率的提高。

本发明提出一种快速的3D打印穿刺手术导板方法，包括以下步骤：

步骤一：获取病变在体内的具体位置以及患者体表的三维图像；

步骤二：规划穿刺针在体表的进针位置、方向以及进针长度；

步骤三：将患者体表的三维图像形成体表表面网，并限定手术导板覆盖区域；

步骤四：利用“离散曲面的测地线算法”计算出进针位置间的最短测地线；

步骤五：提取该最短测地线触及的三角网格单元，以及提取穿刺针的边界触及的三角网格单元，并对其进行加宽增厚处理，形成部件；

步骤六：在步骤二中规划出的进针位置，根据进针方向导入导向筒部件；

步骤七：在穿刺针的边界的适当位置导入固定板；

步骤八：形成完整的穿刺手术导板；

步骤九：将打印路径设定为测地线方向，进行3D打印。

进一步改进在于：所述步骤一中具体为：通过利用CT/MRI设备对患者进行扫描拍摄，得到CT/MRI医学图像，再根据CT/MRI医学图像找出病变在患者体内的具体位置以及患者体表的三维图像。

进一步改进在于：所述步骤一中利用CT/MRI设备对患者进行扫描拍摄，得到CT/MRI医学图像时，需要拍摄多组CT/MRI医学图像，并在得到的多组CT/MRI医学图像中进行筛选，筛选出一组具有完整且标准信息的CT/MRI医学图像用于获取病变在体内的具体位置以及患者体表的三维图像。

进一步改进在于：所述步骤二中具体过程为：利用穿刺设计软件勾画出靶区，通过两点定位法确定靶区内穿刺针在体表的进针位置、方向以及进针长度。

进一步改进在于：所述步骤二中规划穿刺针在体表的进针位置、方向以及进针长度时，需要避开靶区内的脏器、血管、神经和骨骼。

进一步改进在于：所述步骤二中利用穿刺设计软件勾画出靶区时，需要基于医学诊断基础和步骤一中获取到的病变在体内的具体位置以及患者体表的三维图像。

进一步改进在于：所述步骤五中加宽增厚处理时，加宽增厚量为3-5mm。