一种带固定装置的3D打印个性化柱塞式穿刺治疗模板制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种带固定装置的3D打印个性化柱塞式穿刺治疗模板，包括模板基板、模板导孔、穿刺针引导柱、微调支架插入孔、定位孔、轻量化通孔、激光对位线、穿刺针编号和深度标记等。此模板穿刺针引导柱可随时取下，取下后模板导向孔直径较大、长度短，使局部麻醉点定位精准且较易实施，可方便使用较大直径的骨钻，钻孔定位精准。设置了三处微调支架插入孔，配合微调支架使用可微调和固定模板位置。模板基板表面设置针孔编号和穿刺针插入深度标记，防止没有深度标记，误插穿刺针。此模板个性化定制，术前根据CT、磁共振等医学影像精确设计每一根穿刺针，精准微创，极大地降低了手术难度和手术风险，降低青年医师学习周期，迅速开展业务，使更多病人受益。

A 3D print personalized plunger puncture treatment template with a fixed device

The invention relates to a 3D printing personalized plunger puncture treatment template with fixing device, including template substrate, template guide hole, the puncture needle guide column, trimming bracket insertion hole, a positioning hole, lightweight hole, laser positioning line, needle number and depth mark etc.. The template guide needle can be removed at any time. After taking off the template, the guide hole has larger diameter and shorter length, so that the local anesthetic point is positioned accurately and easier to implement. It can be used for larger diameter bone drill and drill hole location accurately. The insertion holes of three trimming supports are set up, and the position of the template can be adjusted and fixed with the use of the micro adjustment support. The template substrate arranged on the surface of a needle is inserted into the pinhole number and depth mark, to prevent any depth marking, electric needle. This template is customized, and accurately puncturing each puncture needle according to CT, MRI and other medical images accurately and minimally invasive, greatly reduces operation difficulty and operation risk, reduces the learning period of young doctors, and develops business rapidly, so that more patients can benefit.

【技术实现步骤摘要】
一种带固定装置的3D打印个性化柱塞式穿刺治疗模板
本专利技术涉及医疗器械
，具体是一种带固定装置的3D打印个性化柱塞式穿刺治疗模板。
技术介绍
随着医疗技术的进步，肿瘤精准、微创、个性化治疗技术得到飞速发展，同轴活检、微波、射频消融、粒子植入等微创治疗被广泛应用于临床。但以往医生需要在B超、CT指引下徒手插入穿刺针，学习周期长，精确度差，可重复性低，往往达不到预期的治疗效果。随着3D打印技术在医学中的不断应用，各种3D打印共面、非共面穿刺引导模板的出现极大地提高了微创手术的精度，降低了手术风险和难度，使更多患者受益。然而，3D打印共面模板所有穿刺针道角度一致，不能实现完全的个性化精准治疗；非共面模板针道针对每个病人个性化设计，虽然做到个性化精准治疗，但仍存在以下缺点：(1)引导柱较长，且孔径较小，常出现放入模板后进针点皮肤麻醉难以进行，但取下模板表皮麻醉又无法确定进针点的窘境，常常需要大范围表皮麻醉、全身或硬膜外麻醉代替，增加了患者的痛苦。(2)由于定位、设计和打印需要2-5天，肿瘤大小、位置、体位、呼吸等因素的影响，往往会出现术中与术前定位存在一定偏差，与术前设计针道不符，做不到术中实时调节，存在手术失败的风险。(3)非共面模板没有可靠的固定装置，复位后无法固定，常需要手扶，增加手术难度。(4)遇到颅骨、肋骨遮挡时无法使用直径大于穿刺针孔的骨钻，使用穿刺针或小尺寸骨钻打孔时，穿刺针较难拔出，增加手术难度。(5)没有深度标记，常需要多人反复确认深度，增加手术时间。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术旨在提供一种带固定装置的3D打印个性化柱塞式穿刺治疗模板，通过穿刺针引导柱的应用在保证精准的同时可以随时取下引导柱，实施表皮麻醉和骨钻打孔；通过三处微调支架插入孔配合微调支架的应用，使模板固定更确切并可以术中补偿因体位、呼吸、肿瘤位置变化引起的偏差，以降低穿刺手术难度，节省手术时间，减轻病人痛苦。一种带固定装置的3D打印个性化柱塞式穿刺治疗模板，包括模板基板、模板导孔、穿刺针引导柱、微调支架插入孔、定位孔、轻量化通孔、激光对位线、穿刺针编号和深度标记等。所述模板基板采用病人术前CT扫描数据输入到3D建模软件个性化定制，与穿刺部位体表皮肤完全贴合。进一步地，将CT数据导入至术前计划软件中设计针道并记录，根据术前计划的每根穿刺道位置和角度等坐标，在基板上设置高度小于10mm的阶梯状模板导孔，当多个穿刺针比较分散时模板导孔分别设置，直径根据所使用穿刺针引导柱外径设置。进一步地，引导柱可根据术中需要随时取下或插入模板导孔，到达深度后阶梯状模板导孔自动限位，防止插入过深将模板顶离皮肤，单个引导柱使用工业软件设计，单独制造，引导柱长度约20mm，外径可根据骨钻和麻醉的需要个性化设置，内径根据所使用穿刺针直径设置。更进一步地，当所有穿刺针比较集中时，可集中设置一个高度小于10mm的阶梯状模板集成导孔，可包含所有的计划针道，导孔侧壁设置针柱卡位孔。进一步地，在模板集成导孔内设置长度约20mm的集成针柱，将术前计划每根穿刺针空间坐标输入到3D建模软件中模拟出穿刺针，通过布尔运算在集成针柱内设置穿刺针导孔，外壁设置与针柱卡位孔相对应的针柱卡位柱。集成针柱与模板分开打印，术中可随时取下和插入，到达深度后阶梯状模板集成导孔自动限位，防止插入过深将模板顶离皮肤。更进一步地，模板基板设置三处微调支架插入孔，可插入配套使用的微调支架固定模板，当体表皮肤水肿或变形模板无法贴合时，通过微调支架微调模板位置并固定。进一步地，模板基板设置大于4处定位孔，定位孔位置根据术前定位时皮肤标记点位置设置。更进一步地，在模板基板外表面交叉设置两条激光对位线，与术前定位时皮肤画线重合，使用CT自带激光线协助对位，可辅助模板精确定位。进一步地，模板基板设置若干轻量化通孔，既能减轻重量又节省成本，还可以通过通孔按压止血。进一步地，每根穿刺针依次编号，测量到达引导柱处的插入深度，并将穿刺针的编号和深度参数标记到模板对应的每根针道处。手术时医生可根据模板表面标记的针道编号和深度标识插入穿刺针。该模板可通过3D打印机打印，目前熔融沉积制造(FDM)技术已比较成熟，用于打印该模板，可以快速得到模板，更优选立体光固化成型法(SLA、DLP)，打印速度更快，成型更精准，减少了病人的等待时间。具体地，一种带固定装置的3D打印个性化柱塞式穿刺治疗模板的具体制备方法为：(1)术前手术体位扫描增强CT，得到病变区薄层CT数据，将CT扫描数据输入到术前计划软件中，根据肿瘤大小、位置与周围血管神经关系等制定穿刺针道，并计算所需穿刺针数量并编号，按编号记录每根穿刺针的空间坐标。(2)将CT数据导入3D建模软件，重建出人体体表轮廓并外扩3-5mm形成模板基板，按编号将穿刺针空间坐标输入到3D建模软件中，按术中使用穿刺针外直径模拟出穿刺针。(3)根据术前计划，当穿刺针分布较分散时，每根穿刺针均分别设计模板导孔，且导孔壁的方向、位置与穿刺针的进针角度和位置一致。当穿刺针分布较集中时可集中设置一个模板集成导孔，可包含所有的计划针道，导孔侧壁设置卡位孔。(4)单根穿刺针引导柱通过工程设计软件设计，长度20mm左右，外直径根据模板导向孔内直径设置，内径根据术中所使用的穿刺针外径设置。集成针柱外径根据模板集成导孔内径设置，在其内根据术前计划针道通过布尔运算设置穿刺针导孔，导孔内径根据穿刺针外径设置。(5)分别在模板基板表面设置定位孔、轻量化通孔、微调支架插入孔、激光对位线、针孔编号和穿刺针插入深度标记。(6)将设计好的模型导出为STL文件，应用3D打印机默认的切片软件将STL文件转换为打印机可以识别的数据，应用3D打印机分别打印出模板基板和单根穿刺针引导柱或集成穿刺针引导柱。相对于现有技术，本专利技术的有益效果在于：(1)此模板个性化定制，术前根据CT图像精准设计每一根穿刺针，精准微创。模板制作多软件配合使用，可自由导出需要的STL文件切片后输入到3D打印机打印，极大降低设计制作成本，减轻病人负担，社会效益明显。(2)穿刺针引导柱可随时取下，取下后模板导向孔直径较大、长度短，可方便使用较大直径的骨钻，钻孔定位精准。摒除了针柱孔直径小且较长的缺点，使局部麻醉点定位精准且较易实施，减轻了患者的痛苦。(3)此模板设置了三处微调支架插入孔，配合微调支架使用可固定模板，当体表形态和肿瘤位置发生变化时也可以术中微调模板后固定模板，并可以取下引导柱，从较大的模板导向孔插入穿刺针，根据术中需要可徒手调整穿刺针角度插入肿瘤内部，降低了手术失败的风险。(4)此模板基板表面设置针孔编号和穿刺针插入深度标记，术中可依据深度标记插入穿刺针，防止没有编号、深度标记误插穿刺针。(5)该装置应用相对于医生徒手穿刺可以降低手术难度、手术时间，减少手术时CT扫描验证次数同时降低病人术中所受射线剂量，降低青年医师微创治疗学习周期，迅速开展业务，使更多病人受益。附图说明图1一种带固定装置的3D打印个性化柱塞式穿刺治疗(分散导孔)模板使用状态示意图；图2一种带固定装置的3D打印个性化柱塞式穿刺治疗(分散导孔)模板基板结构示意图；图3一种带固定装置的3D打印个性化柱塞式穿刺治疗(分散导孔)模板使用状态剖面示意图；图4一种带固定装置的3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带固定装置的3D打印个性化柱塞式穿刺治疗模板，其特征在于：包括基板(1)、单根穿刺针引导柱(3)、集成针柱(23)。基板上设置模板导孔(2)、定位孔(5)、轻量化通孔(6)、微调支架插入孔(7)、激光对位线(8)、针孔编号(27)、穿刺针插入深度标记(28)。

【技术特征摘要】
1.一种带固定装置的3D打印个性化柱塞式穿刺治疗模板，其特征在于：包括基板(1)、单根穿刺针引导柱(3)、集成针柱(23)。基板上设置模板导孔(2)、定位孔(5)、轻量化通孔(6)、微调支架插入孔(7)、激光对位线(8)、针孔编号(27)、穿刺针插入深度标记(28)。2.根据权利要求1所述的一种带固定装置的3D打印个性化柱塞式穿刺治疗模板，其特征在于：所述模板基板采用病人术前CT、核磁共振等影像扫描数据输入到3D建模软件个性化定制，与穿刺部位体表皮肤完全贴合。3.根据权利要求1-2所述的一种带固定装置的3D打印个性化柱塞式穿刺治疗模板，其特征在于：根据术前计划软件设计的针道位置、角度等坐标在基板上设置高度小于10mm的阶梯模板导孔(2)，当多根穿刺针比较分散时模板导孔分别设置，位置、角度等坐标与穿刺针一致，直径根据所使用单根穿刺针引导柱(3)外径设置。4.根据权利要求1-3所述的一种带固定装置的3D打印个性化柱塞式穿刺治疗模板，其特征在于：引导柱可根据手术中需要随时取下或插入模板导孔，到达深度后阶梯状模板导孔自动限位，可防止插入过深将模板顶离皮肤，单个引导柱使用工业软件设计，单独制造，引导柱长度约20mm，外径可根据骨钻直径和术中麻醉需要设置，内径根据所使用穿刺针直径设置。5.根据权利要求1-4所述的一种带固定装置的3D打印个性化柱塞式穿刺治疗模板，其特征在于：当所有穿刺针比较集中或颅脑肿瘤粒子植入时可集中设置一个高度小于10mm的模板集成导孔(21)，包括所有的计划针道，导孔侧壁设置集成针柱卡位孔(22)。集成针柱(23)内根据术前计划的每根穿刺针坐标设置穿刺针导孔(26)，外壁设置与卡位孔相对应的针柱卡位柱(24)。集成针柱与模板分开打印，术中可根据麻醉和骨钻打孔的需要随时取下和插入，集成针柱模板更适用于颅脑粒子植入，可以通过集成导孔使用骨钻打一个颅骨孔就能满足所有穿刺针通过颅骨直达病灶。6.根据权利要求1-5所述的一种带固定装置的3D打印个性化柱塞式穿刺治疗模板，其特征在于：模板基板设置三处微调支架插入孔，可插入配套使用的微调支架固定模板，当体表皮肤水肿或变形模板无法贴合时，可通过微调支架微调模板位置并固定。7.根据权利要求1-6所述的一种带固定装置的3D打印个性化柱塞式穿刺治疗模板，其特征在于：模板基板设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：于江平，王俊杰，柴树德，
申请(专利权)人：于江平，
类型：发明
国别省市：山东,37