[发明专利]一种基于3D打印制作的输尿管软镜模拟学习方法

说明书

技术领域

本发明涉及医疗领域，更具体的说，它涉及一种基于3D打印制作的输尿管软镜模拟学习方法。

背景技术

泌尿系统结石是泌尿外科的常见病、多发病，据统计全世界约5%～15%的人患有泌尿系统结石疾病。输尿管软镜现已是治疗2cm以下肾结石及输尿管上端结石的主要治疗方式之一，具备微创、安全和有效等特点，被国内越来越多的泌尿外科医生使用和重视。近几年来，在国内，随着输尿管软镜新增开展单位和报道临床病例数目的不断增长，越来越多医生及医疗机构对该技术了解及重视，对于该技术的快速学习、掌握和推广势在必行。

然而，难以熟练掌握、输尿管软镜易损坏等问题制约了其大规模推广应用，且其中约28％的损坏是由于外科医生对软镜和激光操作不当所致。其重要原因主要如下：1.一方面输尿管软镜学习曲线较长，且较输尿管硬镜更难操控。2.另一方面，输尿管软镜的训练方式有限且存在局限性，而考虑到患者的安全问题，少有在患者身上进行实践教学训练的报道。3.此外，由于伦理、成本及来源等问题，用动物或尸体进行外科训练的方式也不能得到较好的推广及应用。因此，对于初学者来说，迅速掌握管软镜仍是一个巨大的挑战。

目前，我国医疗水平、科技水平、经济水平均较落后，且存在整体发展不平衡，国内泌尿外科内镜技术仍沿袭传统的“学徒式”方式，这种方式存在学习周期长、风险大等许多缺点，且直接在患者身上进行输尿管软镜训练，存在患者难以接受且风险较大等问题。因此有专家主张应用物理训练箱及动物模型等方式进行输尿管软镜模拟手术培训。但不管是物理训练箱还是动物，其解剖结构与病变情况与真实的患者相比仍存在极大不同，因此，在动物身上进行模拟的输尿管软镜手术，其效果会大打折扣。目前，虚拟现实模拟器是国内外报道最多的输尿管软镜手术训练方法。肖成林等探讨虚拟现实模拟器在初学者利用软性逆行性输尿管镜治疗肾结石之后的效果,结果显示虚拟现实模拟器可有效帮助初学者提高利用软性逆行性输尿管镜治疗肾结石的技能。Blankstein等也探讨了虚拟现实模拟器在输尿管软镜模拟训练中的应用，并认为输尿管镜虚拟模拟器可提高输尿管软镜模拟水平。但虚拟现实模拟器价格昂贵，并不适合大面积推广使用。因此，为了推广输尿管软镜这一技术，我们亟需找到一种经济有效的模拟学习方式。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种缩短输尿管软镜学习曲线，增强实际操作，提高掌握技术效率的一种基于3D打印制作的输尿管软镜模拟学习方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于3D打印制作的输尿管软镜模拟学习方法，具体包括如下步骤：

101）临床信息录入步骤：病患信息录入，所述信息包括年龄、性别、受教育年限、发病年龄、病程；所述病程由专科医师及以上级别资质的医师，分别依据病患的影像学检查来确定病患的病程；

102）CTU信息采集步骤：让步骤101）所录入的病患在空腹情况下饮水200ml充盈肠道，再通过CTU扫描肾上极至耻骨联合处，并从头侧向足侧扫描，所述扫描的参数设置为层厚5mm、层距为5mm；先进行全尿路平扫，然后采用高压注射器从肘前静脉注入非离子型对比剂，总量为80ml至100ml，注射速度为2.0 ml/S 至2.5 ml/S；在所述注射非离子型对比剂后，并采集横断位图像信息；所述CTU为泌尿系造影；

103）CTU信息处理步骤：由步骤102）所得数据信息，使用医学影像算法平台和三维医学影像数据处理平台3DMed，来对数据信息进行处理，并去除肾脏周围脂肪组织，所述去除肾脏周围脂肪组织需达到98%以上,对脂肪组织边界地区采用降噪、平滑过度和精细填充方法处理，若去除未达标，会跳出提示框，从而可根据需要选择继续自动化处理或人工选取，来去除肾脏周围脂肪组织，所述自动化处理，其识别选取肾脏周围脂肪组织会比上一次识别选取的标准降低20%，直到去除率达标，自动化处理才会停止；保留并根据数据信息重建肾脏、集合系统、膀胱和输尿管，并对泌尿系统模型进行纵切、横切的不同断面重建，从而确定结石部位及其与周围结构的关系，然后对所有数据信息进行进一步的降噪、平滑以及精细填充处理；

104）3D建模步骤：将步骤103）处理后的信息传输给3D打印机，并以高弹性塑料材料为基础通过3D打印机，打印出1:1的肾脏、输尿管和膀胱一体化泌尿系统模型；