[发明专利]人体实质器官模型制备方法

说明书

技术领域

本发明属于医疗领域，特别地涉及一种人体实质器官模型制备方法。

背景技术

人体实质器官是指具有弹性且富含管道的器官，主要包括肝脏、胰腺、肺、肾脏、心脏等。其中肝脏包括肝实质、胆管、肝动脉、门静脉和肝静脉；胰腺包括胰腺组织和胰管；脾脏包括脾实质、脾动脉和脾静脉；肺包括肺泡组织、支气管、肺动脉和肺静脉；肾脏包括肾实质、肾盏、肾动脉和深静脉；心脏包括心肌、瓣膜、冠状动脉等。由于种种原因，上述的人体实质器官可能会出现各种疾病，需要对其进行手术。由于这些人体实质器官是非透明的，无法观察到其内部的管道与病灶处于人体内部，因此手术切除存在较大的难度，对于某些手术而言难度较大，为了尽可能保证患者手术安全，需要在外科手术前进行手术规划。目前这些器官的外科手术规划主要是医生在术前根据二维的影像学图片在脑中还原成三维图像，其还原效果严重依赖医生的解剖学和影像学阅片水平。因此，在术前能有病人的三维器官模型用于手术预演就非常有必要。

当前手术预演主要是基于计算操作的，医生在术前利用病人医学影像学数据进行三维重建，然后再在软件环境中对三维模型进行虚拟手术操作，该方法的局限性是医生在虚拟操作时不能全局多角度的观察操作过程，直观性不够，并且在模拟过程中医生的手没有实际手术过程中的力反馈，无法感受力度。

有人用3D打印技术对器官的三维模型进行直接打印，但是由于实质器官包含的组件多，以肝脏为例，要同时打印肝实质、肝动脉、门静脉，肝静脉、胆管和肿瘤肝实质、血管、肿瘤等，这些必须是具有不同颜色的材料，并且打印肝实质的材料要求是透明的，满足这样要求的多材料、多喷头3D打印机价格惊人、打印耗材贵、打印速度慢，因此缺乏推广价值，并且打印的耗材都是功能性材料、强度高、刚度大、切割性差，只能用于观察，很难在模型上进行实际的手术切割操作。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供了一种人体实质器官模型制备方法，通过本方法能够得到人体实质器官模型的基质为水凝胶溶液，且其内包含各种不同颜色的器官组件的实体模型，本发明制成的人体实质器官模型透明度高、切割性好、具有一定的弹性，非常适用于医生在上面进行手术预演，制定手术方案，从而缩短手术时间，降低手术风险；同时也非常适用于医疗教学领域进行演示。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案。

一种人体实质器官模型制备方法，包括如下步骤：

S1.获取人体实质器官的图像数据，其中，人体实质器官包括器官实质以及若干组件。

S2.根据人体实质器官的图像数据，通过计算机建立其三维数字模型。

S3.根据人体实质器官的三维数字模型，制作器官实质的外膜的三维数字模型。

S4.根据器官实质的外膜的三维数字模型以及人体实质器官的各组件的三维数字模型，使用3D打印机打印出器官实质的外膜的实体模型以及人体实质器官的各组件的实体模型。

S5.将人体实质器官的各组件的实体模型安装在器官实质的外膜的实体模型上。

S6.向器官实质的外膜的实体模型内灌入水凝胶溶液。

S7.待水凝胶溶液冷却凝胶后，移除外膜的实体模型，从而得到带有各组件的人体实质器官的实体模型。

一优选实施例中，步骤S1包括，采用医用的CT或MRI医学图像采集设备扫描实体的人体的实质器官，以获取人体实质器官的图像数据。

一优选实施例中，器官实质的外膜的三维数字模型与实体模型相对应，且均采用模块化设置。

一优选实施例中，器官实质的外膜的三维数字模型与实体模型上均设有安装孔和浇灌口。

一优选实施例中，打印出器官实质的外膜的实体模型后，在外膜的模块化实体模型内表面涂抹凡士林，并将外膜的实体模型的各模块粘接在一起，从而形成中空的外膜的实体模型。

一优选实施例中，按照人体实质器官的结构，利用所述安装孔将人体实质器官的各组件的实体模型安装在器官实质的外膜的实体模型上。

一优选实施例中，所述方法还包括：使用3D打印机打印出器官实质的外膜的实体模型以及人体实质器官的各组件的实体模型后，将各实体模型放入清洗溶液中进行超声清洗。

一优选实施例中，所述方法还包括：将各实体模型放入清洗溶液中进行超声清洗后，对人体实质器官的各组件使用不同颜色的油性漆进行着色以实现区分。

一优选实施例中，若干所述组件包括管道和肿瘤。

一优选实施例中，水凝胶溶液冷却至50℃以凝胶。

采用本发明具有如下的有益效果：