一种CT引导多功能导航穿刺治疗模板的制作方法

本发明属于医疗器材领域，涉及一种CT引导多功能导航穿刺治疗模板。

背景技术：

肿瘤是世界范围内对人体危害最大的一类疾病，全世界每年有数百万人因癌症死亡。随着医学科学的进步，医疗水平的提高，肿瘤治疗方法也越来越多。肿瘤微创治疗逐渐得到重视，如：放射性粒子植入，射频、微波消融治疗。但微创技术要求穿刺精度高，徒手穿刺技术难度大，学习周期长。因此大部分医生依赖穿刺模板，以实现较为精确地定位。

但肿瘤治疗常常需要病理支持和后续的病理指导，由于穿刺活检所用同轴针和放射性粒子植入针、各种消融治疗所用的消融针尺寸均不相同，现有的穿刺治疗模板孔道设计单一，模板不能在手术中随意变换穿刺治疗针，不能同时实现穿刺活检和各种微创治疗的有机结合。术中更换模板不仅过程繁琐、耗时，还无形中加重了病人的经济负担。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明旨在提供一种多功能导航穿刺治疗模板，可以将穿刺活检和各种微创治疗相结合，治疗的同时穿刺活检，降低病人的痛苦；也可以使各种微创治疗相结合，发挥各自的优势，避其劣势，达到治疗肿瘤效果的最大化。例如粒子植入和消融治疗的有机结合。

一种CT引导多功能导航穿刺治疗模板包括板体、不同尺寸穿刺针孔、铅数字和铅丝标记，所述板体上同时均匀设置成行和成列排布的两种不同尺寸的穿刺针孔，行和列分别设计可在CT下显影的标记，行标记线左侧针孔对应处放置铅数字作为行标记，列标记线针孔上方对应处放置铅丝作为列标记线。

上述CT引导多功能导航穿刺治疗模板长宽和厚度可根据肿瘤大小、手术计划和导航穿刺距离不同有所不同，可满足不同病人的需求。

进一步地，模板上设置成行和成列排布的不同尺寸的穿刺针孔，主针孔距离模板左、右、上边缘1CM处设置每行、列间距为5mm的针孔，在两行、列主针孔之间设置与主针孔尺寸不同的副针孔，从模板中心向外设置，每行、列针孔间距为5mm，满足不同穿刺治疗的需要。

进一步地，模板主针孔、副针孔设计直径为1-4mm，以适应不同尺寸粒子植入针、穿刺活检针、微波和射频消融穿刺针的需要。可以保证针能顺利通过穿刺孔，既不卡顿又不松弛。但同一块模板主针孔和副针孔尺寸不同，可以单一进行手术也可以满足同时进行两种不同手术的需求。

更进一步地，模板表面行、列针孔分别间隔10mm画实线标记线，间隔5mm画虚线标记线。在列针孔实线标记线下方从左向右标记大写字母(A-B-C-D-E-F-G-H-I-J-K)编号，虚线标记线下方标记小写字母(a-b-c-d-e-f-g-h-i-j)；在行针孔实线标记线左侧从下向上标记(0-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10)编号，虚线标记线标记(0.5-1.5-2.5-3.5-4.5-5.5-6.5-7.5-8.5-9.5)编号。

进一步地，模板顶部与每列主针孔对应处间隔10mm预留放置列标记铅丝的孔道，直径为0.5mm，深度为9mm，与模板表面标记的(A-B-C-D-E-F-G-H-I-J-K)编号对应上，放置可以在CT上显影的铅丝，直径为0.3mm，长度为8mm铅丝，并同种材料封口。

进一步地，模板左侧与每行主针孔对应处间隔10mm预留放置行标记的方形孔道，长宽深分别为16*2*8.5mm，与模板表面标记的(0-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10)编号对应上，放置预先制作的可以在CT下显示的铅数字。可以在CT下快速定位模板上的每一个针孔位置，根据术前、术中手术计划迅速找到所要使用的穿刺针孔。

进一步地，3D设计方形模块，向下切除深度为1-2mm的数字凹槽，利用3D打印机，打印出数字模型，将0.3mm铅丝嵌入到数字凹槽中，勾画出0-10的铅数字，将铅数字块一并放入模板预留凹陷处。

进一步地，模板表面实线标记线之间的距离、铅丝之间的距离和铅数字之间的距离均为10mm。因为CT扫描穿刺引导一般习惯是5mm每层，且行中或列中穿刺针孔之间的距离为5mm，粒子植入手术常规粒子穿刺点相隔10mm放置，铅丝和铅数字可以在CT图像上准确标记放置位置。

进一步地，在穿刺模板的一端设置固定端，用于将穿刺模板固定于CT设备上。固定端的厚度可以与模板相同也可以不同，根据所匹配的穿刺支架不同可设计不同厚度的固定端。

上述的CT引导多功能导航穿刺治疗模板可以通用，可以提前制作，减少病人住院等待的时间。

该穿刺模板可通过普通模具的方法制作，更优选采用熔融沉积制造工艺3D打印机打印，目前熔融沉积制造(FDM)技术已比较成熟，用于打印该模板，可以快速得到模板，为病人节省诊断时间。

具体地，CT引导多功能导航穿刺治疗模板的具体制备方法为：

(1)三维设计建模：将穿刺模板的尺寸信息输入建模软件进行3D建模，所述尺寸信息包括板体的长度、宽度、厚度，穿刺针孔的直径、间距及排列方式，铅丝孔、铅数字孔的位置、孔径；

(2)将设计好的模型导出为STL文件，应用3D打印机默认的切片软件将STL文件转换为打印机可以识别的数据，应用3D打印机打印出穿刺模板；

(3)将设计好的铅数字模型导出为STL文件，并用步骤(2)方式打印出模型；

(4)将铅丝放入3D打印的数字模型中勾画出1-10的铅数字，放入模板左侧预留凹陷中。将铅丝插入铅丝孔，并用步骤(2)的打印材料将铅丝孔的孔口密封。

(5)应用丝网印刷技术将模板标示线、针道编号印刷于模板表面。

进一步地，所述打印材料为聚乳酸(PLA)，是一种新型的生物基及可生物降解材料，使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。使用后能被自然界中微生物在特定条件下完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利。和传统的石油基塑料相比，PLA更为安全、低碳、绿色，因此更适于应用到共面穿刺模板的制造中。本发明旨在提供一种多功能穿刺治疗模板，可以精确引导穿刺针的穿刺方向，提前制定手术方案，将穿刺活检和各种微创治疗相结合，治疗的同时穿刺活检，既能降低手术风险，减小手术难度又能减少病人手术次数，降低病人的痛苦；也可以使各种微创治疗相结合，发挥各自的优势，避其劣势，达到治疗肿瘤效果的最大化。例如粒子植入和消融治疗可以在同一次手术中实施两种不同治疗方案。自带铅丝、铅数字标识可以精确定位穿刺针孔，术中可以根据随时调整手术方案，达到精准治疗肿瘤的目的。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1多功能模板的主视图；

图2多功能模板的透视图

图3图1的G-G向剖视图；

图4图1的H-H向剖视图；

图5铅字块正、侧视图；

图6模板、铅字块CT扫描图像

图1-5中：1-间隔10mm实线标记线；2-间隔5mm虚线标记线；3-副针孔；4-主针孔；5-模板十字交叉线；6-副针孔边界线；7-板体；8-行虚线标记线编号；9-行实线标记线编号；10-列实线标记线编号；11-列虚线标记线编号；12-模板固定端；13-列铅丝；14-行铅字；15-铅字块体；16-铅字轮廓；17-存放铅丝凹陷处；18铅字块厚度；19-铅字凹陷厚度。

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图对本发明做进一步详细说明。

实施例1：放射性粒子植入术与CT引导经皮穿刺活检术共用模板

按照如下步骤制备多功能导航穿刺治疗模板的：

(1)3D设计建模：将穿刺模板的尺寸信息输入建模软件进行3D建模，所述尺寸信息包括板体的长度、宽度、厚度，穿刺针孔的直径、间距及排列方式，铅丝孔、铅数字孔的位置、孔径；

(2)将设计好的模型导出为STL文件，应用3D打印机默认的切片软件将STL文件转换为打印机可以识别的数据，应用三角洲原理的3D打印机打印出穿刺模板，使用材料为聚乳酸(PLA)；

(3)将设计好的铅数字模型导出为STL文件，并用步骤(2)方式打印出模型；

(4)将铅丝插入铅丝孔，并用步骤(2)的打印材料将铅丝孔的孔口密封。将铅丝放入3D打印的数字铅字块模型中勾画出1-10的铅数字，放入模板左侧预留凹陷中；

(5)应用丝网印刷技术将模板标示线、针道编号印刷于模板表面。

得到如图1-4所示的一种CT引导多功能导航穿刺治疗模板，包括板体7、主穿刺针孔4、副穿刺针孔3、行标记线8-9和行铅字14、列标记线10-11和列铅丝13。板体7上均匀设置成行和成列排布的主穿刺针孔4和副穿刺针孔3，主穿刺针孔4的直径为1.3mm，用于粒子植入针插入；副穿刺针孔3的直径为1.5mm，用于穿刺活检套管针的插入。在模板的一端设置固定端12，固定端12处不设穿刺针孔、标记线及铅丝。

上述穿刺模板的使用方法为：手术前对病人进行增强CT扫描，判断病灶与周围血管、神经等危险器官的位置关系，制定术前计划。术中CT扫描判断肿瘤位置，结合CT精确放置穿刺模板的位置和角度，将穿刺模板的固定端12固定于CT模板支架上。将术中CT图像导入至放射性粒子植入计划系统(TPS)，根据行铅数字与列铅丝确定需要使用穿刺主针孔(4)位置，行坐标与列坐标交叉点(例：模板表面编号A6，f4.5)，表面麻醉后，根据计划系统确定的坐标精确插入粒子植入针，根据计划放入粒子。根据CT图像确定肿瘤实性部分对应的副针孔(3)的位置坐标，插入同轴活检针，到达位置后拔出针芯，放入活检枪，取出活检组织块，送往病理科做出病理和基因诊断。一次完成放射性粒子植入术与CT引导经皮穿刺活检术。合并手术既为病人减轻负担，又降低了病人多次手术的痛苦。

实施例2：放射性粒子植入术与微波或射频消融术共用模板。

按照如下步骤制备多功能导航穿刺治疗模板的：

(1)3D设计建模：将穿刺模板的尺寸信息输入建模软件进行3D建模，所述尺寸信息包括板体的长度、宽度、厚度，穿刺针孔的直径、间距及排列方式，铅丝孔、铅数字孔的位置、孔径；

(2)将设计好的模型导出为STL文件，应用3D打印机默认的切片软件将STL文件转换为打印机可以识别的数据，应用三角洲原理的3D打印机打印出穿刺模板，使用材料为聚乳酸PLA；

(3)将设计好的铅数字模型导出为STL文件，并用步骤(2)方式打印出模型；

(4)将铅丝插入铅丝孔，并用步骤(2)的打印材料将铅丝孔的孔口密封。将铅丝放入3D打印的数字铅字块模型中勾画出1-10的铅数字，放入模板左侧预留凹陷中；

(5)应用丝网印刷技术将模板标示线、针道编号印刷于模板表面。

得到如图1-4所示的一种CT引导多功能导航穿刺治疗模板，包括板体7、主穿刺针孔4、副穿刺针孔3、行标记线8-9和行铅字14、列标记线10-11和列铅丝13。板体7上均匀设置成行和成列排布的主穿刺针孔4和副穿刺针孔3，主穿刺针孔4的直径为1.3mm，用于粒子植入针插入；副穿刺针孔3的直径为1.7mm，用于消融针的插入。在模板的一端设置固定端12，固定端12处不设穿刺针孔、标记线及铅丝。

与实施例1不同的是：主针道尺寸为1.3mm，插入放射性粒子植入针18G(直径为1.2mm)；副针道尺寸变更为1.7mm，插入微波或射频消融针16G(直径为1.6mm)。

上述穿刺模板的使用方法为：手术前对病人进行增强CT扫描，判断病灶与周围血管、神经等危险器官的位置关系，制定术前计划。术中CT扫描判断肿瘤位置，结合CT精确放置穿刺模板的位置和角度，将穿刺模板的固定端12固定于CT模板支架上。确定病灶中心位置所对应的副穿刺针孔位置，通过副针孔插入消融针，到达深度后根据肿瘤大小确定功率，达到快速消灭肿瘤的目的，但就是因为肿瘤消融速度快，效率高，消融范围不好控制、不稳定和大血管周围存在热沉降效应等，肿瘤局部可能消融不彻底。由于放射性粒子植入作用效果慢，但持续存在，可缓慢杀灭肿瘤消融不彻底区域，可以通过模板主针孔(4)引导粒子植入针穿刺补种粒子，达到彻底杀灭肿瘤的目的。将术中CT图像导入至放射性粒子植入计划系统(TPS)，根据消融剩余范围确定肿瘤粒子植入区域，根据行铅数字与列铅丝确定需要使用穿刺主针孔(4)位置，行坐标与列坐标交叉点(例：模板表面编号A6，f4.5)，表面麻醉后，根据计划系统确定的坐标精确插入粒子植入针，根据术中计划放入粒子。一次完成肿瘤微波(射频)消融术与放射性粒子植入术。合并手术既为病人减轻负担，又提高了肿瘤治疗的疗效。