[发明专利]基于可溶材料的个性化透明硅胶模型的制作方法

说明书

本发明提供了基于可溶材料的个性化透明硅胶模型的制作方法是一种基于人体器官的透明硅胶模型，以医疗影像为基础，通过模型清理与面向3D打印技术的修模工艺，制作可溶性模型内腔。本发明的个性化硅胶模型，改善了传统腔体模型制作中，需要多次倒模的制作工艺。可以很好的以真实尺寸制作目标器官的外模型，显著地提高了模型的临床应用价值，通过调配硅胶制得的透明心脑动脉硅胶管，可在临床培训和医疗教育等诸多方面开展更具实际应用价值的医工结合新应用。因此，本发明结合医学图像处理、人体血管模型修复、3D打印和硅胶模型烘烤等多个交叉学科，为临床提供了一套新的血管等腔体组织的透明外模型制作方案。

技术领域

本发明属于医疗训练器材技术领域，涉及一种基于真实尺寸下的心脑血管的透明软管腔体模型的制作方法。

背景技术

脑动脉瘤是一类严重的脑血管疾病，通过运用导管从人体大血管穿导管直至发病位置进行栓塞手术是一种创伤小，恢复快的介入方法，但手术操作对技术要求很高，临床经验积累困难，如何使医生快速积累相关临床经验变得十分必要，所以，本发明开发一种模拟训练手术的实施载体——基于真实病患CT影像的脑动脉瘤栓塞模拟训练系统，使初学者能通过反复练习，快速提高导管穿导管手术的技术水平。

介入性血管内治疗技术是在20世纪50年代导管技术的基础上发展起来的一项新的诊断治疗技术。随着X线影像技术的发展，特别是70年代出现了计算机数字减影造影技术，医生在荧光屏下可以将特制导管放入几乎是任何病变区的小动脉内，因而使造影区血管显像更清晰，创伤相对更小，治疗目的性更强，更有效。介入性血管内治疗也存在一定的局限性，因为介入位置一般选在大血管，尤其是脑动脉瘤的介入手术，需要从股动脉进行穿刺并放入金属导管，从体外驱使导管经髂动脉、主动脉弓直至颅内动脉瘤处实施血管内支架或动脉瘤栓塞手术。

主动脉的直径尺寸约为26到30mm，是人体内直径最大的几根供血动脉之一，从主动脉弓向上的分支血管管径逐渐缩小，至颈内动脉只有约6mm。而发生颅内动脉瘤的血管管径可能只有接近2mm。这间接决定了用于穿管的金属管的尖端需要较小尺寸。然而，这也决定了在穿管过程中，金属管尖端首先经过腹主动脉穿行至主动脉的过程容易使血管受损。而在主动脉弓处穿入对应的分支血管的过程也存在刮伤、刺破主动脉弓的风险。同时颈内动脉至大脑前交通动脉处存在多处扭转程度极大地血管偏折区，金属导管穿过该区域难度大，对手术操作者的手术技巧要求较高。同时，栓塞手术的难点也在于对栓塞程度的把控，而由于临床实际操作时只能通过显示屏观察瘤内的血流充盈程度来间接判断栓塞的实施情况，这给临床医生实施栓塞手术带来了额外的挑战。

如果能通过病患的医学影像直接还原真实比例的心脑血管模型，并将其安装在仿真的人体载具内，采用类正弦波的脉动输入装置为整套血管模型提供血流，在病灶上流放置失踪剂入口来实时对病灶位置进行有色溶液灌注。实习临床医生则可以通过该系统进行体外模拟的颅内动脉瘤模拟栓塞手术，在练习栓塞手术的同时，实际观察不同栓塞程度对动脉瘤及载瘤血管的影响，通过此类训练仪器配合临床医生的现场指导来加快提高实习医生的熟练度，提高实习医生的学习效率，使其可以更快的参与到临床施救中。

专利申请：介入治疗导管操作透明血管模型，申请号201120488681.2。其主要问题存在于：血管固化在人体模型内部，这会导致使用者对导管手术操作的控制感偏离临床实际情况，临床试图通过硅胶模型训练医生的目的之一，就是增加实际操作中，导管在血管组织中进行转角处如何转进的操作经验，而实体官腔则缺乏必要的受力形变，不利于积累对导管操作初始的操作经验。

专利申请：脑动脉瘤栓塞模拟训练仪，申请号201020211005.6。其主要存在两个问题：一是由于主要模型基于硅胶和橡胶，其透明度较差，难以给使用者建立起导管操作端真实的穿管反馈；二是模型基础与真实临床问题脱节，患有脑动脉瘤需要进行栓塞手术的病患的血管形态学特征在整个心脑血管层面较正常模型都有较大的差异，心血管各个分支的迂曲程度或许不会造成导管穿管困难，但不同病患脑血管个性化程度较高，故更推荐的模型基础是采用真实病患的脑部模型。

发明内容