一种用于定位切除肺结节的立体模型及其制备方法技术

本发明专利技术涉及了一种用于定位切除肺结节的立体模型及其制备方法，该立体模型包括肺模型、至少一个肺结节模型和连接机构；所述肺模型和每个所述肺结节模型均是根据患者肺部扫描CT数据进行三维建模后采用3D打印的结构件；所述肺模型包括壳体和内腔；所述内腔具有开口，所述肺模型为透明结构件；每个所述肺结节模型设置于所述肺模型的内腔中，每个所述肺结节模型与所述肺模型的壳体内壁通过所述连接机构进行连接。利用本发明专利技术提供的立体模型可以实现定位切除肺结节术前肺结节的精准定位，而且操作简单，设备要求低，准确度高。该立体模型是根据患者肺部扫描CT数据进行等比三维建模后采用3D打印制备得到的，该立体模型透明度好、识别度高。

【技术实现步骤摘要】
一种用于定位切除肺结节的立体模型及其制备方法
本专利技术涉及医疗器械领域，具体涉及了一种用于定位切除肺结节的立体模型及其制备方法。
技术介绍
结节病是一种原因不明的、以非干酪样坏死性上皮样细胞肉芽肿为病理特征的系统性肉芽肿性疾病。肺结节通常是指直径小于4cm的肺内类圆形病灶，病情严重时需要从肺部表面开始动刀对肺结节进行切除手术。目前，术前常规的肺结节定位方法采用的是CT引导下Hook-wire穿刺定位或术中超声定位等方法，Hook-wire穿刺定位结节，操作复杂且有创，可能造成气胸或血胸；同时在搬运患者过程中，定位针可能脱落或移位，导致定位失败。术中超声定位法，准确性偏低、对术中小结节定位的指导有限。尤其，一些肺结节在肺中的位置较深，体积较小，实性成分较少，在术中的探查定位十分困难，导致手术切除的范围难以确定，有时甚至可能出现病灶并未包含在切除的肺组织中的情况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对现有技术定位切除肺结节的方法存在操作复杂易失败、定位困难、准确度偏低的问题；提供一种用于定位切除肺结节的立体模型及其制备方法。该立体模型对不同深度的肺结节做了精准的位置信息、体积大小信息的确认，形成了一个直观、可测量的精确的肺结节信息，医生可通过该立体模型，明确肺组织内部肺结节与肺表面的位置关系，从而可规划在进行手术切除时明确具体的切除肺组织大小、选择合适手术路径。利用本专利技术提供的立体模型可以实现定位切除肺结节术前肺结节的精准定位，而且操作简单，设备要求低，准确度高。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种用于定位切除肺结节的立体模型，包括肺模型、至少一个肺结节模型和连接机构；所述肺模型和每个所述肺结节模型均是根据患者肺部扫描CT数据进行三维建模后采用3D打印的结构件；所述肺模型包括壳体和内腔，所述内腔具有开口；所述肺模型为透明结构件；每个所述肺结节模型设置于所述肺模型的内腔中，每个所述肺结节模型与所述肺模型的壳体内壁通过所述连接机构进行连接。本专利技术提供的立体模型，根据患者肺部扫描CT数据进行三维建模后采用3D打印的肺模型和肺结节模型，基于高精度CT数据可以实现对不同深度位置、体积肺结节尺寸、结构的确认，然后，将肺模型设置成有内腔的中空壳体，肺结节模型与肺模型壳体内壁设置一个连接结构；透明中空壳体的设计一方面可以减轻这个立体模型的重量，另一方面医护人员可以从肺模型的内腔开口将手伸入进行进一步的观察或测量；连接棍的设置使得肺结节与肺表面连接，实质上形成一个直观的、可测量的、精确的肺结节位置信息，医生可通过目测估算、测量工具辅助测量或者产品说明书解释确定连接棍长度信息，明确肺组织内部肺结节从哪部分肺叶表面下刀最合适，从而可规划在进行手术切除时明确具体的切除肺组织大小、选择合适手术路径，达到肺结节精准定位应用于手术治疗的目的。利用本专利技术提供的立体模型可以实现定位切除肺结节术前肺结节的精准定位，而且操作简单，设备要求低，准确度高。进一步的，所述肺模型和每个所述肺结节模型均是根据患者肺部扫描CT数据进行等比三维建模后采用3D打印的结构件。通过等比建模制备出与真实肺和肺结节相同的大小的模型，可以提高立体模型用于精准定位的效果。进一步的，所述开口位于所述肺模型的肺底。进一步的，所述内腔是沿肺底向肺尖方向设置的。进一步的，所述肺模型的壳体是左肺模型壳体或右肺模型壳体；所述左肺模型壳体外表面包括第一斜裂，所述第一斜裂为沟槽，所述第一斜裂将所述左肺模型壳体分为左肺上叶模块和左肺下叶模块；所述右肺模型壳体外表面包括水平裂和第二斜裂，所述水平裂和第二斜裂为沟槽，所述水平裂和所述第二斜裂将所述右肺模型壳体分为右肺上叶模块、右肺中叶模块和右肺下叶模块；所述水平裂设置于所述右肺上叶模块与所述右肺中叶模块之间；所述右肺上叶模块和右肺中叶模块通过第二斜裂与所述右肺下叶模块连接。不同患者的肺结节患病情况不同，有的患者仅在左肺中有肺结节，有的患者仅仅在右肺中有肺结节，有的患者两个肺中都有，根据不同患者的扫描情况，制作含有肺结节的立体模型即可。进一步的，所述用于定位切除肺结节的立体模型是一体成型结构件。进一步的，每个所述肺结节模型通过所述连接机构连接至距离所述肺模型的壳体内壁最短的位置。不同患者肺结节的个数、位置及结构大小均是不同的，医生需要根据患者的情况作出一个合适的切除方案，制作立体模型时，设置一个最短距离，可以给医生做一个参考。进一步的，所述肺模型壳体的厚度为1mm～3mm。厚度过大一方面不利于从肺模型表面对内腔中的肺结节模型进行识别，另一方面也提高了整个肺模型的重量不便于拿捏；厚度过小不利于连接机构的稳定连接。进一步的，所述肺模型为无色结构件，每个所述肺结节模型为非透明的彩色结构件。颜色的区别设计，便于观察，可以有效提高医护人员的诊断效果。进一步的，相邻所述肺结节模型为不同颜色的结构件。颜色的区别设计，便于观察，可以有效提高医护人员的诊断效果。进一步的，所有所述肺结节模型的颜色是互不相同的。颜色的区别设计，便于观察，可以有效提高医护人员的诊断效果。进一步的，所述连接机构是连接棍。进一步的，所述连接棍的直径为0.5mm～3mm。进一步的，所述用于定位切除肺结节的立体模型光敏树脂材质结构件。进一步的，所述用于定位切除肺结节的立体模型是ABS树脂材质结构件。进一步的，所述肺模型的外表面设置有光油层。通过表面涂抹光油可以增加立体模型的光滑度和透明度，便于识别。本专利技术的另一目的是提供了上述用于定位切除肺结节的立体模型的制备方法。一种用于定位切除肺结节的立体模型的制备方法，包括以下步骤：步骤1、根据患者肺部扫描CT数据进行三维建模，得到用于定位切除肺结节的立体模型3D打印数据；步骤2、将步骤1得到的数据导入切片软件中，所述立体模型按肺底朝下设置摆放，设置切片层厚为0.06-0.12mm；步骤3、将步骤2的数据传输到3D打印机进行打印，打印过程中的工艺参数为：轮廓速度为500-5000mm/s，实体速度为5000-7000mm/s，支撑速度为1000-2500mm/s，跳跃速度为8000-11000mm/s，打印完毕，取出，得到模型粗品；步骤4，将步骤3得到的模型粗品置于酒精浸泡1h～2h，去除支撑结构，风干；步骤5、将步骤4得到的风干后的模型置于固化箱中固化15min～40min，取出，得到用于定位切除肺结节的立体模型。本专利技术提供了用于定位切除肺结节的立体模型的制备方法，该制备方法操作简单，便于控制；同时，通过严格的控制工艺参数，例如切片软件中立体模型的摆放方向、切片厚度、打印速度参数等，使得制备的立体模型误差小，精确度高，并且透明度好，便于识别。进一步的，所述步骤1中，根据患者肺部扫描CT数据进行等比三维建模。进一步的，所述步骤3中，打印过程中的工艺参数为：轮廓速度为3000-5000mm/s，实体速度为6000-7000mm/s，支撑速度为10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于定位切除肺结节的立体模型，其特征在于，包括肺模型(1)、至少一个肺结节模型(2)和连接机构(3)；/n所述肺模型(1)和每个所述肺结节模型(2)均是根据患者肺部扫描CT数据进行三维建模后采用3D打印的结构件；/n所述肺模型(1)包括壳体(12)和内腔(11)，所述内腔(11)具有开口(13)；所述肺模型(1)为透明结构件；/n每个所述肺结节模型(2)设置于所述肺模型(1)的内腔(11)中，每个所述肺结节模型(2)与所述肺模型(1)的壳体(12)内壁通过所述连接机构(3)进行连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于定位切除肺结节的立体模型，其特征在于，包括肺模型(1)、至少一个肺结节模型(2)和连接机构(3)；
所述肺模型(1)和每个所述肺结节模型(2)均是根据患者肺部扫描CT数据进行三维建模后采用3D打印的结构件；
所述肺模型(1)包括壳体(12)和内腔(11)，所述内腔(11)具有开口(13)；所述肺模型(1)为透明结构件；
每个所述肺结节模型(2)设置于所述肺模型(1)的内腔(11)中，每个所述肺结节模型(2)与所述肺模型(1)的壳体(12)内壁通过所述连接机构(3)进行连接。


2.根据权利要求1所述的用于定位切除肺结节的立体模型，其特征在于，所述肺模型(1)的壳体(12)是左肺模型壳体或右肺模型壳体；所述左肺模型壳体外表面包括第一斜裂，所述第一斜裂为沟槽，所述第一斜裂将所述左肺模型壳体分为左肺上叶模块和左肺下叶模块；所述右肺模型壳体外表面包括水平裂(9)和第二斜裂(10)，所述水平裂(9)和第二斜裂(10)为沟槽，所述水平裂(9)和所述第二斜裂(10)将所述右肺模型壳体分为右肺上叶模块(6)、右肺中叶模块(7)和右肺下叶模块(8)；所述水平裂(9)设置于所述右肺上叶模块(6)与所述右肺中叶模块(7)之间；所述右肺上叶模块(6)和右肺中叶模块(7)通过第二斜裂(10)与所述右肺下叶模块(8)连接。


3.根据权利要求1所述的用于定位切除肺结节的立体模型，其特征在于，每个所述肺结节模型(2)通过所述连接机构(3)连接至距离所述肺模型(1)的壳体(12)内壁最短的位置。


4.根据权利要求1所述的用于定位切除肺结节的立体模型，其特征在于，所述壳体(12)的厚度为1mm～3mm。


5.根据权利要求1所述的用于定位切除肺结节的立体模型，其特征在于，所述肺模型(1)为无色结构件，每个所述肺结节模型(2)为非透明的彩色结构件。


6.根据权利要求1所述的用于定位切除肺结节的立体模型，其特征在于，相邻所述肺结节模型(2)为不同颜色的结构件。


7.根据权利要求1所述的用于定位切除肺结节的立体模型，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄勇，杨聪聪，谢涛，汪洋，李杰，
申请(专利权)人：四川华曙图灵增材制造技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51