[发明专利]通用性血流动力学优化的三维立体补片及在先心病手术中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体地说，是通用性血流动力学优化的三维立体补片及在先心病手术中的应用。

背景技术

先心病及补片应用：近年来最新医学资料表明，先天性心脏病(以下简称“先心病”)是婴幼儿中的常见病、多发病。在我国，先心病发病率约占出生婴儿的8‰～12‰，已成为新生儿死亡的首要病因。据统计，我国每年约有15万左右的新增先心病病人，其中复杂先心病患者约占30～40％。随着医学科技的进步，许多婴幼儿、新生儿时期的先心病包括复杂心脏畸形目前已经可以获得根治，国内每年约有3～4万患儿接受先心病手术治疗。其中，部分复杂先心病亚型由于血管及流出道狭窄或者梗阻等，需要自体心包补片扩大狭窄的血管或者流出道进行外科治疗。在以往的临床工作中，血管补片植入位置、形状、大小和角度的选择主要依据手术者临床经验来判断和决定的。由于缺乏客观、准确的判断方法，术后可能会发生补片扭曲、变形、成角，导致残余梗阻的发生。而这些却可以通过计算机辅助模拟最优血流动力学的通用性血管补片设计及3D打印模具加工心包补片成型技术来加以解决。即根据大范围的调查研究，以大部分亚洲人群的心血管发育形态为模板，进行血流动力学计算机模拟，确定适合多数患者血管形态的通用性血管补片的血流动力学最优设计方案，以及根据此方案进行通用性3D打印模具，最终实现心包补片成型技术。

计算血流动力学：近年来，随着计算机技术的不断发展，以数值模拟为基础，结合流动三维可视化技术发展起来的计算血流动力学(Computational Hemodynamics)为定量分析血流动力学参数变化，体外研究血流运动轨迹以及客观定量评估、设计补片方案提供了可能。计算血流动力学利用医学临床影像资料，如超声(Ultrasound,US)、核磁共振(Magnetic Resonance,MRI)，电子计算机X射线断层扫描(Computed Tomography,CT)图像，通过对血管形态学、血流动力学、心功能等多方面信息进行精确测量，依据患者自身解剖和生理特点，通过求解赋予患着的生理信息(如脉动压力、血流)为边界条件的血流控制方程来模拟近似真实体内环境的血液流动情况，进而可评估患者补片植入前后右室流出道血流动力学特性的改变，为医师更直观地研究补片的植入位置、形状、大小和角度的选择，及补片材料特性等因素对血流动力学的影响提供重要的手段。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种通用性血流动力学优化的三维立体补片。

本发明的再一的目的是，提供一种制备通用性血流动力学优化的三维立体补片的模具。

本发明的另一的目的是，提供一种制备通用性血流动力学优化的三维立体补片的模具的用途。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种通用性血流动力学优化的三维立体补片，所述的通用性血流动力学优化的三维立体补片采用如下方法设计而成：利用大样本量的患者医学影像数据进行数据统计，并结合患者解剖特点设计适合大多数患者的补片植入方案；利用CAD技术实施虚拟补片植入，根据血流动力学特征进行优化。

以亚洲人群的心血管发育形态为统计样本，获取患者的临床MRI影响资料和超声血流测量信息，重建三维数字肺动脉图像。

为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是：一种制备通用性血流动力学优化的三维立体补片的模具，所述的制备通用性血流动力学优化的三维立体补片的模具由上模具和下模具组成，上模具底座的下表面凹陷形成模具凹面，下模具底座的上表面形成模具凸面；模具凹面与通用性血流动力学优化的三维立体补片的上表面匹配，模具凸面与通用性血流动力学优化的三维立体补片的下表面匹配，通用性血流动力学优化的三维立体补片的形状为头端小、尾端大、头端向一侧弯曲的曲面。

上模具底座的下表面设有上模具边缘凸起，下模具底座的上表面设有与上模具边缘凸起匹配的下模具边缘凹槽。

上模具底座和下模具底座为长方体，上模具底座的4个角各设有1条自上而下的通道。上模具底座设有自上而下通向模具凹面的通道以及通向模具凹面附近的通道。

上模具底座和下模具底座为长方体，下模具底座的4个角各设有1条自下而上的通道。下模具底座设有自下而上通向模具凸面的通道。

为实现上述第三个目的，本发明采取的技术方案是：所述的制备通用性血流动力学优化的三维立体补片的模具在制备治疗先天性心脏病的三维立体补片中的应用。