[发明专利]一种心脏模型对结构性心脏病手术进行模拟与评估的方法

说明书

本发明公开了一种心脏模型对结构性心脏病手术进行模拟与评估的方法，该方法用CT扫描设备获得结构性心脏病患者的医学影像数据，然后运用Mimics软件处理采集的CT数据，在计算机中完成心脏数字模型的三维重建，接着运用光固化打印机，等比例的打印出含造影剂的结构性心脏病患者的心脏三维实体模型，外科手术医生在模型上进行手术模拟，最后用血流动力学仿真模拟对模拟手术的效果进行评估，验证并调整手术方案。外科手术医生根据打印出的三维心脏实体模型可以更直观地观察患者心脏的解剖结构，可以制定个性化的手术方案，同时运用血流动力学仿真技术可以对手术方案的可行性进行评估，大大降低手术的风险，提高了手术的精确性。

技术领域

本发明属于心脏外科临床医学领域，尤其涉及一种心脏模型对结构性心脏病手术进行模拟与评估的方法。

背景技术

近年来3D打印技术在结构性心脏病领域已有广泛的应用，国外已有大量有关3D打印技术应用于结构性心脏病的诊断和治疗实例，相比于传统的影像诊断方法，3D 打印心脏模型能够更直观地显示解剖结构，基于患者本人的 3D 打印心脏模型供医生术前参考、研究，那么就可以有很清晰的解剖认识，外科医生还可以在心脏模型上面进行模拟手术，根据模拟手术的效果制定出合适的手术方案。

当前影像技术难以为外科医生提供精准心血管解剖及3D血流动力学信息的问题，以往外科医生根据当前影像资料下判断缺乏准确立体结构的缺点，要进行诊断不明的探查性手术，或者会出现术中所见与术前判断不符所致的手术方案变更甚至无法手术的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种心脏模型对结构性心脏病手术进行模拟与评估的方法，旨在提高结构性心脏病的诊断效果和手术成功率，降低手术风险，结合数字化病例库及3D打印技术，建立病例模型库，弥补医学院校结构性心脏病实体标本匮乏的现状，在此基础上配套术前手术方案设计、模拟手术操作及效果评估平台，将该技术应用于医生培训、教学方面，并通过个体标本打印，应用于健康教育及医患沟通。

本发明所述的一种心脏模型对结构性心脏病手术进行模拟与评估的方法，其步骤为：

步骤1、运用医疗检测仪器采集结构性心脏病患者的CT影像数据，保存为Dicom格式；

步骤2、将步骤1中得到的患者的CT影像数据导入到Mimics软件中识别并保存，生成计算机识别的.mcs文件；

步骤3、在Mimics中提取出心脏组织的数据，建立心脏的三维数字模型，并将其转化成3D打印系统可识别的STL格式文件；

步骤4、将步骤3处理好的文件导入光固化打印机SLA中，同时在打印材料中加入造影剂，打印出心脏3D模型；

步骤5、心脏外科手术医生基于步骤4生成的心脏3D模型进行手术方案的设计论证；

步骤6、根据步骤5中论证过的手术方案进行实际的模拟手术，将植入体或者修补体按照预手术方案中的操作路径和步骤，精确实施模拟手术；

步骤7、对步骤6中模拟手术后的心脏模型进行CT扫描，得到心脏模型的CT影像数据；

步骤8、将步骤7中得到的影像数据输入到专业的软件中进行血流动力学仿真模拟；

步骤9、根据步骤8中的血流动力学仿真模拟数据对模拟手术效果和可行性进行评估，优化手术方案。

进一步地，所述步骤1具体包括：

提取患者医学影像数据采用增强CT扫描，从静脉注入含碘造影剂，同时对患者心脏进行CT薄层扫描，获得更好的患者医学影像数据，同时将患者的数据保存为Dicom格式。

进一步地，所述步骤2中，所述识别过程是通过Mimics软件从所收集的带有完整的胸部医学影像数据的CT影像数据中将心脏的数据提取出来，其他部位要通过Mimics软件进行去除。