CN105719550A - 肿瘤切除手术练习模型及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及人体医学模型领域，特别为一种肿瘤切除手术练习模型及其制造方法。本发明的肿瘤切除手术练习模型包括手术器官薄壁模型及肿瘤立体模型；所述手术器官薄壁模型与肿瘤立体模型之间连接有连接件；手术器官薄壁模型内有透明胶体。本发明的肿瘤切除手术练习模型的制造方法包括如下步骤：步骤一：采集患者的CT图像或MR图像并进行立体重建；步骤二：获取手术器官立体模型；步骤三：对手术器官立体模型进行空心化处理；步骤四：获取手术器官内部的肿瘤立体模型；步骤五：构建手术器官练习模具；步骤六：3D打印出手术器官练习模具；步骤七：制作手术器官练习模型。本发明能制造出一种真实模拟病患手术器官肿瘤的模型便于教学及操作练习。
Description
技术领域
本发明涉及人体医学模型领域，特别为一种肿瘤切除手术练习模型及其制造方法。
背景技术
各种器官内的良/恶性肿瘤已成为现代人的一类多发病症。由于在器官内的肿瘤切除手术十分复杂,附近有大量的神经、血管、淋巴结，因而在真正为病人主刀前需要进行大量的练习及观摩以累积足够的临床经验。
而目前实习医师的手术练习的来源通常为各种动物，然而动物的器官构造与人体存在较大差异，因而练习效果不佳；再者是进行尸体解剖，然而尸体的来源极少，难以满足实习医生的大量需求；并且由于难以看到器官内部的情况，因而以上两种练习并不适合新手的医师进行手术练习。
再者，目前对于肿瘤患者的术前检查通常采用的是CT或MR扫描，由于是逐层的断面图像，甚至连主刀医生都无法完全从图像中看出患者的病情，而只有那些受过专业培训的影像科医生才能读懂图像中的含义，并且由于图像不够直观，在很多时候不同医院对同一病人扫描图像的解读存在主观性，所获得的病情评价存在出入。这就严重影响了手术医生及患者家属对患者的手术决断及手术策略的选择。
发明内容
本发明的第一发明目的在于：提供一种肿瘤切除手术练习模型，其能够真实模拟手术器官的构造，且能从外部直接看清肿瘤的位置，便于教学及操作练习；
本发明的第二发明目的在于：提供一种肿瘤切除手术练习模型制造方法，其能够制造出一种真实模拟病患手术器官肿瘤的模型，便于手术医生及患者家属对患者的手术决断及手术策略的选择，并能够让医师在术前反复进行真实模拟操作练习。
本发明第一发明目的通过如下技术方案实现：一种肿瘤切除手术练习模型，其特征在于：包括由能破碎材料制成的手术器官薄壁模型及位于手术器官薄壁模型内部的肿瘤立体模型；
所述手术器官薄壁模型与肿瘤立体模型之间固定连接有用于将肿瘤立体模型悬置在手术器官薄壁模型内部的连接件；
所述手术器官薄壁模型的内部填充有透明胶体。
其使用方法如下：
待肿瘤切除手术练习模型内部的透明胶体凝固后，即可将手术器官薄壁模型打碎并剥除。
为了更好的实施本方案,还提供如下优化方案：
进一步的，还包括肿瘤切除提示装置；
肿瘤切除提示装置包括用于感应是否有手术工具触碰到肿瘤立体模型的压力传感器、用于发出提示音的蜂鸣器以及用于控制蜂鸣器开启或关闭的控制装置；
所述压力传感器、蜂鸣器以及控制装置均设置在肿瘤立体模型的内部，控制装置分别与压力传感器及蜂鸣器电连接，控制装置在感应到压力传感器上所受的压力大于设定值时开启蜂鸣器，在感应到压力传感器上所受的压力小于设定值时关闭蜂鸣器。
在利用本发明进行模拟肿瘤切除手术练习的时候，当手术工具误碰到肿瘤立体模型时，其内部的蜂鸣器会立即发出提示音，从而提示练习者手术工具触碰到肿瘤立体模型。
进一步的，所述手术器官薄壁模型及肿瘤立体模型是由聚乳酸或聚乳酸的混合物制成。
进一步的，所述透明胶体为硅胶、透明橡胶、明胶或工业淀粉。
本发明第二发明目的通过如下技术方案实现：一种肿瘤切除手术练习模型的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：采集患者手术部位的CT图像或MR图像并进行立体重建；
对患者的手术器官进行CT或MR逐层扫描从而采集相应的CT图像或MR图像，并将采集获取的CT图像或MR图像进行立体重建后形成扫描图像立体模型；
步骤二：获取手术器官立体模型；
从步骤一中的扫描图像立体模型中获取所需的手术器官立体模型；
步骤三：对手术器官立体模型进行空心化处理；
将步骤三中的手术器官立体模型内部进行空心化处理从而获得手术器官薄壁模型；
步骤四：获取手术器官内部的肿瘤立体模型；
从步骤二中的手术器官立体模型中获取手术器官内部的肿瘤立体模型；
步骤五：构建手术器官练习模具；
将步骤四中的肿瘤立体模型合并到手术器官薄壁模型的内部并在肿瘤立体模型与手术器官薄壁模型之间构建一个连接件使得肿瘤立体模型悬置固定在手术器官薄壁模型中从而构建出手术器官练习模具；
步骤六：3D打印出手术器官练习模具；
将步骤五中构建出的手术器官练习模具导入到3D打印机中进行打印；
步骤七：制作手术器官练习模型；
在步骤六中打印出的手术器官练习模具内部腔体中灌入透明胶体，待透明胶体凝固后将手术器官练习模具外表的薄壁拨除后所获得的模型即为手术器官练习模型。
为了更好的实施本方案,还提供如下优化方案：
进一步的，所述进行CT或MR逐层扫描的层厚范围为0.1-5毫米。
进一步的，所述肿瘤立体模型与手术器官薄壁模型之间的相对位置和肿瘤与手术器官之间的相对位置相同。
进一步的，所述手术器官练习模具中手术器官薄壁模型及肿瘤立体模型的打印材料为聚乳酸或聚乳酸的混合物。
进一步的，所述透明为硅胶、透明橡胶、明胶或工业淀粉。
较之前技术而言，本发明的有益效果为：
1.本发明能够真实模拟手术器官的构造，清楚地表现出肿瘤在器官内部的大小及位置，且能从外部直接看清器官内部的肿瘤，便于教学及操作练习；
2.利用本发明的方法能够制造出一种真实模拟病患手术器官肿瘤的模型，便于手术医生及患者家属对患者的手术决断及手术策略的选择；
3.本发明的制造方法方便且能在短时间内复制出大量相同的模型，从而能够让医师在术前反复进行真实模拟操作练习，提高了手术的熟练程度从而提高手术的成功率。
附图说明
图1为实施例1的立体示意图；
图2为实施例1的肿瘤切除提示装置电路结构框图；
图3为实施例2的立体示意图；
图4为实施例3的立体示意图；
图5为实施例4的立体示意图；
图6为图5的A-A剖面示意图；
图7为实施例4的外壳破损后的立体示意图；
图8为实施例5的立体示意图；
图9为图8的B-B剖面示意图；
图10为实施例5的外壳破损后的立体示意图；
图11为实施例6的立体示意图；
图12为图11的C-C剖面示意图；
图13为实施例5的外壳破损后的立体示意图。
标号说明：1-手术器官薄壁模型、11-肿瘤立体模型、12-连接件。
具体实施方式
下面结合附图说明对本发明做详细说明：
实施例1：
如图1-2所示,本实施例为肺部肿瘤切除手术练习模型，其特征在于：包括由能破碎材料制成的手术器官薄壁模型1及位于手术器官薄壁模型1内部的肿瘤立体模型11；
所述手术器官薄壁模型1与肿瘤立体模型11之间固定连接有用于将肿瘤立体模型11悬置在手术器官薄壁模型1内部的连接件12；
所述手术器官薄壁模型1的内部填充有透明胶体。
为了更好的实施本方案,还提供如下优化方案：
进一步的，还包括肿瘤切除提示装置；
肿瘤切除提示装置包括用于感应是否有手术工具触碰到肿瘤立体模型11的压力传感器、用于发出提示音的蜂鸣器以及用于控制蜂鸣器开启或关闭的控制装置；
所述压力传感器、蜂鸣器以及控制装置均设置在肿瘤立体模型11的内部，控制装置分别与压力传感器及蜂鸣器电连接，控制装置在感应到压力传感器上所受的压力大于设定值时开启蜂鸣器，在感应到压力传感器上所受的压力小于设定值时关闭蜂鸣器。
进一步的，所述手术器官薄壁模型1及肿瘤立体模型11是由聚乳酸或聚乳酸的混合物制成。
进一步的，所述透明胶体为硅胶、透明橡胶、明胶或工业淀粉。
进一步的，所述肿瘤立体模型11的外表面上还设置有LED灯。
实施例2：
如图3所示,本实施例为肝脏肿瘤切除手术练习模型，其特征在于：包括由能破碎材料制成的手术器官薄壁模型1及位于手术器官薄壁模型1内部的肿瘤立体模型11；
所述手术器官薄壁模型1与肿瘤立体模型11之间固定连接有用于将肿瘤立体模型11悬置在手术器官薄壁模型1内部的连接件12；
所述手术器官薄壁模型1的内部填充有透明胶体。
为了更好的实施本方案,还提供如下优化方案：
进一步的，还包括肿瘤切除提示装置；
肿瘤切除提示装置包括用于感应是否有手术工具触碰到肿瘤立体模型11的压力传感器、用于发出提示音的蜂鸣器以及用于控制蜂鸣器开启或关闭的控制装置；
所述压力传感器、蜂鸣器以及控制装置均设置在肿瘤立体模型11的内部，控制装置分别与压力传感器及蜂鸣器电连接，控制装置在感应到压力传感器上所受的压力大于设定值时开启蜂鸣器，在感应到压力传感器上所受的压力小于设定值时关闭蜂鸣器。
进一步的，所述手术器官薄壁模型1及肿瘤立体模型11是由聚乳酸或聚乳酸的混合物制成。
进一步的，所述透明胶体为硅胶、透明橡胶、明胶或工业淀粉。
实施例3：
如图4所示,本实施例为甲状腺肿瘤切除手术练习模型，其特征在于：包括由能破碎材料制成的手术器官薄壁模型1及位于手术器官薄壁模型1内部的肿瘤立体模型11；
所述手术器官薄壁模型1与肿瘤立体模型11之间固定连接有用于将肿瘤立体模型11悬置在手术器官薄壁模型1内部的连接件12；
所述手术器官薄壁模型1的内部填充有透明胶体。
为了更好的实施本方案,还提供如下优化方案：
进一步的，还包括肿瘤切除提示装置；
肿瘤切除提示装置包括用于感应是否有手术工具触碰到肿瘤立体模型11的压力传感器、用于发出提示音的蜂鸣器以及用于控制蜂鸣器开启或关闭的控制装置；
所述压力传感器、蜂鸣器以及控制装置均设置在肿瘤立体模型11的内部，控制装置分别与压力传感器及蜂鸣器电连接，控制装置在感应到压力传感器上所受的压力大于设定值时开启蜂鸣器，在感应到压力传感器上所受的压力小于设定值时关闭蜂鸣器。
进一步的，所述手术器官薄壁模型1及肿瘤立体模型11是由聚乳酸或聚乳酸的混合物制成。
进一步的，所述透明胶体为硅胶、透明橡胶、明胶或工业淀粉。
实施例4：
如图5-7所示,本实施例为一种肺部肿瘤切除手术练习模型的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：采集患者肺部的CT图像或MR图像并进行立体重建；
对患者的肺部进行CT或MR逐层扫描从而采集相应的CT图像或MR图像，并将采集获取的CT图像或MR图像进行立体重建后形成扫描图像立体模型；
步骤二：获取手术器官立体模型；
从步骤一中的扫描图像立体模型中获取所需的手术器官立体模型；
步骤三：对手术器官立体模型进行空心化处理；
将步骤三中的手术器官立体模型内部进行空心化处理从而获得手术器官薄壁模型1；
步骤四：获取手术器官内部的肿瘤立体模型11；
从步骤二中的手术器官立体模型中获取手术器官内部的肿瘤立体模型11；
步骤五：构建手术器官练习模具；
将步骤四中的肿瘤立体模型11合并到手术器官薄壁模型1的内部并在肿瘤立体模型11与手术器官薄壁模型1之间构建一个连接件12使得肿瘤立体模型11悬置固定在手术器官薄壁模型1中从而构建出手术器官练习模具；
步骤六：3D打印出手术器官练习模具；
将步骤五中构建出的手术器官练习模具导入到3D打印机中进行打印；
步骤七：制作手术器官练习模型；
在步骤六中打印出的手术器官练习模具内部腔体中灌入透明胶体，待透明胶体凝固后将手术器官练习模具外表的薄壁拨除后所获得的模型即为手术器官练习模型。
为了更好的实施本方案,还提供如下优化方案：
进一步的，所述进行CT或MR逐层扫描的层厚范围为0.1-5毫米。
进一步的，所述肿瘤立体模型11与手术器官薄壁模型1之间的相对位置和肿瘤与手术器官之间的相对位置相同。
进一步的，所述手术器官练习模具中手术器官薄壁模型1及肿瘤立体模型11的打印材料为聚乳酸或聚乳酸的混合物。
进一步的，所述透明为硅胶、透明橡胶、明胶或工业淀粉。
实施例5：
如图8-10所示,本实施例为一种肝脏肿瘤切除手术练习模型的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：采集患者肝脏的CT图像或MR图像并进行立体重建；
对患者的肝脏进行CT或MR逐层扫描从而采集相应的CT图像或MR图像，并将采集获取的CT图像或MR图像进行立体重建后形成扫描图像立体模型；
步骤二：获取手术器官立体模型；
从步骤一中的扫描图像立体模型中获取所需的手术器官立体模型；
步骤三：对手术器官立体模型进行空心化处理；
将步骤三中的手术器官立体模型内部进行空心化处理从而获得手术器官薄壁模型1；
步骤四：获取手术器官内部的肿瘤立体模型11；
从步骤二中的手术器官立体模型中获取手术器官内部的肿瘤立体模型11；
步骤五：构建手术器官练习模具；
将步骤四中的肿瘤立体模型11合并到手术器官薄壁模型1的内部并在肿瘤立体模型11与手术器官薄壁模型1之间构建一个连接件12使得肿瘤立体模型11悬置固定在手术器官薄壁模型1中从而构建出手术器官练习模具；
步骤六：3D打印出手术器官练习模具；
将步骤五中构建出的手术器官练习模具导入到3D打印机中进行打印；
步骤七：制作手术器官练习模型；
在步骤六中打印出的手术器官练习模具内部腔体中灌入透明胶体，待透明胶体凝固后将手术器官练习模具外表的薄壁拨除后所获得的模型即为手术器官练习模型。
为了更好的实施本方案,还提供如下优化方案：
进一步的，所述进行CT或MR逐层扫描的层厚范围为0.1-5毫米。
进一步的，所述肿瘤立体模型11与手术器官薄壁模型1之间的相对位置和肿瘤与手术器官之间的相对位置相同。
进一步的，所述手术器官练习模具中手术器官薄壁模型1及肿瘤立体模型11的打印材料为聚乳酸或聚乳酸的混合物。
进一步的，所述透明为硅胶、透明橡胶、明胶或工业淀粉。
实施例6：
如图11-13所示,本实施例为一种甲状腺肿瘤切除手术练习模型的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：采集患者甲状腺的CT图像或MR图像并进行立体重建；
对患者的甲状腺进行CT或MR逐层扫描从而采集相应的CT图像或MR图像，并将采集获取的CT图像或MR图像进行立体重建后形成扫描图像立体模型；
步骤二：获取手术器官立体模型；
从步骤一中的扫描图像立体模型中获取所需的手术器官立体模型；
步骤三：对手术器官立体模型进行空心化处理；
将步骤三中的手术器官立体模型内部进行空心化处理从而获得手术器官薄壁模型1；
步骤四：获取手术器官内部的肿瘤立体模型11；
从步骤二中的手术器官立体模型中获取手术器官内部的肿瘤立体模型11；
步骤五：构建手术器官练习模具；
将步骤四中的肿瘤立体模型11合并到手术器官薄壁模型1的内部并在肿瘤立体模型11与手术器官薄壁模型1之间构建一个连接件12使得肿瘤立体模型11悬置固定在手术器官薄壁模型1中从而构建出手术器官练习模具；
步骤六：3D打印出手术器官练习模具；
将步骤五中构建出的手术器官练习模具导入到3D打印机中进行打印；
步骤七：制作手术器官练习模型；
在步骤六中打印出的手术器官练习模具内部腔体中灌入透明胶体，待透明胶体凝固后将手术器官练习模具外表的薄壁拨除后所获得的模型即为手术器官练习模型。
为了更好的实施本方案,还提供如下优化方案：
进一步的，所述进行CT或MR逐层扫描的层厚范围为0.1-5毫米。
进一步的，所述肿瘤立体模型11与手术器官薄壁模型1之间的相对位置和肿瘤与手术器官之间的相对位置相同。
进一步的，所述手术器官练习模具中手术器官薄壁模型1及肿瘤立体模型11的打印材料为聚乳酸或聚乳酸的混合物。
进一步的，所述透明为硅胶、透明橡胶、明胶或工业淀粉。
尽管本发明采用具体实施例及其替代方式对本发明进行示意和说明，但应当理解，只要不背离本发明的精神范围内的各种变化和修改均可实施。因此，应当理解除了受随附的权利要求及其等同条件的限制外，本发明不受任何意义上的限制。
Claims (9)
1.一种肿瘤切除手术练习模型，其特征在于：包括由能破碎材料制成的手术器官薄壁模型(1)及位于手术器官薄壁模型(1)内部的肿瘤立体模型(11)；
所述手术器官薄壁模型(1)与肿瘤立体模型之间固定连接有用于将肿瘤立体模型悬置在手术器官薄壁模型(1)内部的连接件(12)；
所述手术器官薄壁模型(1)的内部填充有透明胶体。
2.根据权利要求1所述的肿瘤切除手术练习模型，其特征在于：还包括肿瘤切除提示装置；
肿瘤切除提示装置包括用于感应是否有手术工具触碰到肿瘤立体模型(11)的压力传感器、用于发出提示音的蜂鸣器以及用于控制蜂鸣器开启或关闭的控制装置；
所述压力传感器、蜂鸣器以及控制装置均设置在肿瘤立体模型(11)的内部，控制装置分别与压力传感器及蜂鸣器电连接，控制装置在感应到压力传感器上所受的压力大于设定值时开启蜂鸣器，在感应到压力传感器上所受的压力小于设定值时关闭蜂鸣器。
3.根据权利要求1所述的肿瘤切除手术练习模型，其特征在于：所述手术器官薄壁模型(1)及肿瘤立体模型(11)是由聚乳酸或聚乳酸的混合物制成。
4.根据权利要求1所述的肿瘤切除手术练习模型，其特征在于：所述透明胶体为硅胶、透明橡胶、明胶或工业淀粉。
5.一种肿瘤切除手术练习模型的制造方法，其特征在于：
包括如下步骤：
步骤一：采集患者手术部位的CT图像或MR图像并进行立体重建；
对患者的手术器官进行CT或MR逐层扫描从而采集相应的CT图像或MR图像，并将采集获取的CT图像或MR图像进行立体重建后形成扫描图像立体模型；
步骤二：获取手术器官立体模型；
从步骤一中的扫描图像立体模型中获取所需的手术器官立体模型；
步骤三：对手术器官立体模型进行空心化处理；
将步骤三中的手术器官立体模型内部进行空心化处理从而获得手术器官薄壁模型(1)；
步骤四：获取手术器官内部的肿瘤立体模型(11)；
从步骤二中的手术器官立体模型中获取手术器官内部的肿瘤立体模型(11)；
步骤五：构建手术器官练习模具；
将步骤四中的肿瘤立体模型(11)合并到手术器官薄壁模型(1)的内部并在肿瘤立体模型(11)与手术器官薄壁模型(1)之间构建一个连接件(12)使得肿瘤立体模型(11)悬置固定在手术器官薄壁模型(1)中从而构建出手术器官练习模具；
步骤六：3D打印出手术器官练习模具；
将步骤五中构建出的手术器官练习模具导入到3D打印机中进行打印；
步骤七：制作手术器官练习模型；
在步骤六中打印出的手术器官练习模具内部腔体中灌入透明胶体，待透明胶体凝固后将手术器官练习模具外表的薄壁拨除后所获得的模型即为手术器官练习模型。
6.根据权利要求5所述的肿瘤切除手术练习模型的制造方法，其特征在于：所述进行CT或MR逐层扫描的层厚范围为0.1-5毫米。
7.根据权利要求5所述的肿瘤切除手术练习模型的制造方法，其特征在于：所述肿瘤立体模型(11)与手术器官薄壁模型(1)之间的相对位置和肿瘤与手术器官之间的相对位置相同。
8.根据权利要求5所述的肿瘤切除手术练习模型的制造方法，其特征在于：所述手术器官练习模具中手术器官薄壁模型(1)及肿瘤立体模型(11)的打印材料为聚乳酸或聚乳酸的混合物。
9.根据权利要求5所述的肿瘤切除手术练习模型的制造方法，其特征在于：所述透明为硅胶、透明橡胶、明胶或工业淀粉。
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