一种脑垂体腺瘤手术补片的制作方法

本实用新型属于神经外科手术器材，尤其涉及一种脑垂体腺瘤手术补片。

背景技术：

垂体瘤是颅内常见肿瘤，颅内发病率居第三位，约占颅内肿瘤的10％，是一组从垂体前叶和后叶及颅咽管上皮残余细胞发生的肿瘤。垂体瘤给患者和家庭带来巨大的健康危害、精神压力、物质消耗。同时一些垂体瘤如不经过系统诊治，会大幅度降低患者的生存时间，现在临床应用最多的是内镜经鼻-蝶窦垂体瘤切除术。手术的入路是经鼻孔进入蝶窦，打开鞍底，切除肿瘤；在打开鞍底的过程中，会造成骨缺损破坏。由于骨缺损产生的开口破坏了原有的骨板，可能造成脑脊液的渗漏，一旦出现脑脊液漏的现象，相当于颅内绝对洁净的区域与外界联通，很容易出现颅内的感染，颅内的感染难以控制，病死率高，后果严重，必须对骨缺损开口进行修补。现在的手术修补方法通常是选用骨水泥手工塑形修剪，制成补片，填补在骨缺损开口处；也有用钛合金的小薄片，通过手工修剪制作补片。以上传统的方式缺点在于塑形不精准，模型样式粗糙，而且往往需要反复的修剪尝试，延长了手术时间，增加了手术的风险。而且手工剪的补片外形无法与骨缺损开口良好契合，修补效果也不能得到保证，有时还需要在患者自身上取筋膜组织用于修补，增加了不必要的手术创伤。而且骨水泥是价格高昂的材料，一小瓶骨水泥的价格达到3万元左右，钛合金也是贵重的金属材料，剪裁制作过程中不可避免出现材料的浪费。目前出现了一种新型材料PCL-TCP，中文名称为聚己酸内酯-磷酸三钙，PCL-TCP是一种可植入人体体内的材料，生物相合性高，组织强度高，而且能够促进瘢痕组织生成，在两年左右的时间可以自行降解，不会残留人体毒害。PCL-TCP已经被FDA（美国食品和药物管理局）批准使用。PCL-TCP具有良好的性价比，价格约在每百克2000元左右。同时，PCL-TCP可采用3D打印技术成形。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提出一种脑垂体腺瘤手术补片的技术方案，提高骨缺损的修补效果，缩短手术时间，降低修补成本。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种脑垂体腺瘤手术补片,填补在脑垂体腺瘤手术的骨缺损开口处，所述补片的边缘形状与所述骨缺损开口的边缘形状吻合；所述补片是PCL-TCP材质的片体，所述补片是通过3D打印制成的补片；在补片的正面设有操作柄。

更进一步，所述补片的片体厚度为0.8mm～2.0mm。

更进一步，为了获得良好的边缘修补效果，所述补片是边缘设有斜度的楔形补片。

更进一步，为了获得良好的边缘修补效果，在所述补片背面的边缘设有遮盖所述骨缺损开口的外沿。

更进一步，为了合理利用材料，所述补片的正面设有凹槽和加强筋，所述补片结构最薄处的厚度不小于0.3mm。

更进一步，所述补片的正面设有凹槽，在所述凹槽内设有设有蜂窝状加强层，所述补片结构最薄处的厚度不小于0.2mm。

本实用新型的有益效果是：采用新型材料PCL-TCP结合3D打印技术制做脑垂体腺瘤手术补片，修补骨缺损。补片制做速度快，结构性好，生物性能优良，精度高，修补严密性好，还可降低手术费用，缩短手术时间，减少术后并发症，减轻手术创伤，促进术后恢复，维护患者利益。

下面结合附图和实施例对本实用新型作一详细描述。

附图说明

图1是本实用新型补片的结构图，在正面设有凹槽和加强筋；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是本实用新型补片的结构图，在正面设有凹槽和蜂窝状结构的加强层；

图4是图3的B-B剖视图；

图5是脑垂体组织示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4，一种脑垂体腺瘤手术补片,填补在脑垂体腺瘤手术的骨缺损开口处，所述补片的边缘2形状与所述骨缺损开口的边缘3形状吻合；所述补片是PCL-TCP材质的片体，所述补片是通过3D打印制成的补片；在补片的正面设有操作柄4。补片的正面是面向蝶窦腔（参考图5中11）的一面，补片的背面是面向垂体窝（参考图5中12）的一面。补片的正面面向手术操作的一侧。

所述补片的片体厚度为0.8mm～2.0mm。

所述补片是边缘设有斜度K的楔形补片。所述补片边缘由背面向正面的内侧收缩；

在所述补片背面的边缘设有遮盖所述骨缺损开口的外沿5。

如图1、图2所示，所述补片的正面设有凹槽7和加强筋8，所述补片结构最薄处的厚度S不小于0.3mm。

补片的正面还可以采用如图3、图4所示的结构，所述补片的正面设有凹槽7，在所述凹槽内设有设有蜂窝状加强层6，所述补片结构最薄处的厚度S不小于0.2mm。

实施例一：

如图1、图2、图5，一种脑垂体腺瘤手术补片,填补在脑垂体腺瘤手术的骨缺损开口1处。骨缺损开口是一个长度约为15mm、宽度约为8mm的不规则形状。

补片的边缘2形状是根据在手术中摄取的图像处理后形成的，与所述骨缺损开口的边缘3的形状高度吻合。

补片的正面是面向蝶窦腔的一面，补片的背面是面向垂体窝的一面。补片的正面面向手术操作的一侧，在补片的正面设有操作柄4。

补片是边缘设有斜度K的楔形补片，边缘的斜度由背面向内侧倾斜。通常采用K不大于10°的斜度，本实施例的边缘的斜度K=5°。

在补片背面的边缘还设有遮盖骨缺损开口的外沿5，外沿的厚度B1=0.3mm，外沿的伸出宽度C=1.0mm。使得补片具有良好的修补严密性。

补片的片体厚度为B=1.3mm。

为了保持补片的结构强度并节省补片材料，补片的正面设有凹槽7和加强筋8，加强筋的高度B2=0.5mm；补片结构的最薄处是加强筋的厚度，其厚度S=0.3mm。

操作柄设置在加强筋上，与加强筋连接，可节省操作柄所需的材料，并可降低操作柄的伸出高度。

补片是PCL-TCP材质的片体，补片是通过3D打印制成。

本实施例的补片的结构总体积为64.3立方毫米。

本实施例的脑垂体腺瘤手术补片采用新型材料PCL-TCP结合3D打印技术制做脑垂体腺瘤手术补片，修补骨缺损开口。补片制做速度快，结构性好，精度高，修补严密性好，还可降低手术费用，维护患者利益。

补片的的片体厚度B根据手术中骨缺损开口状态确定。补片的最小结构壁厚是根据补片的材料和3D打印特性以及降解作用确定的，根据手术经验和理论数据，最小结构壁厚在0.2mm～0.3mm较佳的选择。通常应尽量选用较小的最小结构壁厚。

实施例二：

如图3、图4，一种脑垂体腺瘤手术补片,本实施例是实施例一的脑垂体腺瘤手术补片的一种结构改进。

在补片背面的边缘设有遮盖骨缺损开口的外沿5，外沿的厚度B1=0.2mm，外沿的伸出宽度C=1.0mm。

补片的片体厚度为B=1.2mm。

补片的正面设有凹槽7，在凹槽内设有设有蜂窝状加强层6，蜂窝状加强层的壁厚S=0.2mm。蜂窝状加强层的高度B3=0.2mm。

补片结构最薄处是外沿的厚度B1和蜂窝状加强层的壁厚S，厚度为0.2mm。

操作柄设置在蜂窝状加强层上，与蜂窝状加强层连接。

本实施例的补片的结构总体积为52.2立方毫米。在满足结构强度要求的同时进一步节省了补片材料。

实施例三：

一种脑垂体腺瘤手术补片制作方法，用于制作填补在脑垂体腺瘤手术的骨缺损开口处的补片。骨缺损开口是一个长度约为15mm、宽度约为8mm的不规则形状。

开口补片的制作方法包括如下步骤：

a．通过手术内镜设备获取带有标尺9的所述骨缺损开口处的影像，并存储为由计算机处理的手术图像；脑垂体腺瘤手术是通过手术内镜设备进行的，手术内镜设备设有观察手术情况的摄像头，手术图像是在手术进行时通过手术内镜设备的摄像头拍摄获得；标尺采用一段长度为L=10mm的刻度尺，手术图像是彩色图像，以便于精确地显示出骨缺损开口的形状，手术图像保存为JPGE格式的计算机图形文件，文件名为“手术图像”。

b. 采用计算机图形处理软件处理由步骤a获得的所述手术图像，生成骨缺损开口形状的开口轮廓图形，所述开口轮廓图形是仅包含背景颜色和前景颜色的平面图形，所述开口轮廓图形清晰表示所述骨缺损开口轮廓和所述标尺长度。具体方法为：

使用Adobe Photoshop CS软件。

打开“手术图像”文件。

采用“磁性套索工具”勾画开口轮廓；勾画开口轮廓需要具有医学专业技术知识的人员操作，以保证所勾画的轮廓与实际开口轮廓相吻合；

翻转前景色和背景色设置，使前景色为白色、背景色为黑色；

“删除”开口轮廓内的图像，使开口轮廓内的图形色彩为背景色（黑色）；

“拷贝”开口轮廓；

新建文件，粘贴拷贝的开口轮廓；保存为文件名为“轮廓图”的JPGE格式文件；

回到“手术图像”文件，采用矩形选框工具选择标尺区域，是标尺区域的长度与标尺标识的10mm长度相等；

删除标尺区域内的图像，使保持区域内的图形色彩为背景色（黑色）；

“拷贝”标尺区域；“粘贴”到“轮廓图”文件中；

翻转前景色和背景色为正常设置，即前景色为黑色、背景色为白色；

保存“轮廓图”文件。

c．采用计算机软件处理由步骤b获得的所述开口轮廓图形，生成记录所述骨缺损开口轮廓和标尺长度的矢量图形。具体方法为：

打开实体设计软件Solidworks（2014），确定[工具][插件]中的“Autotrace”项被勾选。

选择[新建][零件]操作，创建一个新文件。

选择基准面（上视基准面），[绘制草图]，出现“草图1”对象。

选择[工具][草图工具][草图图片]，打开带有标尺的骨缺损开口形状图像文件“轮廓图”，在“草图1”对象下出现“草图图片1”。

选择[跟踪设定][选取工具][用来选取颜色]，选取开口轮廓区域内的颜色（黑色）。

选择[开始跟踪]，生成开口轮廓的样条曲线。

选择[跟踪设定][选取工具][用来选取颜色]，选取标尺区域内的颜色（黑色）。

选择[开始跟踪]，生成标尺区域的样条曲线。

删除“草图图片1”。

d．对步骤c生成的矢量图形进行缩放处理，使矢量图形的标尺长度与标尺的实际长度相等，即使矢量图的实际尺寸与手术中的骨缺损开口尺寸相等。具体方法为：

在Solidworks软件中的草图编辑界面中，用[智能尺寸]测量标尺区域的样条曲线长度；本实施例的测量长度为290mm。

根据样条曲线长度与实际测量长度的比值；选择[草图工具][缩放比例]，输入比值“10/290”，使开口轮廓的样条曲线与实际尺寸相等。

删除标尺区域的样条曲线。

e．采用计算机三维实体设计软件处理由步骤d处理过的所述矢量图形，生成补片的实体对象。具体方法为：

在Solidworks软件中，用开口轮廓草图，即 “草图1”，选择[凸台拉伸]，设定拉伸深度为1mm，拔模角度为5°，生成补片的片体。

选择补片片体的背面，即“草图1”所在的平面为基准面，生成“草图2”，在“草图2”中，沿“草图1”开口轮廓样条曲线的外顶点画一条循环封闭的样条曲线，以此样条曲线向外“等距实体”，生成一条向外扩展1mm的封闭样条曲线，然后删除内部的样条曲线。

退出“草图2”的编辑，对“草图2” [凸台拉伸]0.3mm，方向是“草图1”拉伸方向的反方向，生成补片的外沿；此时补片的片体的厚度为1.3mm，对应“草图2”的拉伸顶面（即设有外沿的侧面）是补片的背面，对应“草图1”的拉伸顶面（即对应开口轮廓的侧面）是补片的正面。

为了节省补片的材料消耗，优化补片的结构，在补片的正面制作凹槽7和加强筋8，如图1、图2，加强筋的高度B2=0.5mm，厚度S=0.3mm。在加强筋上位于补片中央的位置制作一个操作柄，与加强筋连接。制作出一个如实施例一所述的脑垂体腺瘤手术补片。

使用Solidworks软件的实体设计功能可方便地完成上述操作，因此不再用图示说明。

如需要进一步节省材料，可对“草图2” [凸台拉伸]0.2mm，在补片的正面制作凹槽7和蜂窝状加强层6，如图3、图4，蜂窝状加强层的壁厚S=0.2mm；蜂窝状加强层的高度B3=0.2mm。在蜂窝状加强层上位于补片中央的位置制作一个操作柄，操作柄与蜂窝状加强层连接。制作完成一个如实施例二所述的脑垂体腺瘤手术补片。

f．采用3D打印机打印输出所述补片的实物。本实施例采用熔融堆积快速成型技术的3D打印机打印输出所述补片的实物，3D打印机的打印料是PCL-TCP。

本实施例的方法充分利用计算机图像处理技术的优势，采用新型材料PCL-TCP结合3D打印技术制做脑垂体腺瘤手术补片，修补骨缺损。补片制做速度快，结构性好，生物性能优良，精度高，修补严密性好，还可降低手术费用，缩短手术时间，减少术后并发症，减轻手术创伤，促进术后恢复，维护患者利益。