一种利用新材料3d打印软组织病理模型的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种软组织病理模型的制作方法，具体是一种利用新材料3D打印软组织病理模型的制作方法，属于医学病理模型技术领域。
【背景技术】
[0002]伴随着医学、公共卫生学、兽医学等学科的不断发展，教学、科普展示等对医学模型的需求也越来越大。最开始传统医学模型制造工艺简陋粗糙，精确度及真实性较差，不易运输保存，且一般仅能从视觉上给人以直观的展示。目前市场上销售的仿真模型精确度有了很大的提高，一些特殊部位如骨骼、牙齿等质感也与真实的组织类似，不过这类低端仿真模型由于受到生产材料的影响，仅仅可以应用于较硬组织。还有一些仿真人体生物模型，虽然关节可动，皮肤柔软，但也仅仅应用于体表或浅层组织模型的制作。
[0003]正常医学相关模型制作一般都是按照标准统一生产，只能代表机体正常时的情况，对于医学教学、科普展示等有一定效果。而当疾病发生时，由于个体差异、疾病种类、病情不同等原因，每个人每种病的病理状况都有不同，这时能够真实具体的表现出发病器官内部及外在病理变化，对于医生的诊断和治疗方案的制定就显得尤为重要。另外刚毕业的医学院学生进行手术时，或者在一些病情复杂、非常见病进行手术时，由于经验不足，首次进行某类手术会降低成功率。
[0004]目前普通医学模型主要针对正常的组织并按照统一标准做出，有各个正常组织器官的相关数据做参照，只要按照标准进行制作就可完成，对于人们了解正常组织的构造有较大的帮助。但病理组织属于非正常情况，其大小、外形、内部结构等变化无规律，因此，普通工艺制造的模型一方面很难真实的体现出实际的病理变化，另一方面这些制作的病理模型也主要是针对出现的典型病理变化。传统病理模型制作依据一般来源于组织解剖或标本，只能以机体死亡时的组织器官的病理变化为依据，这时由于机体生理功能已经停止，以此为依据制作的病理模型可能会与真实情况有些偏差。另外传统医学病理模型除教学展示等作用外，基本没有其他用途。
【发明内容】
[0005]针对上述现有技术存在问题，本发明提供一种利用新材料3D打印软组织病理模型的制作方法，通过该方法制造出的病理模型能够更加真实准确地体现出机体组织器官的实际状况，并且通过颜色的运用，能够以病理变化为依据，更加具体真实地展现出组织器官的病理变化。
[0006]本发明通过以下技术方案来实现上述目的:一种利用新材料3D打印软组织病理模型的制作方法，该方法包括如下步骤:
[0007]1)、通过影像学设备收集病人病变部位的真实情况，得到保存格式为DIC0M的数据；
[0008]2)、根据收集到的数据在图形工作站上，使用专业软件重建模型；
[0009]3)、利用与传统3D打印材料不同的红、绿、蓝三种颜色的硅胶为原料，硅胶3D打印机打印出于体内真实情况一致的病理模型。
[0010]进一步，所述影像学设备为CT或NMR。
[0011]进一步，所述步骤3)中，硅胶3D打印机的操作流程如下:
[0012]1)、利用专用的3D打印机喷嘴，将微小硅胶液滴在平面上，并且按照病理实际情况打印；
[0013]2)、打印出来的是一条极细微的硅胶线，硅胶液滴经打印机喷嘴喷出成型的同时采用紫外光对已打出来的硅胶液滴进行光固化并打印下一条线，
[0014]3)、不断重复步骤2)形成切面，一层切面完成后再继续打印下一层，直至模型打印完全完成。
[0015]本发明的有益效果是:1)、通过该方法制造出的病理模型在医学、兽医学、科普等展示用途上，比传统的病理模型更精确、更逼真、更美观，比病理标本更易运输保存。
[0016]2)、通过该方法制造出的病理模型教具应用于教学用途，由于我们制作的病理模型质地与机体组织类似，可以供学生在我们的模型上练习手术、缝合等操作。
[0017]3)、在医院诊断治疗领域，通过该方法制造的模型可以根据医生需要，按照医院检测设备提供的影像数据，制作出与病人体内病理变化一致的模型，可以直观的为医生提供病人病情的真实情况，对于疾病诊断及治疗都有较大的帮助。
[0018]4)、该方法制造的模型在精确度、内外部结构、与周边组织的关联、质地、手感、甚至颜色等个方面均与病人体内状况接近。一些新出现、特殊、非常见疾病或者病情比较复杂的手术，缺乏甚至没有以前的手术方案，直接在病人身上手术极有可能导致手术失败，这样情况下可以在手术实施前先在我们的模型上操作，通过练习制定并改进手术方法，提高手术的成功率。
【附图说明】
[0019]图1是本发明3D打印整体流程示意图；
[0020]图2是本发明病变部位信息收集示意图；
[0021]图3是本发明实施例示意图之一；
[0022]图4是本发明实施例示意图之二；
[0023]图5是本发明实施例示意图之三；
[0024]图6是本发明实施例示意图之四。
【具体实施方式】
[0025]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026]如图1和图2所示:一种利用新材料3D打印软组织病理模型的制作方法，该方法包括如下步骤:
[0027]1)、通过影像学设备收集病人病变部位的真实情况，得到保存格式为DIC0M的数据；
[0028]2)、根据收集到的数据在图形工作站上，使用专业软件重建模型；
[0029]3)、利用与传统3D打印材料不同的红、绿、蓝三种颜色的硅胶为原料，硅胶3D打印机打印出于体内真实情况一致的病理模型。
[0030]进一步，所述影像学设备为CT或NMR。
[0031]进一步，所述步骤3)中，硅胶3D打印机的操作流程如下:
[0032]1)、利用专用的喷嘴，将微小硅液胶滴在平面上，并且按照病理实际情况打印；
[0033]2)、打印出来的是一条极细微的硅胶线，硅胶液滴经打印机喷嘴喷出成型的同时采用紫外光对已打出来的硅胶液滴进行光固化并打印下一条线；
[0034]3)、不断重复步骤2)形成切面，一层切面完成后再继续打印下一层，直至模型打印完全完成。
[0035]CT、NMR等影像学检测，可以真实详细的表现出不同病人病理组织状况。新材料3D打印软组织病理模型的制作是基于CT、NMR等技术收集相关病理数据，然后与3D打印技术完美结合，并利用高仿真生物材料打印出来的，由于选用特殊打印材料不仅可以真实直观的为医生反映出组织病理的真实状况，而且其结构(包括内部细微结构)、质地、颜色、手感等方面也与真实组织器官相近，甚至可以供医生在正式手术前进行预手术。另外由于选用彩色原料，我们也可以根据需求对模型中的病变部位进行特殊着色，达到突出某些重点的效果Ο
[0036]传统模型制作开模费用贵，少量生产成本极高，不适合情况多变的病理模型制作，且制作工艺粗糙简陋，制作的成品用途少，不易保存，我们的新型病理模型可以节省巨大的开模费用，可以为病人个性化定制模型。新材料3D打印软组织病理模型，可以根据需要，对体内健康组织器官或者在疾病发展的任何时段，以病人机体的病理变化为依据，制作出与机体生理、病理(包括组织器官内部结构)真实情况一致的模型，这样不仅可以为医生提供直观的病理情况展示，对医生的诊断、治疗或手术方案的制定有极大的帮助，而且由于我们的制造材料在质地、手感、颜色等各方面均与机体组织相似，因此，治疗医生甚至可以在我们的模型上进行预手术、预操作来提高手术的成功率，这点对于复杂、非常见病的手术以及一些经验稍微欠缺的医生显得更为重要。
[0037]根据三原色原理，任何颜色都可用红、绿、蓝这3种颜色按不同的比例混合而成，我们打印模型的原料选用与以往传统的3D打印材料不同的红绿蓝三原色彩色硅胶，这种原料与人体组织相似度极高，制成模型以后真实度高，质地、手感等各方面也与真实的组织类似，该材料粘稠度高、具有光敏感性，经紫外光照射后，硅胶很快被固化交联形成柔软的固体材料。
[0038]实施例一
[0039]以心脏为需构建的病例模型为例，
[0040]1)、首先用CT设备逐层收集足够多的病人心脏部位的影像学资料，如图3和图4。
[0041]2)、利用相关软件对收集到的资料进行构建处理，去除不需要的组织部位，如图5。
[0042]3)、处理完成后，依据软件构建出来的病理模型，以彩色硅胶材料为原料，通过3D打印机打印出需要的病例模型，如图6。
[0043]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改，等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种利用新材料3D打印软组织病理模型的制作方法，其特征在于，该方法包括如下步骤: 1 )、通过影像学设备收集病人病变部位的真实情况，得到保存格式为DICOM的数据； 2)、根据收集到的数据在图形工作站上，使用专业软件重建模型； 3)、利用与传统3D打印材料不同的红、绿、蓝三种颜色的硅胶为原料，硅胶3D打印机打印出于体内真实情况一致的病理模型。2.根据权利要求1所述的一种利用新材料3D打印软组织病理模型的制作方法，其特征在于，所述影像学设备为CT或NMR。3.根据权利要求1或2所述的一种利用新材料3D打印软组织病理模型的制作方法，其特征在于，所述步骤3)中，硅胶3D打印机的操作流程如下: 1)、利用专用的3D打印机喷嘴，将微小硅胶液滴在平面上，并且按照病理实际情况打印； 2)、打印出来的是一条极细微的硅胶线，硅胶液滴经打印机喷嘴喷出成型的同时采用紫外光对已打出来的硅胶液滴进行光固化并打印下一条线。 3)、不断重复步骤2)形成切面，一层切面完成后再继续打印下一层，直至模型打印完全完成。
【专利摘要】本发明公开了一种利用新材料3D打印软组织病理模型的制作方法，1)、通过影像学设备收集病人病变部位的真实情况，得到保存格式为DICOM的数据；2)、根据收集到的数据在图形工作站上，使用专业软件重建模型；3)、利用与传统3D打印材料不同的红、绿、蓝三种颜色的硅胶为原料，硅胶3D打印机打印出于体内真实情况一致的病理模型。该方法制造的模型在精确度、内外部结构、与周边组织的关联、质地、手感、甚至颜色等个方面均与病人体内状况接近。通过该方法制造出的病理模型在医学、兽医学、科普等展示用途上，比传统的病理模型更精确、更逼真、更美观，比病理标本更易运输保存。
【IPC分类】G09B23/28
【公开号】CN105427727
【申请号】CN201511033579
【发明人】杨越雄, 陈强, 胡红霞, 张晓峰
【申请人】广州中大南沙科技创新产业园有限公司, 广州中大医疗器械有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月30日