[实用新型]基于多幅断层扫描图像的三维实体模型构建装置

说明书

本实用新型提供一种基于多幅断层扫描图像的三维实体模型构建装置，包括底板、灯箱和排列定位组件，灯箱设于底板上，排列定位组件设于灯箱上，排列定位组件包括若干第一隔板和若干第一支撑辊，第一支撑辊环列设于灯箱上，第一隔板分别设有定位孔一，第一支撑辊依次穿过各第一隔板的定位孔一，定位孔一的形状与第一支撑辊的形状相对应。该种基于多幅断层扫描图像的三维实体模型构建装置，能够实现二维图像进行三维排列，实体模型构建方便、成本低廉，立体透视效果好、实体模型方便观察，可模拟操作。

技术领域

本实用新型涉及一种基于多幅断层扫描图像的三维实体模型构建装置。

背景技术

目前教授外科手术的方法包括外科手术的学习、观看手术视频、在有经验医生的指导下来观察和参加现场手术。目前教授手术的“亲自动手式”学徒制方法和“看一个，做一个，教一个”的方式存在很多缺陷：1、经验不足的医学生可能使被当做“教学病例”的患者面临大量的风险，甚至死亡的危险。2、医生在活体患者身上训练时也受到了极大的限制，尽管小心翼翼但仍然无法避免潜在的医疗诉讼，这使得在外科手术中受过很好训练的医生更少。3、不同的患者有不同的疾病，每种疾病的表现又千差万别，这使得医学生在某个患者身上取得的宝贵经验并不一定适用于另外一个患者。一个优秀的外科医生成长需要很长时间，反复从治疗失败的不同患者身上换来宝贵的经验教训。4、由于每个患者情况各不相同，医生虽然知道某种手术方法，但术前无法准确预知每个手术细节，无法事先练习。患者因为无法得知医生如何在自己身上手术，单凭信任是无法真正的放心。医患之间会产生很大的沟通障碍，是医患纠纷的重要原因之一。

虽然尸体也可以用于教授外科手术，由于宗教和文化的原因，民众极少捐献遗体，导致尸体数量有限，非常昂贵，且面临将疾病传播给医生或通过医生传播疾病的风险。对于许多医院而言，提供尸体实验室和提供管理实验室和实施训练的辅助人员的成本，使训练很难实行。使用尸体的另一缺陷在于：一旦尸体的特定区域已经动过手术，组织就会被破坏并且不能被再次使用以重复手术。防腐剂、冷却、冷冻或阻止尸体组织分解的其他方法的使用可能会影响感觉、柔软性、坚硬度，因此尸体组织不能模仿活体组织。因此，尸体的手术体验不能真实地模仿在活体患者上进行手术的体验。

由于以上原因，需要在手术体验、模仿与教学中使用到实体模型。现有的一些手术模型虽然可以用于常规研究、常规医学手术的教学和身体检查，但是这些模型具有基本的共性，缺少特定患者的个性。比如患者王某某长了一个哑铃形状的肿瘤，其解剖特点与常规的球形完全不同，要想提供逼真的手术模拟需要为其专门定制模型，方便手术医生术前观察甚至模拟手术，提高手术成功率，降低手术风险。

现有的模型、器官和组织通常由硬的或半刚性的材料和塑料制成，与柔软的人体组织相差很大，现有的手术器械难以像活体手术时那样轻松切开这些硬模型，这妨碍了医生的触觉，因此不能提供逼真的手术经历。此外，现有手术模型制作工艺耗时久，因此增加了医生的训练成本和患者的负担。

在医学领域中，疾病的诊断需要大量运用CT和MRI扫描得到的断层图片。这些图片大多是沿同一个方向的切面，医护人员只能通过连续的多张图片为病人诊断。仅仅通过二维图片难以判断组织空间结构，病人等非专业人士面对这样的断层图片更加难以理解。因此，断层图片三维重建工作尤为重要。热门的研究领域是根据二维的图片或视频来进行三维重建，再进行3d打印。传统方法在三维重建时，会在一定程度上丢失二维图片的信息或人为添加一些虚构的信息，而且算法复杂，计算量大，难以开发和推广。

3D打印技术即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。将虚拟可视化模型进行实体化，此实体模型克服了传统模型空洞枯燥及病态条件下难以还原人体真实解剖的不足。利用此实体模型进行个性化的术前规划和模拟手术，使手术可行性的术前评估更加准确，术前准备更加充分，手术方案的制定具有个性化，更加客观、合理。