[发明专利]一种人体耳蜗鼓阶模型制备方法

说明书

本发明提供一种人体耳蜗鼓阶模型制备方法，首先构建耳蜗三维模型；然后基于耳蜗三维模型获取耳蜗鼓阶模型的三维模型数据；再通过耳蜗鼓阶模型的三维模型数据构建耳蜗鼓阶三维虚拟模型图；最后基于三维虚拟模型图制得耳蜗鼓阶模型。本发明基于耳蜗CT图像通过三维建模、图像处理软件人工制备耳蜗鼓阶模型，不会破坏耳蜗结构，将耳蜗的鼓阶分离开来，可以准确反映耳蜗鼓阶尺寸并能够按照一定比例进行扩展，可以准确地模拟电极植入环境并实时观察电极位置并记录植入过程，模型制作成本较低，能够重复用于模拟电极植入相关实验。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种人体耳蜗鼓阶模型制备方法。

背景技术

耳蜗为人体听觉器官内耳骨迷路的一个组成部分，是传导并感受声波的结构。据世界卫生组织统计，截止到目前，全世界共有3.6亿人听力残疾，超过总人口数的5％，其中3200万为儿童。

随着科技高速发展，人工耳蜗技术发展迅速，已经从实验研究进入临床应用。人工耳蜗是目前运用最成功的生物医学工程装置，现在全球医学界已把人工耳蜗作为治疗重度聋至全聋的常规方法，如何精准的从耳蜗中分离出鼓阶并建立能准确反映其结构尺寸的物理模型尤为重要。

现有的人体耳蜗模型大多采用的是向颞骨标本中浇注金属铸造制成，虽然能够提供耳蜗的准确尺寸，但所得模型不能用于人工耳蜗植入实验，并且制作过程中标本结构被破坏，无法重复使用，成本较高；同时现有的人体耳蜗模型大多利用已知数学函数表达式直接生成耳蜗模型，体现的是整个耳蜗的螺旋结构，没有将耳蜗的鼓阶分离开来且不能准确反映耳蜗鼓阶尺寸，不能准确模拟电极植入环境；而且人工耳蜗电极植入实验主要采用人体颞骨标本进行植入训练及实验，成本较高且无法记录电极植入过程和电极位置，而且现有的人体耳蜗模型制备方法大多只能制备固定尺寸的模型，不能根据实验需求和实验条件对模型进行扩展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种的人体耳蜗鼓阶模型制备方法，能够准确反映耳蜗鼓阶的尺寸、准确模拟电极植入环境，同时可以进行扩展、重复利用，从而降低成本。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种人体耳蜗鼓阶模型制备方法，包括以下步骤：

S1、构建耳蜗三维模型；

S2、基于耳蜗三维模型获取耳蜗鼓阶模型的三维模型数据；

S3、构建耳蜗鼓阶三维虚拟模型图；

S4、基于三维虚拟模型图，制得耳蜗鼓阶模型。

进一步地，所述构建耳蜗三维模型具体包括：获取耳蜗CT图像并输出，然后将输出的耳蜗CT图像数据通过图像处理软件进行三维重建得到耳蜗三维重建模型。

进一步地，所述基于耳蜗三维模型获取耳蜗鼓阶模型的三维模型数据具体通过以下步骤实现：

S21、对耳蜗三维重建模型进行重新分割,获取不同角度的鼓阶横截面，然后通过图像处理获取鼓阶横截面中心点，最后将这组中心点通过三次B样条插值算法得到鼓阶通道中心线；

S22、参考耳蜗解剖学报告与论文，获取不同位置的耳蜗鼓阶尺寸参数，基于鼓阶宽度和高度信息，将不规则的鼓阶横截面近似为椭圆，鼓阶宽度和高度分别拟作椭圆的长轴和短轴；

S23、将鼓阶通道中心线信息与鼓阶横截面信息导入模型数据分析软件中，生成耳蜗鼓阶数据模型。

进一步地，所述构建耳蜗鼓阶三维虚拟模型图包括将人体耳蜗鼓阶模型三维模型数据导入三维机械设计软件中，由鼓阶横截面近似的椭圆沿鼓阶通道中心线边界切除得到耳蜗鼓阶三维虚拟模型图。

优选地，所述耳蜗鼓阶模型采用全透明材料通过3D打印制得。