用于穿刺训练的3D打印脑出血模型制造技术

本实用新型专利技术用于穿刺训练的3D打印脑出血模型，上颅骨和下颅骨的光滑分界面通过限位凹槽与限位凸台限位组合构成整体仿真颅骨，下颅骨内通过颅底底座安装柔性仿真血肿块，仿真颅骨内部还填充有柔性仿真脑组织，仿真脑组织包裹在仿真血肿块外部，仿真脑组织和仿真血肿块均为透明材料；仿照临床上任意真实的脑出血病例创建3D模型后，通过3D打印技术制作个体化模型，用于实际穿刺操作训练；能够完全模仿脑出血的病理生理变化，模型的穿刺体验逼真；操作完成后过透明仿真脑组织和仿真血肿块能直观检视穿刺针路径走形,清晰地判断穿刺效果；位置准确，并且可以重复利用或者回收再利用，结构简单，成本低廉，操作方便。操作方便。操作方便。

【技术实现步骤摘要】
用于穿刺训练的3D打印脑出血模型


[0001]本技术属于医疗教学
的手术技术培训，具体涉及一种用于穿刺训练的3D打印脑出血模型。

技术介绍

[0002]脑出血是各类病因所致的脑实质内血管破裂引起的出血病症，其早期死亡率很高，幸存者中多数都留有不同程度并发症、后遗症，通过微创穿刺引流治疗颅内血肿的手术方法发展迅速，具有创伤小、后遗症和并发症少的优点，但是其手术效果仍然取决于操作人员的技能水平，而操作人员的技术水平需要通过实践经验积累来提高，现有技术中脑出血模型的制作方式一般分为三大类，具体类别及存在缺陷问题如下：
[0003]一、尸头脑出血模型：其来源稀少，出血类型不可控，且不可复制，不能进行广泛普及和进行穿刺训练；
[0004]二、动物脑出血模型：
[0005]1、自体血注入法：通过注入自体动脉血或者血凝块，制造脑出血模型；虽然能够模拟临床上的脑出血过程，但与临床实际病人病症仍然存在很大差别，血肿形态、大小难以保证，且重复性差，难以用于操作训练。
[0006]2、胶原酶法：通过脑内注射细菌胶原酶的方法溶解小血管，虽然能模拟血肿扩大、再出血的发生过程，但其是多根血管(动脉、静脉、毛细血管)的症状，不同于临床上常见的某一根动脉出血；且出血方式为渗血，缺乏急性占位效应，与真实脑出血症状相差也很大大。此外细菌胶原酶相对于实验动物本身来说属于异物，会造成脑出血以外的损伤，使得模型的改变与临床脑出血的病理生理过程相差更大。血肿大小、部位不能完全控制，不适用于操作训练。
[0007]3、微球囊充胀法：在脑内放置微球囊，通过调节囊内液体量来控制球囊大小，从而模仿不同体积的血肿的占位效应。但是此方法制作的血肿位置精准度不高，难以用于穿刺操作前的精准测量定位。
[0008]4、自发性脑出血模型：存在难以获得种鼠、易变种、过程复杂、耗费时间长等问题，并且操作难度大，出血位置、出血量无法控制。
[0009]并且以上模型物种多为啮齿类动物(常见的为大鼠模型)，其解剖结构与人体结构相差很大，也不能用来进行真正意义上的手术操作训练；而灵长类动物的神经系统在解剖上虽然更为接近人类，但是成本太高、来源缺乏，亦存在伦理问题，通常只用于药物的临床试验；上述问题，使得动物脑出血模型在操作训练中的应用也受到限制。
[0010]三、非动物脑出血模型：
[0011]1、椰壳模型：利用椰壳、魔芋粉、红墨水、黑墨水、豆粉等制作的脑出血模型，用来进行在内镜下清除血肿的训练。该模型在一部程度上可帮助对内镜下血肿清除过程及相关器械的使用进行熟练，但该因模型形态与临床脑出血情况相差较大，且缺乏颅面重要解剖标志，不能实现对血肿微创引流术相关的操作练习。
[0012]2、标准化模型：市场上现有的脑出血模型为成批生产的非个体化脑出血模型，其材料性质上与临床真实患者相差较远，仍停留在观摩学习的层面，而不能实现动手操作的目的。
[0013]综上所述，现有技术中缺少一种能够能够完全模仿脑出血的病理生理变化，直观检视训练效果，成本低廉，用于操作训练以通过实践积累经验的脑出血模型。

技术实现思路

[0014]为了解决现有技术存在的上述问题，本技术目的在于提供一种能够完全模仿脑出血的病理生理变化，并且能够重复使用，用于穿刺训练的3D打印脑出血模型。
[0015]本技术所采用的技术方案为：
[0016]一种用于穿刺训练的3D打印脑出血模型，包括有仿真颅骨，仿真颅骨由上颅骨和下颅骨组合构成，上颅骨和下颅骨的分界面为光滑平面，并通过限位凹槽与限位凸台互相配合限位组合构成整体仿真颅骨；下颅骨内部位于颅底的部位设置有颅底底座，颅底底座上设置有可更换的柔性仿血肿，仿真颅骨内部还填充有柔性仿真脑组织，仿真脑组织包裹在仿血肿外部，仿真脑组织和仿血肿均为透明材料，仿真脑组织和仿血肿颜色不相同。
[0017]所述上颅骨和下颅骨的分界面自颅骨前侧的眶上缘的位置倾斜延伸自颅骨后侧的枕外粗隆位置。
[0018]所述颅底底座为竖直圆柱形，颅底底座中部设置有三棱管形定位孔，仿血肿包括有一仿真血肿块，仿真血肿块下段连接有三棱柱定位杆，仿真血肿块通过定位杆与定位孔配合限位固定于颅底底座上。
[0019]所述仿真血肿块包括有透明血肿囊壁，血肿囊壁内部灌注填充有第一透明柔性材料，构成仿血凝块，血肿囊壁固定设置于三棱柱顶端；血肿囊壁与定位杆为一体结构，定位杆贯穿设置有中空内腔，定位杆中空内腔连通至血肿囊壁内腔，构成仿血凝块填充管。
[0020]所述第一透明柔性材料为5％明胶，仿血凝块材料韧性小于血肿囊壁材料韧性。
[0021]所述上颅骨的分界面上设置有多个竖直向下延伸的限位柱，下颅骨的分界面上设置有多个向下凹陷的限位凹槽，限位凹槽的数量和形状与限位柱的数量和形状互相一致。
[0022]所述上颅骨的分界面上设置有四个竖直向下延伸的圆柱形限位柱；下颅骨的分界面上设置有四个圆形沉孔，沉孔深度≥限位柱长度，构成限位凹槽。
[0023]所述上颅骨和下颅骨分别通过3D打印工艺一体成型构成，颅底底座通过下颅骨的3D打印工艺一体成型构成。
[0024]所述仿真脑组织由第二透明柔性材料通过灌注工艺构成，第二透明柔性材料为卡拉胶或者硅胶。
[0025]本技术的有益效果为：
[0026]一种用于穿刺训练的3D打印脑出血模型，仿照临床上任意真实的脑出血病例打印个体化模型，用于实际穿刺操作训练；能够完全模仿脑出血的病理生理变化，模型的穿刺体验逼真；操作完成后能即刻对穿刺效果进行现场验证；模型成本低，可推广普及应用；
[0027]1、通过3D打印技术制作临床患者个体化的脑出血模型，能够对所需的任何病例进行打印，1：1的仿真还原实际病例，定位杆与定位孔互相配合定位，确保模型形态和血肿位置的绝对准确性；
[0028]2、定位杆与定位孔配合插装的方式便于更换仿真血肿块，颅骨可以重复使用，仿真脑组织和仿真血肿块的材料也可以回收再利用，防止材料浪费；
[0029]3、仿真脑组织、仿真血肿块的硬度和弹性接近于真实人体组织的性质，训练操作时能手感逼真；
[0030]4、上颅骨和下颅骨分界设计，穿刺训练完成后可打开上颅骨，通过透明仿真脑组织和仿真血肿块直观检视穿刺针路径走形,清晰地判断穿刺效果；
[0031]5、上颅骨与下颅内的分界面通过限位柱与限位卡槽互相配合限位卡接，确保颅骨位置准确；
[0032]6、三维建模后通过3D打印技术制作模型，并且可以重复利用或者回收再利用，结构简单，成本低廉，操作方便。
附图说明
[0033]图1是本技术实施例一用于穿刺训练的3D打印脑出血模型平面结构示意图；
[0034]图2是本技术实施例一用于穿刺训练的3D打印脑出血模型上颅骨平面结构示意图；
[0035]图3是本技术实施例一用于穿刺训练的3D打印脑出血模型下颅骨立体结构示意图；
[0036]图4是本实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于穿刺训练的3D打印脑出血模型，其特征在于：包括有仿真颅骨，仿真颅骨由上颅骨和下颅骨组合构成，上颅骨和下颅骨的分界面为光滑平面，并通过限位凹槽与限位凸台互相配合限位组合构成整体仿真颅骨；下颅骨内部位于颅底的部位设置有颅底底座，颅底底座上设置有可更换的柔性仿血肿，仿真颅骨内部还填充有柔性仿真脑组织，仿真脑组织包裹在仿血肿外部，仿真脑组织和仿血肿均为透明材料，仿真脑组织和仿血肿颜色不相同。2.根据权利要求1所述用于穿刺训练的3D打印脑出血模型，其特征在于：所述上颅骨和下颅骨的分界面自颅骨前侧的眶上缘的位置倾斜延伸自颅骨后侧的枕外粗隆位置。3.根据权利要求1所述用于穿刺训练的3D打印脑出血模型，其特征在于：所述颅底底座为竖直圆柱形，颅底底座中部设置有三棱管形定位孔，仿血肿包括一仿真血肿块，仿真血肿块下段连接有三棱柱定位杆，仿真血肿块通过定位杆与定位孔配合限位固定于颅底底座上。4.根据权利要求3所述用于穿刺训练的3D打印脑出血模型，其特征在于：所述仿真血肿块包括有透明血肿囊壁，血肿囊壁内部灌注填充有第一透明柔性材料，构成仿血凝块，血肿囊壁固定设置于三棱柱顶端；血肿囊壁...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟永告，魏大年，余成伟，
申请(专利权)人：中山大学肿瘤防治中心中山大学附属肿瘤医院，中山大学肿瘤研究所，
类型：新型
国别省市：