一种3D打印的肺部肿块体外辅助定位装置及其制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种3D打印的肺部肿块体外辅助定位装置，所述定位装置采用3D打印，其包括：中心定位模块，中心定位模块内开设有进针孔道，用于穿刺针对肺部肿块进行标记时限制和稳定穿刺针的进针方向；和支脚，支脚为弯曲状，其前端与中心定位模块固定连接、末端向下弯曲与人体接触，支脚为多个且可将中心定位模块向上撑起，形成以支脚为伞架、以中心定位模块为顶部和以穿刺针为伞杆的伞状结构。本发明专利技术是采用三维重建技术和3D打印技术制作的个性化胸壁外肺部肿块辅助定位装置，定位精确，避免了手触法无法触及结节，减少了患者CT的照射量和辐射损害；同时缩短了操作时间，有效利用了医疗资源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于腔镜术中肺部肿块的定位装置，尤其涉及一种3D打印的肺部肿块体外辅助定位装置及其制备方法。
技术介绍
包括肺部磨玻璃结节(GGO)在内的各种肺部肿块，是胸腔镜下肺手术的手术指证之一。而对于肿块太小、位置较深的情况，常因在手术中不能直接看到肿块位置，而影响对于切除部位的判断。目前，解决这一临床问题，确定肺部肿块位置的方法主要有三种：1.术中探查定位：术中根据胸部CT在肺结节大致范围利用手触法触摸，以确定肺结节部位；2.术前CT引导下经胸壁hook-wire定位针定位肺结节：术前在CT引导下，利用hook-wire定位针经胸壁行肺穿刺。通过反复调整和摸索，使针头逐渐接近肺部肿块位置，释放“钩形”金属材质hook-wire细丝，使之停留在肿块附近定位肺部肿块位置。术中只要通过寻找hook-wire的钩针位置，便可辅助确定肿块位置，进而决定切除的肺组织范围；3.术前CT引导下经胸壁micro-coil微弹簧圈定位肺结节：与前述hook-wire法相似，术前在CT引导下利用micro-coil微弹簧圈经胸壁行肺穿刺，定位肺部位置。主要区别在于穿刺到位后所释放的异物不是金属钩，而是一个微型弹簧圈。术中主刀医生通过触摸弹簧圈所在的位置，确定所需要切除的肺组织的范围。但现有技术存在以下技术问题：a、术中手摸法无法摸及肿块：术中通过触摸而确认肿块位置理论上是最直接、最准确的方法，然而在很多情况下术中因肺部肿块的质地偏韧、肿块体积太小、肿块位置很深和医生经验不足等各种原因，会导致手触法触摸不到或者触摸不准确，从而无法完全切除肺肿块；b、放射辐射影响：术前经CT经hook-wire定位针或micro-coil微弹簧圈引导穿刺定位，均需短期内接受多次CT，以确定定位部位，对患者造成辐射影响；c、人员配备及费用：术前经CT经hook-wire定位针或micro-coil微弹簧圈引导穿刺定位，
需要至少两名有经验的医务人员操作。一方面，医务人员培训的学习曲线平缓、培养周期长；另一方面，加重了医务人员的工作量和医疗费用，增加了患者的经济负担；现有术前定位方法耗时长，要求患者长时间以固定姿势侧卧于CT床上，经受穿刺针的反复调整和多次穿刺，非常痛苦。而对于意识不清或重症的不能配合的患者，现有技术是完全无法可行的。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中的上述问题，提出一种3D打印的肺部肿块体外辅助定位装置及其制备方法，本专利技术的体外辅助定位装置是根据患者术前的胸部CT，标记患者的肺部肿块的部位，并计算肿块的大小、深度和个数，利用CT扫描数据对患者的胸腔电脑三维重建，在电脑模型上确定肺部肿块的体表投影，以及合适的穿刺进针角度、深度；然后利用3D打印技术，根据患者胸廓表面形状、肺部肿块的体表投影位置、预先计算的进针角度和深度，打印出个性化的辅助定位装置。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的第一个方面是一种3D打印的肺部肿块体外辅助定位装置，所述定位装置采用3D打印，其包括：中心定位模块，所述中心定位模块内开设有进针孔道，用于穿刺针对肺部肿块进行标记时限制和稳定穿刺针的进针方向；和支脚，所述支脚为弯曲状，其前端与中心定位模块固定连接、末端向下弯曲与人体接触，所述支脚为多个可将所述中心定位模块向上撑起，形成以支脚为伞架、以中心定位模块为顶部和以穿刺针为伞杆的伞状结构。进一步地，所述支脚的个数大于等于3个。进一步地，所述支脚的个数为4个。进一步地，所述支脚的末端为扁平状。进一步地，所述支脚的末端位于人体的体表标志位置，所述体表标志为胸骨上窝、胸骨角、剑突、第七颈椎、患侧胸壁第十二肋中的多个。进一步地，所述中心定位模块为圆柱形或立方体。进一步地，所述中心定位模块上设有用于使穿刺针固定在进针孔道内的夹紧装置。进一步地，所述中心定位模块与所述支脚一体注塑成型。本专利技术的第二个方面是提供一种如权利要求1所述的3D打印的肺部肿块体外辅助定位装置的制备方法，包括以下步骤：(1)根据预处理得到的具有肺部肿块的定位片图像，利用建模软件对患者胸腔和具有肿块的肺部进行模型重建，在胸腔和肺部模型上确定肺部肿块在体表的投影位置；(2)根据预先计算的进针角度和深度，再次利用建模软件在上述胸腔和肺部模型上构建贴合的包括支脚和中心定位模块的伞状结构模型；(3)将伞状结构模型导入打印机并进行3D打印，制得体外辅助定位装置。进一步地，所述步骤(1)中建模软件选自3Dmax、PROE、UG、AUTOCAD或SOLIDWORK。进一步地，所述步骤(1)定位片图像包括肺部肿块的部位、大小、深度和个数。进一步地，所述体外辅助定位装置的材质选自ABS树脂、聚乳酸、聚乙烯醇和尼龙中的一种或几种。本专利技术的第三方面是提供一种3D打印的肺部肿块体外辅助定位方法，包括以下步骤：(1)对患者的的胸部进行CT扫描，得到肺部肿块的肺部定位片图像；(2)根据肺部定位片图像，利用建模软件对患者胸腔和具有肺部肿块的肺部进行电脑模型重建，并在胸腔和肺部模型上确定肺部肿块在体表的投影位置；(3)根据预先计算的进针角度和深度，采用3D打印技术根据三维重建的图像打印出符合患者胸腔特点的体外辅助定位装置；(4)使用时，将体外辅助定位装置的支脚攀附于相对应的患者体表标志位置，使体外辅助定位装置与患者胸廓紧密贴合且无局部应力/形变，固定于患者体表；(5)安放到位后，中心定位模块所在方位即为穿刺针的进针部位，经中心定位模块上预留的进针孔道插入穿刺针，并以定位模块上的标记点为参照，根据预先计算的数据循进针孔道轨迹插入相应深度，使针尖到达肿块位置附近；(6)经CT扫描以确认穿刺针位置良好，患者无明显并发症迹象后，手动释放hook-wire或者弹簧圈，拔出穿刺针，消毒包扎后完成穿刺定位；(7)在腔镜术中，通过寻找hook-wire或弹簧圈的位置，便可确定病灶方位，精确切除病变组织。进一步地，所述步骤(1)CT扫描包括标记并计算患者肺部的肺部肿块的部位、大小、深度和个数。本专利技术采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：本专利技术的体外辅助定位装置是根据患者术前的胸部CT和人体三维扫描仪获得的数据，利用3D打印技术制作个性化的胸壁外定位肺部肿块辅助定位器，从而做到精确定位；避免了手触法无法触及结节；减少了患者CT的照射量，减轻辐射损害；3D打印根据患者数据量身定做，穿刺精确度提高，操作时间缩短，大大减轻患者痛苦；对患者配合度要求低，可适用于不能很好配合的患者；缩短操作人员的培训时间，有效利用了医疗资源。附图说明图1为本专利技术的3D打印的肺部肿块体外辅助定位装置的整体结构图；图2为本专利技术的3D打印的肺部肿块体外辅助定位装置的使用状态图；其中，1-中心定位模块，2-支脚，3-进针孔道，4-穿刺针。具体实施方式本专利技术利用3D打印技术，根据患者胸廓表面形状、肺部肿块的体表投影位置、预先计算的进针角度和深度，打印出个性化的体外辅助定位装置。下面通过具体实施例对本专利技术进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本专利技术，但是下述实施例并不限制本专利技术范围。如图1所示，本实施例提供了一种3D打印的肺部肿块体外辅助定位装置，所述定位装置采用3D打印，其包括：中心定位模块1，中心定位模块1内开设有进针孔道3，用于穿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D打印的肺部肿块体外辅助定位装置，其特征在于，所述定位装置采用3D打印，其包括：中心定位模块，所述中心定位模块内开设有进针孔道，用于穿刺针对肺部肿块进行标记时限制和稳定穿刺针的进针方向；和支脚，所述支脚为弯曲状，其前端与中心定位模块固定连接、末端向下弯曲与人体接触，所述支脚为多个且可将所述中心定位模块向上撑起，形成以支脚为伞架、以中心定位模块为顶部和以穿刺针为伞杆的伞状结构。

【技术特征摘要】
1.一种3D打印的肺部肿块体外辅助定位装置，其特征在于，所述定位装置采用3D打印，其包括：中心定位模块，所述中心定位模块内开设有进针孔道，用于穿刺针对肺部肿块进行标记时限制和稳定穿刺针的进针方向；和支脚，所述支脚为弯曲状，其前端与中心定位模块固定连接、末端向下弯曲与人体接触，所述支脚为多个且可将所述中心定位模块向上撑起，形成以支脚为伞架、以中心定位模块为顶部和以穿刺针为伞杆的伞状结构。2.根据权利要求1所述的3D打印的肺部肿块体外辅助定位装置，其特征在于，所述支脚的个数大于等于3个。3.根据权利要求1所述的3D打印的肺部肿块体外辅助定位装置，其特征在于，所述支脚的末端为扁平状。4.根据权利要求1所述的3D打印的肺部肿块体外辅助定位装置，其特征在于，所述支脚的末端位于人体的体表标志位置，所述体表标志为胸骨上窝、胸骨角、剑突、第七颈椎、患侧胸壁第十二肋中的多个。5.根据权利要求1所述的3D打印的肺部肿块体外辅助定位装置，其特征在于，所述中心定位模块为圆柱形或立方体。6.根据权利要求1所述的3D打印的肺部肿块体外辅助定位装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李泽遥，李牧，王轶灵，张旭峰，王龙，范子文，顾亚伟，陈昶，
申请(专利权)人：上海市肺科医院，
类型：发明
国别省市：上海;31