[发明专利]一种具有空腔结构的组织模型的制备方法及组织模型

说明书

本发明涉及一种具有空腔结构的组织模型的制备方法及组织模型，该方法包括：针对具有空腔结构的目标组织，获得与组织的轮廓形状和尺寸相同的第一三维几何模型；根据组织的壁厚，在径向上对第一三维几何模型进行缩小，得到第二三维几何模型；按照第二三维几何模型制作支架；按照组织的壁厚，将用于制作组织模型的材料涂覆于支架的表面；待材料固化后除去支架，得到具有空腔结构的组织模型。本发明针对具有空腔结构的组织，通过尺寸设计可得到精确度高、尺寸接近于真实组织的组织模型，由于组织模型是通过涂覆方式获得，所以组织模型的材质不会受到传统3D打印机耗材的限制，实现了可选用任意合适材料来制备组织模型的目的。

技术领域

本发明涉及医疗器具领域，尤其涉及一种具有空腔结构的组织模型的制备方法及组织模型。

背景技术

显微外科手术是近年来针对体内组织病变的主要治疗方法之一，尤其对于肿瘤(例如动脉瘤)的治疗。动脉瘤是由于动脉壁的病变或损伤，形成动脉壁局限性或弥漫性扩张或膨出的表现，以膨胀性、搏动性肿块为主要表现，可以发生在动脉系统的任何部位。临床上对于动脉瘤病症多采用动脉瘤夹闭术，目前的动脉瘤夹闭术中使用的动脉瘤夹存在各种规格以满足临床需要，医生在手术过程中，可以针对瘤体的大小和形态对动脉瘤夹进行选择，但是这一选择过程不仅耗时，而且大大增加了手术感染的风险。为改善这一问题，可在手术前预先制作个性化动脉瘤(包括血管)模型，以便于医生在手术前了解病人动脉瘤的情况，包括大小、位置、以及与载瘤动脉的关系等，为动脉瘤夹的选择提供更多依据，进而提高手术的成功率。

现有技术中，制作动脉瘤等组织模型的方法是，基于病人的三维血管影像学数据，提取动脉瘤及载瘤动脉的大小和形状，并根据临床提供的动脉瘤和载瘤动脉的壁厚，利用3D打印技术，获得符合临床实际情况的个性化的空腔动脉瘤模型。3D打印具有良好的精确度，但是由于制备材料受3D打印机耗材的限制，使得实际打印出来的组织模型质地偏硬，在触感上和动脉瘤夹闭演练效果上与真实动脉瘤之间存在较大的差异。为了解决这一问题，发明人想到采用先制备组织模型支架，然后在组织模型支架上进行涂覆，去除支架后即可获得目标组织模型的方法。但是在制备过程中，如果按照现有技术对组织进行三维重建之后直接进行打印，会导致最终得到的组织模型在尺寸上与真实组织存在较大误差，以至于影响医生在临床上关于动脉瘤的判断以及对动脉瘤夹的选择，进而增加了手术的风险。

发明内容

技术问题

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，针对具有空腔结构的组织，如何提高组织模型的制作精度，同时拓宽组织模型材料的可选范围，使组织模型的制备材料不受到传统3D打印机耗材的限制。

解决方案

一方面，提出了一种具有空腔结构的组织模型的制备方法，所述方法包括：针对具有空腔结构的目标组织，获得与组织的轮廓形状和尺寸相同的第一三维几何模型；根据所述组织的壁厚，在径向上对所述第一三维几何模型进行缩小，得到第二三维几何模型；按照所述第二三维几何模型制作支架；按照所述组织的壁厚，将用于制作所述组织模型的材料涂覆于所述支架的表面；待所述材料固化后除去所述支架，得到所述具有空腔结构的组织模型。

在一种可能的实现方式中，针对具有空腔结构的目标组织，获得与组织的轮廓形状和尺寸相同的第一三维几何模型，包括：获取所述组织的三维组织影像学数据，对所述三维组织影像学数据进行三维重建，获得与组织的轮廓形状和尺寸相同的第一三维几何模型。

在一种可能的实现方式中，根据所述组织的壁厚，在径向上对所述第一三维几何模型进行缩小，得到第二三维几何模型，包括：针对所述第一三维几何模型的各个位置，将所述第一三维几何模型的径向尺寸缩小，缩小的幅度与该位置处所述组织的壁厚相等。

在一种可能的实现方式中，所述组织模型的材料包括：硅橡胶。硅橡胶可以使制得的组织模型在物理性能(例如柔软程度、弹性、韧性等)和触感上都更接近真实组织，有利于医生更精确地进行手术模拟、术前演练等。