球部尿道端端吻合手术训练模型及其制备方法与流程

本发明涉及手术训练模型领域，具体涉及一种球部尿道端端吻合手术训练模型及其制备方法。

背景技术

尿道狭窄是泌尿外科较常见且较难处理的疾病之一，其发病率为300-600/10万，近十年中在中国也呈现持续升高的态势。而尿道修复重建因其手术难度大，技术要求高，成功率低，术后并发症多等特点，在临床实际处理中常较为棘手。

男性尿道自膀胱颈部的尿道口至尿道外口，长约16-22cm。管径平均为5-7mm。可分为海绵体部、球部、膜部和前列腺部。其中球部尿道为尿道海绵体后端的膨大部分,位于两侧阴茎脚之间,固定在尿生殖膈的下面，为尿道全长最宽的部分,并有尿道球腺开口于此。男性前尿道损伤狭窄最常见的部位是球部尿道，西方发达国家发病比例高达46.9%。而最新国内多中心调查研究的结果显示，我国外伤性尿道狭窄比例最高，达51.76%，且大部分集中于球部及膜部尿道损伤。病人由高处跌下或摔倒时，会阴部骑跨于硬物之上，球部尿道被挤压于硬物与耻骨联合下缘之间而发生尿道损伤，10%以上球部损伤后的患者会最终发展为尿道狭窄。除此以外，随着尿道内镜手术的不断发展普及，医源性损伤也成为导致球部尿道狭窄的重要病因,其比例达到34.49%，与西方国家发病率已十分接近。手术是彻底治疗尿道狭窄的最佳方式，尿道成形术经仍被认为是当今尿道狭窄治疗的“金标准”。目前针对球部尿道狭窄患者主要的手术方式主要包括球部尿道端端吻合术和球部尿道扩大成形术，而端端吻合技术是治疗球部尿道狭窄中成功率最高且效果最明确的手术方式，是泌尿外科掌握尿道疾病相关手术的基础。但目前中国范围内尿道疾病的诊治水平存在明显的地域差异性，基层医院因为收治不到相应数量的病人，尿道修复重建手术，尤其是后尿道端端吻合技术不能够得到足够的锻炼，临床实际疗效因此不尽如人意。而专科三甲医院每年虽然可以吸收大量的尿道疾病患者，但在技术上却实行业内垄断，仅有少量周边医院医生能得到临床上的指导，限制了该类技术的广泛普及。基于上述背景，我们设计发明典型球部尿道狭窄病变仿真手术模型，用来提高泌尿外科医生在尿道疾病零基础的背景下迅速了解、学习和掌握手术要领，缩短学习周期。

目前在相关模具制备的领域中，尚未见有成熟的手术仿真模型。问题的关键在于以往的制备技术无法模拟出尿道狭窄及周围海绵体纤维化的具体病变情况。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种球部尿道端端吻合手术训练模型及其制备方法。所述技术方案如下：

根据本发明实施例的第一个方面，提供了一种球部尿道端端吻合手术训练模型，包括盆骨模型、球部尿道狭窄模型和尿道-直肠-盆底肌群模型；

所述盆骨模型的内侧壁设置有预设数量的插槽口，所述尿道-直肠-盆底肌群模型设置有与所述盆骨模型上所述插槽口对应的预设数量的插头，所述盆骨模型与所述尿道-直肠-盆底肌群模型通过所述插槽口和所述插头配合固定连接；

所述尿道-直肠-盆底肌群模型包括盆底肌群模型、直肠模型和尿道模型，所述尿道模型位于所述盆骨模型的中端，包括膀胱部、前列腺部和尿道部，所述尿道部的预设狭窄段设置有所述球部尿道狭窄模型，所述预设狭窄段位于正常尿道近心端，所述球部尿道狭窄模型通过嵌套方式套入所述预设狭窄段，所述直肠模型位于所述盆骨模型的后端，所述直肠模型的内部灌注有黄色液体，所述盆底肌群模型位于所述盆骨模型的底端，所述盆底肌群模型、所述直肠模型、球部尿道狭窄模型和尿道模型通过粘合剂粘合固定；

所述球部尿道狭窄模型和所述尿道-直肠-盆底肌群模型采用热塑弹性体材料。

其中，所述球部尿道狭窄模型根据对狭窄长度为1cm，2cm，3cm的球部尿道狭窄患者进行3d超声检查获取的病变部位影像数据，采用3d打印技术或注塑成型技术制得，所述尿道-尿道-直肠-盆底肌群模型根据对健康人体进行三维ct造影技术获取的完整下尿路结构数据，采用3d打印技术或注塑成型技术制得。

在一个优选的实施例中，所述盆底肌群模型的外表为第一预设色彩，所述尿道模型的外表为第二预设色彩。

在一个优选的实施例中，所述热塑弹性体材料为聚烯烃类、苯乙烯类、聚氨酯类、聚酯类、聚酰胺类中的至少一种。

在一个优选的实施例中，所述盆骨模型采用3d打印技术制得，所述盆骨模型的材料为abs、pla、hips、石膏中的至少一种；或，所述盆骨模型采用采用浇筑成型或注塑成型方法制得，所述盆骨模型的材料为abs、pvc、ps、pc、pp、pom、pmma、pet、pa6中的至少一种。

根据本发明实施例的第二个方面，提供了一种球部尿道端端吻合手术训练模型的制备方法，所述方法包括：

1）制备球部尿道狭窄模型：对狭窄长度为1cm，2cm，3cm球部尿道狭窄患者进行3d超声检查，获取病变部位影像数据，根据所述病变部位影像数据建立球部狭窄段尿道的三维数学模型，根据所述三维数学模型采用3d打印技术或注塑成型技术制备得到所述球部尿道狭窄模型；

2）制备尿道-直肠-盆底肌群模型：对健康人体进行三维ct造影技术获取的完整下尿路结构数据，根据所述完整下尿路结构数据建立尿道数学模型，并将预设的标准人体盆底肌肉数学模型以及空心节段直肠数学模型融入所述尿道数学模型得到尿道-直肠-盆底肌群数学模型，根据所述尿道-直肠-盆底肌群数学模型采用3d打印技术或注塑成型技术制备得到所述尿道-直肠-盆底肌群模型，所述尿道-直肠-盆底肌群模型包括盆底肌群模型、直肠模型和尿道模型；

3）制备盆骨模型：获取健康人体的完整盆骨三维数据，根据所述完整盆骨三维数据采用3d打印技术、浇筑成型或注塑成型技术制备得到盆骨模型；

4）组装球部尿道狭窄模型与尿道-直肠-盆底肌群模型：将所述尿道模型置于所述盆骨模型的中端，所述尿道模型分为膀胱部、前列腺部和尿道部，对所述尿道部的预设狭窄段进行切断，所述预设狭窄段位于正常尿道近心端，将所述球部尿道狭窄模型通过嵌套方式套入所述预设狭窄段，并使用粘合剂进行固定，然后将所述直肠模型置于所述盆骨模型的后端，并将所述直肠模型的内部灌注黄色液体，最后将所述盆底肌群模型置于所述盆骨模型的底端，使用粘合剂将所述盆底肌群模型、所述直肠模型、球部尿道狭窄模型和尿道模型粘合固定；

5）组装尿道-直肠-盆底肌群模型与盆骨模型：在所述盆骨模型的内侧壁设置预设数量的插槽口，并在所述尿道-直肠-盆底肌群模型设置与所述盆骨模型上所述插槽口对应的预设数量的插头，将所述盆骨模型与所述尿道-直肠-盆底肌群模型通过所述插槽口和所述插头配合固定连接，从而得到球部尿道端端吻合手术训练模型。

在一个优选的实施例中，所述方法，还包括：将所述盆底肌群模型的外表染为第一预设色彩，将所述尿道模型的外表染为第二预设色彩。

在一个优选的实施例中，所述球部尿道狭窄模型和所述尿道-直肠-盆底肌群模型采用热塑弹性体材料。

在一个优选的实施例中，所述热塑弹性体材料为聚烯烃类、苯乙烯类、聚氨酯类、聚酯类、聚酰胺类中的至少一种。

在一个优选的实施例中，所述盆骨模型采用3d打印技术制得，所述盆骨模型的材料为abs、pla、hips、石膏中的至少一种；或，所述盆骨模型采用采用浇筑成型或注塑成型方法制得，所述盆骨模型的材料为abs、pvc、ps、pc、pp、pom、pmma、pet、pa6中的至少一种。

与现有技术相比，本发明提供的球部尿道端端吻合手术训练模型及其制备方法具有以下优点：

综上所述，本发明提供的球部尿道端端吻合手术训练模型模拟了实体尿道狭窄解剖情况，与实际临床手术高度拟合，有利于通过该模具训练后在最短时间内掌握实际手术技巧，且本发明提供的球部尿道端端吻合手术训练模型中，对于球部尿道狭窄模型、尿道-直肠-盆底肌群模型和盆骨模型的材料均调配了不同的刚度和弹性，从而最大限度的拟合人体实际手术操作时的感觉；尿道-直肠-盆底肌群模型和盆骨模型之间采用了插槽方式固定，可以实现简单更换，确保了操作人员训练的可重复性，此外，本发明提供的球部尿道端端吻合手术训练模型的制备方法，通过超声影像采集系统，结合数学模型从患者中提取尿道狭窄的数字化模型，并进一步结合3d打印技术完成模型的制备，也使得球部尿道端端吻合手术训练模型制备方法制备得到的模型适用于实际临床应用的需要，提高泌尿外科医生对尿道疾病的认识。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并于说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明实施例提供的一种球部尿道端端吻合手术训练模型。

图2是本发明实施例提供的一种尿道-直肠-盆底肌群模型的示意图。

图3是本发明实施例提供的一种球部尿道端端吻合手术训练模型的仰视示意图。

图4是本发明实施例提供的一种球部尿道狭窄模型在尿道模型的位置示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例（但不限于所举实施例)与附图详细描述本发明，本实施例的具体方法仅供说明本发明，本发明的范围不受实施例的限制，本发明在应用中可以作各种形态与结构的修改与变动，这些基于本发明基础上的等价形式同样处于本发明申请权利要求保护范围。

图1是本发明实施例提供的一种球部尿道端端吻合手术训练模型，包括盆骨模型100、球部尿道狭窄模型200和尿道-直肠-盆底肌群模型300。

所述盆骨模型100的内侧壁设置有预设数量的插槽口，所述尿道-直肠-盆底肌群模型300设置有与所述盆骨模型100上所述插槽口对应的预设数量的插头，所述盆骨模型100与所述尿道-直肠-盆底肌群模型300通过所述插槽口和所述插头配合固定连接。

如图2所示，所述尿道-直肠-盆底肌群模型300包括盆底肌群模型310、直肠模型320和尿道模型330，所述尿道模型330位于所述盆骨模型100的中端，包括膀胱部、前列腺部和尿道部，所述尿道部的预设狭窄段设置有所述球部尿道狭窄模型200，所述预设狭窄段位于正常尿道近心端，所述球部尿道狭窄模型200通过嵌套方式套入所述预设狭窄段，所述直肠模型320位于所述盆骨模型100的后端，所述直肠模型320的内部灌注有黄色液体，所述盆底肌群模型310位于所述盆骨模型100的底端，所述盆底肌群模型310、所述直肠模型320、球部尿道狭窄模型200和尿道模型330通过粘合剂粘合固定。

需要说明的是，直肠模型320的内部灌注的黄色液体模拟直肠内液体予以指示用。

所述球部尿道狭窄模型200和所述尿道-直肠-盆底肌群模型300采用热塑弹性体材料。

其中，所述球部尿道狭窄模型200根据对狭窄长度为1cm，2cm，3cm的球部尿道狭窄患者进行3d超声检查获取的病变部位影像数据，采用3d打印技术或注塑成型技术制得，所述尿道-尿道-直肠-盆底肌群模型300根据对健康人体进行三维ct造影技术获取的完整下尿路结构数据，采用3d打印技术或注塑成型技术制得。

在一个优选的实施例中，所述盆底肌群模型的外表为第一预设色彩，所述尿道模型的外表为第二预设色彩。

其中，第一预设色彩与第二预色彩的颜色不同，且具有明显的区分度，将盆底肌群模型的外表和尿道模型的外表染成不同颜色，可更好对球部尿道端端吻合手术训练模型中各部件进行区别。

在一个优选的实施例中，所述热塑弹性体材料为聚烯烃类、苯乙烯类、聚氨酯类、聚酯类、聚酰胺类中的至少一种。

在一个优选的实施例中，所述盆骨模型100采用3d打印技术制得，所述盆骨模型100的材料为abs、pla、hips、石膏中的至少一种；或，所述盆骨模型100采用采用浇筑成型或注塑成型方法制得，所述盆骨模型100的材料为abs、pvc、ps、pc、pp、pom、pmma、pet、pa6中的至少一种。

综上所述，本发明提供的球部尿道端端吻合手术训练模型模拟了实体尿道狭窄解剖情况，与实际临床手术高度拟合，有利于通过该模具训练后在最短时间内掌握实际手术技巧，且本发明提供的球部尿道端端吻合手术训练模型中，对于球部尿道狭窄模型、尿道-直肠-盆底肌群模型和盆骨模型的材料均调配了不同的刚度和弹性，从而最大限度的拟合人体实际手术操作时的感觉；尿道-直肠-盆底肌群模型和盆骨模型之间采用了插槽方式固定，可以实现简单更换，确保了操作人员训练的可重复性，降低了教学成本。

为了更好地说明本发明提供的球部尿道端端吻合手术训练模型，本实施例还通过图3示出了球部尿道端端吻合手术训练模型的仰视示意图。

为了更好地说明本发明提供的球部尿道端端吻合手术训练模型，本实施例还通过图4示出球部尿道狭窄模型200在尿道模型330的位置示意图。

本发明实施例还提供的一种球部尿道端端吻合手术训练模型的制备方法，所述方法包括：

1）制备球部尿道狭窄模型：对狭窄长度为1cm，2cm，3cm球部尿道狭窄患者进行3d超声检查，获取病变部位影像数据，根据所述病变部位影像数据建立球部狭窄段尿道的三维数学模型，根据所述三维数学模型采用3d打印技术或注塑成型技术制备得到所述球部尿道狭窄模型。

2）制备尿道-直肠-盆底肌群模型：对健康人体进行三维ct造影技术获取的完整下尿路结构数据，根据所述完整下尿路结构数据建立尿道数学模型，并将预设的标准人体盆底肌肉数学模型以及空心节段直肠数学模型融入所述尿道数学模型得到尿道-直肠-盆底肌群数学模型，根据所述尿道-直肠-盆底肌群数学模型采用3d打印技术或注塑成型技术制备得到所述尿道-直肠-盆底肌群模型，所述尿道-直肠-盆底肌群模型包括盆底肌群模型、直肠模型和尿道模型。

3）制备盆骨模型：获取健康人体的完整盆骨三维数据，根据所述完整盆骨三维数据采用3d打印技术、浇筑成型或注塑成型技术制备得到盆骨模型。

4）组装球部尿道狭窄模型与尿道-直肠-盆底肌群模型：将所述尿道模型置于所述盆骨模型的中端，所述尿道模型分为膀胱部、前列腺部和尿道部，对所述尿道部的预设狭窄段进行切断，所述预设狭窄段位于正常尿道近心端，将所述球部尿道狭窄模型通过嵌套方式套入所述预设狭窄段，并使用粘合剂进行固定，然后将所述直肠模型置于所述盆骨模型的后端，并将所述直肠模型的内部灌注黄色液体，最后将所述盆底肌群模型置于所述盆骨模型的底端，使用粘合剂将所述盆底肌群模型、所述直肠模型、球部尿道狭窄模型和尿道模型粘合固定。

5）组装尿道-直肠-盆底肌群模型与盆骨模型：在所述盆骨模型的内侧壁设置预设数量的插槽口，并在所述尿道-直肠-盆底肌群模型设置与所述盆骨模型上所述插槽口对应的预设数量的插头，将所述盆骨模型与所述尿道-直肠-盆底肌群模型通过所述插槽口和所述插头配合固定连接，从而得到球部尿道端端吻合手术训练模型。

在一个优选的实施例中，所述方法，还包括：将所述盆底肌群模型的外表染为第一预设色彩，将所述尿道模型的外表染为第二预设色彩。

在一个优选的实施例中，所述球部尿道狭窄模型和所述尿道-直肠-盆底肌群模型采用热塑弹性体材料。

在一个优选的实施例中，所述热塑弹性体材料为聚烯烃类、苯乙烯类、聚氨酯类、聚酯类、聚酰胺类中的至少一种。

在一个优选的实施例中，所述盆骨模型采用3d打印技术制得，所述盆骨模型的材料为abs、pla、hips、石膏中的至少一种；或，所述盆骨模型采用采用浇筑成型或注塑成型方法制得，所述盆骨模型的材料为abs、pvc、ps、pc、pp、pom、pmma、pet、pa6中的至少一种。

综上所述，本发明提供的球部尿道端端吻合手术训练模型的制备方法，通过超声影像采集系统，结合数学模型从患者中提取尿道狭窄的数字化模型，并进一步结合3d打印技术完成模型的制备，也使得球部尿道端端吻合手术训练模型制备方法制备得到的模型适用于实际临床应用的需要，提高泌尿外科医生对尿道疾病的认识。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的发明的后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。