一種利用新材料3d打印軟組織病理模型的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種軟組織病理模型的制作方法，具體是一種利用新材料3D打印軟組織病理模型的制作方法，屬于醫(yī)學(xué)病理模型技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著醫(yī)學(xué)、公共衛(wèi)生學(xué)、獸醫(yī)學(xué)等學(xué)科的不斷發(fā)展，教學(xué)、科普展示等對(duì)醫(yī)學(xué)模型的需求也越來越大。最開始傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)模型制造工藝簡陋粗糙，精確度及真實(shí)性較差，不易運(yùn)輸保存，且一般僅能從視覺上給人以直觀的展示。目前市場上銷售的仿真模型精確度有了很大的提高，一些特殊部位如骨骼、牙齒等質(zhì)感也與真實(shí)的組織類似，不過這類低端仿真模型由于受到生產(chǎn)材料的影響，僅僅可以應(yīng)用于較硬組織。還有一些仿真人體生物模型，雖然關(guān)節(jié)可動(dòng)，皮膚柔軟，但也僅僅應(yīng)用于體表或淺層組織模型的制作。
[0003]正常醫(yī)學(xué)相關(guān)模型制作一般都是按照標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一生產(chǎn)，只能代表機(jī)體正常時(shí)的情況，對(duì)于醫(yī)學(xué)教學(xué)、科普展示等有一定效果。而當(dāng)疾病發(fā)生時(shí)，由于個(gè)體差異、疾病種類、病情不同等原因，每個(gè)人每種病的病理狀況都有不同，這時(shí)能夠真實(shí)具體的表現(xiàn)出發(fā)病器官內(nèi)部及外在病理變化，對(duì)于醫(yī)生的診斷和治療方案的制定就顯得尤為重要。另外剛畢業(yè)的醫(yī)學(xué)院學(xué)生進(jìn)行手術(shù)時(shí)，或者在一些病情復(fù)雜、非常見病進(jìn)行手術(shù)時(shí)，由于經(jīng)驗(yàn)不足，首次進(jìn)行某類手術(shù)會(huì)降低成功率。
[0004]目前普通醫(yī)學(xué)模型主要針對(duì)正常的組織并按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)做出，有各個(gè)正常組織器官的相關(guān)數(shù)據(jù)做參照，只要按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制作就可完成，對(duì)于人們了解正常組織的構(gòu)造有較大的幫助。但病理組織屬于非正常情況，其大小、外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等變化無規(guī)律，因此，普通工藝制造的模型一方面很難真實(shí)的體現(xiàn)出實(shí)際的病理變化，另一方面這些制作的病理模型也主要是針對(duì)出現(xiàn)的典型病理變化。傳統(tǒng)病理模型制作依據(jù)一般來源于組織解剖或標(biāo)本，只能以機(jī)體死亡時(shí)的組織器官的病理變化為依據(jù)，這時(shí)由于機(jī)體生理功能已經(jīng)停止，以此為依據(jù)制作的病理模型可能會(huì)與真實(shí)情況有些偏差。另外傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)病理模型除教學(xué)展示等作用外，基本沒有其他用途。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在問題，本發(fā)明提供一種利用新材料3D打印軟組織病理模型的制作方法，通過該方法制造出的病理模型能夠更加真實(shí)準(zhǔn)確地體現(xiàn)出機(jī)體組織器官的實(shí)際狀況，并且通過顏色的運(yùn)用，能夠以病理變化為依據(jù)，更加具體真實(shí)地展現(xiàn)出組織器官的病理變化。
[0006]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的:一種利用新材料3D打印軟組織病理模型的制作方法，該方法包括如下步驟:
[0007]1)、通過影像學(xué)設(shè)備收集病人病變部位的真實(shí)情況，得到保存格式為DIC0M的數(shù)據(jù)；
[0008]2)、根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)在圖形工作站上，使用專業(yè)軟件重建模型；
[0009]3)、利用與傳統(tǒng)3D打印材料不同的紅、綠、藍(lán)三種顏色的硅膠為原料，硅膠3D打印機(jī)打印出于體內(nèi)真實(shí)情況一致的病理模型。
[0010]進(jìn)一步，所述影像學(xué)設(shè)備為CT或NMR。
[0011]進(jìn)一步，所述步驟3)中，硅膠3D打印機(jī)的操作流程如下:
[0012]1)、利用專用的3D打印機(jī)噴嘴，將微小硅膠液滴在平面上，并且按照病理實(shí)際情況打??；
[0013]2)、打印出來的是一條極細(xì)微的硅膠線，硅膠液滴經(jīng)打印機(jī)噴嘴噴出成型的同時(shí)采用紫外光對(duì)已打出來的硅膠液滴進(jìn)行光固化并打印下一條線，
[0014]3)、不斷重復(fù)步驟2)形成切面，一層切面完成后再繼續(xù)打印下一層，直至模型打印完全完成。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:1)、通過該方法制造出的病理模型在醫(yī)學(xué)、獸醫(yī)學(xué)、科普等展示用途上，比傳統(tǒng)的病理模型更精確、更逼真、更美觀，比病理標(biāo)本更易運(yùn)輸保存。
[0016]2)、通過該方法制造出的病理模型教具應(yīng)用于教學(xué)用途，由于我們制作的病理模型質(zhì)地與機(jī)體組織類似，可以供學(xué)生在我們的模型上練習(xí)手術(shù)、縫合等操作。
[0017]3)、在醫(yī)院診斷治療領(lǐng)域，通過該方法制造的模型可以根據(jù)醫(yī)生需要，按照醫(yī)院檢測(cè)設(shè)備提供的影像數(shù)據(jù)，制作出與病人體內(nèi)病理變化一致的模型，可以直觀的為醫(yī)生提供病人病情的真實(shí)情況，對(duì)于疾病診斷及治療都有較大的幫助。
[0018]4)、該方法制造的模型在精確度、內(nèi)外部結(jié)構(gòu)、與周邊組織的關(guān)聯(lián)、質(zhì)地、手感、甚至顏色等個(gè)方面均與病人體內(nèi)狀況接近。一些新出現(xiàn)、特殊、非常見疾病或者病情比較復(fù)雜的手術(shù)，缺乏甚至沒有以前的手術(shù)方案，直接在病人身上手術(shù)極有可能導(dǎo)致手術(shù)失敗，這樣情況下可以在手術(shù)實(shí)施前先在我們的模型上操作，通過練習(xí)制定并改進(jìn)手術(shù)方法，提高手術(shù)的成功率。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明3D打印整體流程示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明病變部位信息收集示意圖；
[0021]圖3是本發(fā)明實(shí)施例示意圖之一；
[0022]圖4是本發(fā)明實(shí)施例示意圖之二；
[0023]圖5是本發(fā)明實(shí)施例示意圖之三；
[0024]圖6是本發(fā)明實(shí)施例示意圖之四。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0026]如圖1和圖2所示:一種利用新材料3D打印軟組織病理模型的制作方法，該方法包括如下步驟:
[0027]1)、通過影像學(xué)設(shè)備收集病人病變部位的真實(shí)情況，得到保存格式為DIC0M的數(shù)據(jù)；
[0028]2)、根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)在圖形工作站上，使用專業(yè)軟件重建模型；
[0029]3)、利用與傳統(tǒng)3D打印材料不同的紅、綠、藍(lán)三種顏色的硅膠為原料，硅膠3D打印機(jī)打印出于體內(nèi)真實(shí)情況一致的病理模型。
[0030]進(jìn)一步，所述影像學(xué)設(shè)備為CT或NMR。
[0031]進(jìn)一步，所述步驟3)中，硅膠3D打印機(jī)的操作流程如下:
[0032]1)、利用專用的噴嘴，將微小硅液膠滴在平面上，并且按照病理實(shí)際情況打印；
[0033]2)、打印出來的是一條極細(xì)微的硅膠線，硅膠液滴經(jīng)打印機(jī)噴嘴噴出成型的同時(shí)采用紫外光對(duì)已打出來的硅膠液滴進(jìn)行光固化并打印下一條線；
[0034]3)、不斷重復(fù)步驟2)形成切面，一層切面完成后再繼續(xù)打印下一層，直至模型打印完全完成。
[0035]CT、NMR等影像學(xué)檢測(cè)，可以真實(shí)詳細(xì)的表現(xiàn)出不同病人病理組織狀況。新材料3D打印軟組織病理模型的制作是基于CT、NMR等技術(shù)收集相關(guān)病理數(shù)據(jù)，然后與3D打印技術(shù)完美結(jié)合，并利用高仿真生物材料打印出來的，由于選用特殊打印材料不僅可以真實(shí)直觀的為醫(yī)生反映出組織病理的真實(shí)狀況，而且其結(jié)構(gòu)(包括內(nèi)部細(xì)微結(jié)構(gòu))、質(zhì)地、顏色、手感等方面也與真實(shí)組織器官相近，甚至可以供醫(yī)生在正式手術(shù)前進(jìn)行預(yù)手術(shù)。另外由于選用彩色原料，我們也可以根據(jù)需求對(duì)模型中的病變部位進(jìn)行特殊著色，達(dá)到突出某些重點(diǎn)的效果Ο
[0036]傳統(tǒng)模型制作開模費(fèi)用貴，少量生產(chǎn)成本極高，不適合情況多變的病理模型制作，且制作工藝粗糙簡陋，制作的成品用途少，不易保存，我們的新型病理模型可以節(jié)省巨大的開模費(fèi)用，可以為病人個(gè)性化定制模型。新材料3D打印軟組織病理模型，可以根據(jù)需要，對(duì)體內(nèi)健康組織器官或者在疾病發(fā)展的任何時(shí)段，以病人機(jī)體的病理變化為依據(jù)，制作出與機(jī)體生理、病理(包括組織器官內(nèi)部結(jié)構(gòu))真實(shí)情況一致的模型，這樣不僅可以為醫(yī)生提供直觀的病理情況展示，對(duì)醫(yī)生的診斷、治療或手術(shù)方案的制定有極大的幫助，而且由于我們的制造材料在質(zhì)地、手感、顏色等各方面均與機(jī)體組織相似，因此，治療醫(yī)生甚至可以在我們的模型上進(jìn)行預(yù)手術(shù)、預(yù)操作來提高手術(shù)的成功率，這點(diǎn)對(duì)于復(fù)雜、非常見病的手術(shù)以及一些經(jīng)驗(yàn)稍微欠缺的醫(yī)生顯得更為重要。
[0037]根據(jù)三原色原理，任何顏色都可用紅、綠、藍(lán)這3種顏色按不同的比例混合而成，我們打印模型的原料選用與以往傳統(tǒng)的3D打印材料不同的紅綠藍(lán)三原色彩色硅膠，這種原料與人體組織相似度極高，制成模型以后真實(shí)度高，質(zhì)地、手感等各方面也與真實(shí)的組織類似，該材料粘稠度高、具有光敏感性，經(jīng)紫外光照射后，硅膠很快被固化交聯(lián)形成柔軟的固體材料。
[0038]實(shí)施例一
[0039]以心臟為需構(gòu)建的病例模型為例，
[0040]1)、首先用CT設(shè)備逐層收集足夠多的病人心臟部位的影像學(xué)資料，如圖3和圖4。
[0041]2)、利用相關(guān)軟件對(duì)收集到的資料進(jìn)行構(gòu)建處理，去除不需要的組織部位，如圖5。
[0042]3)、處理完成后，依據(jù)軟件構(gòu)建出來的病理模型，以彩色硅膠材料為原料，通過3D打印機(jī)打印出需要的病例模型，如圖6。
[0043]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改，等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用新材料3D打印軟組織病理模型的制作方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 1 )、通過影像學(xué)設(shè)備收集病人病變部位的真實(shí)情況，得到保存格式為DICOM的數(shù)據(jù)； 2)、根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)在圖形工作站上，使用專業(yè)軟件重建模型； 3)、利用與傳統(tǒng)3D打印材料不同的紅、綠、藍(lán)三種顏色的硅膠為原料，硅膠3D打印機(jī)打印出于體內(nèi)真實(shí)情況一致的病理模型。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用新材料3D打印軟組織病理模型的制作方法，其特征在于，所述影像學(xué)設(shè)備為CT或NMR。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用新材料3D打印軟組織病理模型的制作方法，其特征在于，所述步驟3)中，硅膠3D打印機(jī)的操作流程如下: 1)、利用專用的3D打印機(jī)噴嘴，將微小硅膠液滴在平面上，并且按照病理實(shí)際情況打印； 2)、打印出來的是一條極細(xì)微的硅膠線，硅膠液滴經(jīng)打印機(jī)噴嘴噴出成型的同時(shí)采用紫外光對(duì)已打出來的硅膠液滴進(jìn)行光固化并打印下一條線。 3)、不斷重復(fù)步驟2)形成切面，一層切面完成后再繼續(xù)打印下一層，直至模型打印完全完成。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用新材料3D打印軟組織病理模型的制作方法，1)、通過影像學(xué)設(shè)備收集病人病變部位的真實(shí)情況，得到保存格式為DICOM的數(shù)據(jù)；2)、根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)在圖形工作站上，使用專業(yè)軟件重建模型；3)、利用與傳統(tǒng)3D打印材料不同的紅、綠、藍(lán)三種顏色的硅膠為原料，硅膠3D打印機(jī)打印出于體內(nèi)真實(shí)情況一致的病理模型。該方法制造的模型在精確度、內(nèi)外部結(jié)構(gòu)、與周邊組織的關(guān)聯(lián)、質(zhì)地、手感、甚至顏色等個(gè)方面均與病人體內(nèi)狀況接近。通過該方法制造出的病理模型在醫(yī)學(xué)、獸醫(yī)學(xué)、科普等展示用途上，比傳統(tǒng)的病理模型更精確、更逼真、更美觀，比病理標(biāo)本更易運(yùn)輸保存。
【IPC分類】G09B23/28
【公開號(hào)】CN105427727
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511033579
【發(fā)明人】楊越雄, 陳強(qiáng), 胡紅霞, 張曉峰
【申請(qǐng)人】廣州中大南沙科技創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園有限公司, 廣州中大醫(yī)療器械有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年12月30日