一种颈椎手术辅助模型的制作方法

文档序号:8493067阅读:793来源:国知局
一种颈椎手术辅助模型的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种颈椎手术辅助模型的制作方法。
【背景技术】
[0002] 影像医学是临床医学的眼睛,X射线的发现及医学应用,极大地促进了临床各学科 特别是骨科疾病的诊断和治疗。计算机发明后对社会各个方面产生了质的影响,医学也不 例外。X射线与计算机结合产生了 CT,即计算机断层扫描,实现了人们把人体"层层剖开" 进行观察的梦想,但是医生的大脑要将图像逐层叠加,并且联合自己的解剖及临床知识将 其形成立体概念。所以,同一个病人的图像可能在不同医生的大脑中是不同的。计算机软 件的迅猛发展,代替人脑将图像三维重建,形成栩栩如生的立体图像,遗憾的是立体图像是 在平面上展现的,受到多重因素的影响,如CT扫描的厚度、计算机软件的优劣、技术人员的 操作水平等,所呈献给我们的图像不够清晰、真实,甚至给人以错觉。

【发明内容】

[0003] 本发明要解决的是提供一种颈椎手术辅助模型的制作方法。
[0004] 为解决上述技术问题,本发明的颈椎手术辅助模型的制作方法,包括下列步骤, (1) 通过计算机软件将对颈椎扫描的数据进行处理,根据不同组织的密度差异,分离出 颈椎骨骼、椎间盘、血管和神经等结构,对所述数据进行优化处理剔除无关组织结构,以简 化模三维模型,形成包含多种结构信息的颈椎三维图像; (2) 使用计算机软件将所述三维图像剖开为前中柱和后柱两个部分,转化为3D打印机 能识别的格式,将转化的数据传输给3D打印机; (3) 打印机通过多个喷头用不同的材料按照1:1的比例分别打印出两部分,将颈椎结 构用透明、硬质材料打印,椎间盘用红色、软质材料打印,脊髓、神经根用灰白色软质材料打 印。
[0005] 将三维图像剖开为前中柱和后柱两个部分,可以更方便地打印,打印出的模型也 更方便观察。
[0006] 优选的,所述对颈椎的扫描为CT或磁共振成像扫描,形成DICOM数据。
[0007] 作为一种改进,在3D打印前对三维图像进行处理,标记出病变组织。
[0008] 通过对CT扫描形成的图像进行观察,预判出可能病变的组织,通过计算机软件对 该处做出标记。
[0009] 优选的,所述打印颈椎结构所用的材料由下列重量百分比的原料组成,聚酰胺 60-100份,氧化淀粉40-50份,碳酸钙5份,氢化松脂醇0. 5份,双酚A环氧树脂20-40份;所 述打印脊髓、神经所用材料由下列重量百分比的原料组成,聚酰胺40-60份,聚丙烯20-45 份,氧化淀粉25份,碳酸钙5份,氢化松脂醇0. 1份,松香树脂20-40份,双酚A环氧树脂 5-10 份。
[0010] 发明人对打印各种部位的材料做了优选,本发明的材料可以使打印出的模型的硬 度、触感等更接近人体组织的实际情况,可以使颈椎结构的透明度更好,不同的组织更方便 观察。
[0011] 优选的,所述打印颈椎结构所用的材料由下列重量百分比的原料组成,聚酰胺70 份,氧化淀粉45份,碳酸钙5份,氢化松脂醇0. 5份,双酚A环氧树脂20份;所述打印脊髓、 神经所用材料由下列重量百分比的原料组成,聚酰胺60份,聚丙烯30份,氧化淀粉25份, 碳酸钙5份,氢化松脂醇0. 1份,松香树脂25份,双酚A环氧树脂6份。
[0012] 作为一种改进,将脊髓、神经模型的外表面0. 1-0. 3毫米深的范围内通过软件分 离出来形成荧光层,打印所述荧光层的材料为所述打印脊髓、神经所用的材料里加入紫外 荧光物质,每100重量份的打印脊髓、神经所用的材料添加1-3份紫外荧光物质,所述紫外 荧光物质由下列方法制成,取荧光纯的氟化锶、氟化镱、氟化铕,按摩尔比1 : 0.5 : 0.08 准确称量原料,研细混匀后将混合原料放入高温炉,充入氢氮还原气在800°C中烧结4小 时,冷却后,取出研磨后即得紫外荧光粉。
[0013] 模型打印出之后,可以放在紫外线灯下观察,关键的组织可以发出荧光,细节更容 易看清,从各个角度观察极具有立体感。
[0014] 优选的,每100重量份的打印脊髓、神经所用的材料添加1. 5份紫外荧光物质。
[0015] 本发明与现技术相比,不仅术前可以帮助医生更好地观察病变部位,制定更为合 理的手术方案,帮助缺乏相关医疗知识的患者及家属了解病情获得知情同意,从而大大地 缩短手术时间,减少术中出血、降低术中各种并发症的发生率。
【具体实施方式】
[0016] 本发明的颈椎手术辅助模型的制作方法,包括下列步骤, (1)通过计算机软件将对颈椎扫描的数据进行处理,对颈椎的扫描为CT或磁共振成像 扫描,形成DICOM数据。根据不同组织的密度或信号差异,分离出颈椎骨骼、椎间盘、血管和 神经等结构,对所述数据进行优化处理剔除无关组织结构,以简化模三维模型,形成包含多 种结构信息的颈椎三维图像;在3D打印前对三维图像进行处理,标记处病变组织。
[0017] (2)使用计算机软件将所述三维图像剖开为前中柱和后柱两个部分,转化为3D打 印机能识别的格式,将转化的数据传输给3D打印机; (3)打印机通过多个喷头用不同的材料按照1:1的比例分别打印出两部分,将颈椎结 构用透明、硬质材料打印,椎间盘用红色、软质材料打印,脊髓、神经根用灰白色软质材料打 印。将三维图像剖开为前中柱和后柱两个部分,可以更方便地打印,打印出的模型也更方便 观察。
[0018] 发明人对打印各种部位的材料做了优选,本发明的材料可以使打印出的模型的硬 度、触感等更接近人体组织的实际情况,可以使颈椎结构的透明度更好,不同的组织更方便 观察。
[0019] 实施例1 打印颈椎结构所用的材料由下列重量百分比的原料组成,聚酰胺60份,氧化淀粉40 份,碳酸钙5份,氢化松脂醇0. 5份,双酚A环氧树脂40份;所述打印脊髓、神经所用材料由 下列重量百分比的原料组成,聚酰胺40份,聚
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