[发明专利]一种3D拼接主动脉夹层模型及其打印方法

说明书

本发明属于3D打印技术领域，具体公开了一种3D拼接主动脉夹层模型的打印方法，包括以下步骤：包括以下步骤：S1、获取Stanford B型病例主动脉的CTA影像数据，使用CT扫描重建主动脉的三维模型；S2、分割图像输出3D模型；S3、加支撑结构及打印。本发明还提供上述打印方法得到的3D拼接主动脉夹层模型。本发明提供的打印方法通过材料拼接实现了主动脉夹层模型的完整打印，对于Stanford B型打印模型在术前规划、临床医师和患者家属之间沟通，建立教学资源，在医学生教学及低年资医师培养中的应用等诸多方面具有重要意义。

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，尤其涉及一种3D拼接主动脉夹层模型及其打印方法。

背景技术

主动脉夹层(aortic dissection,AD)是指由各种原因造成的主动脉内膜破裂，血液自破口进入到血管内膜和中膜之间，并撕裂蔓延形成假腔的一类疾病。1970年，美国Stanford大学的Daily PO提出将主动脉夹层分为Stanford A型和Stanford B型，StanfordB型为病变范围起源于降主动脉，且未累及升主动脉和主动脉弓的夹层。我国学者孙立忠采用孙氏分型法将Stanford B型主动脉夹层细化分型为BC(Complex复杂)型和BS(Simple简单)型。自从Dake MD等在1994年首次报道应用胸主动脉腔内修复术(thoracicendovascular aortic repair,TEVAR)治疗B型主动脉夹层以来，已成为目前治疗StanfordB型主动脉夹层的主要手术方式。

3D(3-dimensional,3D)打印技术也称为快速成型技术(rapid prototyping,RP)，主要是以CT和MRI扫描获得的数据或计算机辅助设计的数字模型文件为基础，通过将各种材料逐层打印的方式来制造物体的技术。目前，Stanford B型主动脉夹层的3D打印方法主要是运用患者术前CT血管造影(computed tomography angiography，CTA影像)或磁共振血管造影(magnetic resonance angiography，MRA)的DICOM格式的影像数据，进行等比例的3D模型打印。

TEVAR术前评估传统方式是应用CTA等影像学数据，医生通过不同扫描层面的病变情况，结合工作站三维重建影像，综合运用自己多年积累的解剖学知识，通过在大脑中的空间想象，构建出一个立体的“三维模型”。这种方法常依赖医师基础解剖知识和空间想象能力，对于存在变异或复杂的解剖结构，即便拥有丰富临床经验的医师都很难想象出其空间结构。通过3D打印模型术前可以清楚的观察到主动脉内部夹层真假腔间的关系，真假腔大小，夹层破口位置及大小，破口与主动脉各分支血管之间的位置关系，能更加准确对B型主动脉夹层进行细化分型，更能精确的制定手术方案，降低术中手术方案的变更率；也可以通过3D打印模型在术前更直观的指导如何选择TEVAR主动脉覆膜支架的型号、支架开窗的位置、支架释放位置。

目前采用3D打印Stanford B型主动脉夹层模型存在以下技术问题：

(1)仅能打印主动脉的一部分，例如汤凯丰等提取病变部分进行3D打印(汤凯丰，朱杰昌等，3D打印辅助体外开窗支架技术治疗Stanford B型主动脉夹层1例报道，血管与腔内血管外科杂志[J],2016,2(5)：450-456,464.)；叶琨等人采用中空透明材料聚已内酯对主动脉病变部位进行局部打印(叶琨，万圣云等，3D打印技术在复杂主动脉疾病腔内治疗中的应用[J],2021,52(7)：524-529。

对于病变撕裂的位置可能达到髂内外动脉的患者，这种局部主动脉夹层模型就无法整体评估主动脉全程、血管内的情况。

(2)打印材料为透明或不透明材料，材料为硬质或具有一定的弹性，可以是工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、金属材料或陶瓷材料等。目前暂无真实模拟血管的材料，材料本身的限制使主动脉夹层模型仅在外形上复制了主动脉病变的关注部分，而本身并不具备真实模拟术中导丝在腔内的走行，也难以真实反应支架释放后对主动脉及其重要分支的压迫，尤其难以还原血流冲击情况，打印出的模型也无法用于低年资医师手术培训。