[发明专利]一种头颈部软组织缺损重建手术模板设计方法及手术模板

摘要

一种头颈部软组织缺损重建手术模板设计方法，包括以下步骤：1.基于标准模型头颈部软组织表面曲率分布的可展性分析和曲面分类；2.具体病例病变区域软组织分析及缺损区域软组织切除模板、皮瓣获取模板的设计与制备。本发明提出一种头颈部软组织缺损重建手术模板设计方法及手术模板，能在手术前基于患者的CT数据构建供区软组织三维模型和缺损部位三维模型，并根据缺损部位的实际形状需求，精确设计移植皮瓣的形状和大小，并通过设计和制作手术模板来指导医生精确完成皮瓣获取、塑形及移植等手术操作，将能够有效解决头颈部肿瘤切除后的软组织缺损精确重建问题。

主权项

1.一种基于曲面特征分类处理及展开的头颈部软组织缺损重建手术模板设计方法，其特征在于：所述设计方法包括以下步骤：1.基于标准模型头颈部软组织表面曲率分布的可展性分析和曲面分类1.1)标准头颈部CT数据的获取：根据国家标准选取一个头颈部正常的相对中等的人作为一个标准模型，进行头颈部CT扫描，获得标准头颈部CT数据；1.2)头颈部的三维模型重建：将标准头颈部CT数据导入医学影像软件中进行阈值划分，重建得到头颈部的三维模型，并在三维图像处理软件中提取头颈部三维模型表面，为后续的曲面曲率分析做准备；1.3)头颈部三维曲面曲率分析和区域划分：1.3.1)对步骤1.2)中提取的头颈部三维模型表面曲面进行高斯曲率分析，参考软组织的可伸缩性，把头颈部三维曲面中可以直接展开成二维平面的曲面区域设为Ⅰ区；1.3.2)对剩下的三维曲面进行主曲率分析，并参考皮瓣的可伸缩性将曲线变化率小的曲面区域划分为Ⅱ区；1.3.3)将步骤1.3.2)中剩余的必须要分割后才能展开成近似二维面的区域定为Ⅲ区；1.4)皮瓣移植缝合顺序确定及标记：在利用皮瓣修复软组织缺损时，原软组织缺损表面的椭圆面部分处建议先缝合，双曲面处后缝合；对要修复的软组织缺损表面曲面进行高斯曲率分析，并根据分析结果分别在椭圆点和双曲点进行形状符号标记；保证3D打印的皮瓣获取模板也会有符号标记，用于指导医生在手术时缝合皮瓣的先后顺序；2.具体病例病变区域软组织分析及缺损区域软组织切除模板、皮瓣获取模板的设计与制备2.1)病变区域软组织分析：将患者头颈部CT数据导入医学影像软件中，重建肿瘤三维模型，根据医生意见设定安全切除距离，根据设定范围重建需要切除的软组织三维模型，其中暴露的皮肤就是需要切除并重建修复的软组织表面；2.2)缺损区域软组织切除模板设计：在需要切除的软组织三维模型上，在边界区域正常组织表面上，进行曲面加厚生成缺损区域软组织切除模板，该切除模板同时也是皮瓣塑形缝合模板；2.3)缺损区域软组织切除后的修复曲面设计与处理：在三维图像处理软件中，利用基于标准模型的曲面变形、基于肿瘤表面的曲面变形、对称镜像以及曲面补孔技术，设计出缺损修复曲面，即构建出需要重建的软组织皮肤表面三维形态曲面，根据步骤1.3)中的分类标准对该曲面进行分类，并根据Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区曲面处理方法对曲面进行分类处理获得近似二维的缺损区域所需移植的软组织修复曲面展开模型；2.4)基于缺损区域所需移植的软组织修复曲面展开模型，通过表面曲面加厚生成皮瓣获取模板的三维实体模型，该模板上带有形状符号标记；2.5)手术模板制备：利用3D打印技术将步骤2.2)中的缺损区域软组织切除模板，利用3D打印技术将步骤2.4)中带有形状符号标记的皮瓣获取模板制备出来，两个模板分别用于指导医生临床手术时精确切除缺损区域软组织、获取移植皮瓣以及皮瓣塑形和缝合，实现软组织缺损的精准重建。