采用3D打印获取可重复使用医用手术训练模型的方法与流程

本发明涉及一种模型，尤其涉及一种采用3D打印方式获取可重复使用医用手术训练模型的方法。

背景技术：

椎间孔镜穿刺手术所涉及的部位解剖结构异常复杂，包括脊髓、多节椎骨、椎间盘以及复杂的肌肉和脂肪组织。出于对患者安全的考虑，医院不可能直接使用患者身体进行临床研究。

因此，要培养出一名可熟练操作椎间孔镜手术的医生是需要很长的学习曲线，且以往的培训方式是基于尸体演练，因而需要投入一笔巨大的培训成本，况且尸源较紧张。

对于一些患有疑难杂症的病人，直接手术风险较大，特别是新医生则更需要进行大量的手术训练，才能掌握其中的技巧，因此需要大批量手术训练模型才得以满足医学人士的学习需求，目前常用两种模型手术训练模型有；

(1)尸体训练模型，其形态组织逼真，但是尸体资源匮乏，价格成本较高，不能重复使用。

(2)硅胶训练模型，其成本相对尸体训练模型较低，但是不能对X射线有好的吸收效果，医生不能判别训练过程是否操作正确，影响手术训练效果，且不逼真。

技术实现要素：

本发明的目的是解决现有技术中的问题，提供一种采用3D打印获取可重复使用医用手术训练模型的方法。

本发明的技术方案是：一种采用3D打印获取可重复使用医用手术训练模型的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：从医学影像设备上获取针对病例的病人相关部位的CT、MRI或X线医学影像数据；

步骤2：对上述所获得的医学影像数据进行阈值分割，提取与步骤1中与病例相关的人体结构，使相关的人体结构从二维图像转变为可3D打印的三维模型；同时设计包裹模型的框架结构；导出所提取相关的人体结构的三维模型及包裹模型的框架结构，保存为3D打印所需格式，利用3D打印机打印上述相关的人体结构及包裹模型的框架结构；

步骤3：将打印好相关的人体结构与包裹模型框架结构进行相互组装，即将相关的人体结构放入包裹模型的框架结构上所设置的孔洞结构内；

步骤4：往组装好的包裹模型结构内注入用于模拟肌肉组织的填充材料，此填充材料可由发泡类材料及固化剂按照一定配比形成，等待10-30分钟；完成整个模型的制作。

优选地，所述步骤2、步骤3中相关的人体结构为脊椎、椎间盘或脊髓。

优选地，所述步骤2中的包裹模型上设置有安装人体结构的孔洞，可实现人体结构从外框架结构的安装及拆除。

优选地，所述脊椎、脊髓利用3D打印实现一体打印，所述椎间盘采用分离式打印。

本发明将模型拆分为：椎间盘、腰椎、脊髓、肌肉。因为进口光敏树脂材料成本比较高，本发明中只有椎间盘、腰椎、和脊髓仍采用使用光敏树脂材料的高精度3D打印机打印，以确保关键部位的精度，椎间盘是分开打印且可以组装的，一个椎间盘用坏了可以重新打印，所以不需要更换整个模型，这提高了整个模型的性价比。

其次由于本发明中的模型大部分组织是肌肉组织，我们使用了透视效果更佳而且价格低廉的填充材料，同样能达到模仿肌肉的效果，本发明中的模型成本低，可重复使用。

附图说明

图1为外框架结构的等轴视图；

图2为脊椎与脊髓一体打印结构的主视图；

图3为脊椎与脊髓一体打印结构的俯视图；

图4为椎间盘的结构示意图；

图5为脊椎、脊髓及椎间盘的组装结构示意图；

图6为模型整体结构示意图；

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、技术特征、发明目的与技术效果易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

一种采用3D打印机打印人体可重复使用模型的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：从医学影像设备上获取针对特定病例的病人相关部位的CT、MRI或X线医学影像数据

步骤2：利用相关软件对上述所获得的医学影像数据进行阈值分割处理，提取如脊椎2，椎间盘4，脊髓3等相关人体结构，使其从二维图像转变为可3D打印的三维模型，同时设计包裹模型的外部的框架结构1，上设置有安装人体结构的孔洞5，可实现人体结构从外框架结构的安装及拆除；请参考说明书附图1-6所示；

从软件中导出所提取的人体结构脊椎2、脊髓3、椎间盘4的三维模型及包裹模型的框架结构1，保存为3D打印所需格式，利用3D打印技术，打印上述的人体组织结构及包裹模型的框架结构，其中脊椎2、脊髓3利用3D打印技术实现一体打印，椎间盘4进行单独打印；

步骤3：将打印好的人体结构脊椎2、脊髓3、椎间盘4与包裹模型框架结构1进行相互组装，脊椎2、脊髓3、椎间盘4放入所设置外包裹模型1框架的孔洞结构5内。

步骤4：往组装好的模型结构内注入用于模拟肌肉组织的发泡类材料与固化剂按照一定比例形成的填充材料，等待10-30分钟；通过上述步骤即可完成模型的制作，此材料制作工艺不仅操作简单且在CT机下有良好的透视效果并可反复使用。

综上所述仅为本发明较佳的实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本发明的技术范畴。