CN108392265A - 一种3d打印微波消融治疗模板及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种3D打印微波消融治疗模板及其制作方法，治疗模板包括定位导板、消融导板和连接单元。定位导板上设有镂空的标记定位孔，消融导板上设有柱状的消融针导向通道，消融针导向通道的长度为30mm以上，连接单元固定连接定位导板与消融导板。患者进行CT扫描前，在患者骨盆的骨性标志放置两个金属异物并标记，根据金属异物所在位置设计定位导板，并在导板上镂空形成标记定位孔作为定位点，以便在CT引导下经皮穿刺微波消融骨盆肿瘤时，能够在患者体表准确放置治疗模板，实现快速准确穿刺消融肿瘤，减少CT照射次数和医患双方的辐射量。在消融过程中，通过消融针导向通道对消融针起到稳定扶持的作用，有效减少人为扶持引起的偏差。

Description

一种3D打印微波消融治疗模板及其制作方法
技术领域
本发明涉及医疗设备领域，具体涉及一种3D打印微波消融治疗模板及其制作方法。
背景技术
CT引导下经皮穿刺微波消融治疗骨盆肿瘤是一种安全有效的治疗方式，该技术已开展数年，但术中如何精确穿刺目标肿瘤并在消融中稳固扶持消融针一直是待解决的难题。如能设计一个个性化的治疗模板使得穿刺针能够准确穿刺目标肿瘤并在消融过程中稳定扶持消融针，将大大提高该技术的治疗效果。目前现有的穿刺模板不能快速、精确地覆盖在患者体表并进行穿刺治疗。CN201710788028.X公开了一种肿瘤穿刺手术用3D打印模板的设计方法，该方法缺少精准的模板定位，当放在人体缺少骨性标志的位置时(比如骨盆)难以做到把模板精确定位于人体体表。CN201711059321.9公开了一种带固定装置的3D打印个性化柱塞式穿刺治疗模板，该模板通过激光对位线进行定位，程序复杂且精确度不高，应用在骨盆肿瘤穿刺时容易出现定位不准确的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种3D打印微波消融治疗模板，用以解决现有经皮穿刺微波消融骨盆肿瘤手术中无法准确定位骨盆肿瘤、无法对消融针稳定扶持的问题。
为实现上述目的，具体地，该3D打印微波消融治疗模板包括定位导板、消融导板和连接单元，定位导板上设有镂空的标记定位孔，消融导板上设有柱状的消融针导向通道，消融针导向通道的长度为30mm以上，连接单元固定连接定位导板与消融导板。
所述连接单元为两个连接板，两个连接板的两端分别与定位导板、消融导板固定连接。
所述消融导板上固定有导向套筒，所述消融针导向通道为导向套筒的内腔。
所述导向套筒的外径为7mm，内径为3mm。
所述消融导板的厚度为5mm。
所述定位导板、消融导板和连接单元由光敏树脂材料3D打印一次成型。
所述定位导板上设有两个间隔设置的标记定位孔。
3D打印微波消融治疗模板的制作方法包括以下步骤：
1)、对患者的臀部进行骨盆CT扫描，扫描前在患者臀部的骨性标志(如双侧髂后上棘)做标记并在标记处粘贴圆形金属异物(如硬币)；
2)、根据骨盆肿瘤的CT扫描数据设计穿刺消融方案，穿刺消融方案包括：穿刺方向、穿刺深度、消融针数量及空间分布，生成穿刺消融方案的三维数据模型；
3)、根据步骤2)中的三维数据模型以及步骤1)中金属异物的位置设计定位导板、消融导板(包括消融针导向通道)和连接单元；
4)、在3D打印机使用光敏树脂材料进行打印得到3D打印微波消融治疗模板。
所述步骤2)具体方法如下：
骨盆CT扫描获得Dicom格式的医学数字成像和通信文件，导入Mimics15.0软件，根据骨质、软组织的不同灰度值进行二值化操作，生成掩膜，将骨骼、皮肤部位覆盖选中后创建3D模型，得到肿瘤、盆骨、股骨、骶骨、皮肤的三维数据模型。
所述步骤3)中将三维数据模型导入3-matic软件，对定位导板、消融导板和连接单元贴合皮肤的一侧进行光滑处理。
本发明具有如下优点：本发明设计的3D打印微波消融治疗模板，在CT引导下经皮穿刺微波消融骨盆肿瘤时，实现快速、准确穿刺消融肿瘤，同时减少CT照射次数，减少医患双方的辐射量。另外，在消融过程中，通过本发明模板上的消融针导向通道对消融针起到稳定扶持的作用，有效减少人为扶持引起的偏差。
附图说明
图1为现有治疗模板的示意图。
图2为本发明实施例1的结构示意图。
图3～4为消融导板与消融针的连接示意图。
图中：1-定位导板2-标记定位孔3-连接板4-消融导板5-导向套筒6-消融针7-肿瘤。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图2～4，该3D打印微波消融治疗模板包括定位导板1、消融导板4和连接单元，定位导板1上设有镂空的两个间隔设置的标记定位孔2，在患者进行CT扫描前，在患者的骨盆的骨性标志(如髂后上棘)放置两个直径10mm的圆形金属异物(胶布粘贴)，并在放置金属异物处的皮肤用标记笔标记。在获取CT薄层扫描数据时，根据金属异物所在位置设计定位导板1，标记定位孔2作为后续模板放置在患者体表时定位点，以便准确放置模板在患者体表的位置。连接单元固定连接定位导板1与消融导板4，消融导板4上固定有导向套筒5，导向套筒5的内腔为柱状的消融针导向通道，消融针导向通道的长度为30mm，导向套筒5的外径为7mm，内径为3mm，导向套筒5的个数根据消融方案设定。
连接单元为两个连接板3，两个连接板3的两端分别与定位导板1、消融导板4固定连接。定位导板1和消融导板4的底面均与皮肤接触，定位导板1和消融导板4的厚度为5mm。消融导板4的长短均为肿瘤体表投影长短径的两倍。本实施例中的定位导板1、连接单元和消融导板4由光敏树脂材料3D打印一次成型。
消融针6由导向套筒5内侧向下穿过，在导向套筒5的导向以及扶持下快速、准确到达肿瘤7处，对肿瘤7进行消融治疗。
3D打印微波消融治疗模板的制作方法包括以下步骤：
1)、选取一例患者在俯卧位下进行层厚为1mm的64排螺旋CT盆部薄层扫描，扫描前在患者臀部的双侧髂后上棘标记并在标记处粘贴直径10mm大小的圆形金属异物。
2)、根据骨盆肿瘤的CT扫描数据设计穿刺消融方案，穿刺消融方案包括：穿刺方向、穿刺深度、消融针数量及空间分布，生成穿刺消融方案的三维数据模型。具体方法是：骨盆CT扫描获得Dicom格式的医学数字成像和通信文件，导入Mimics15.0软件，根据骨质、软组织等组织结构的不同灰度值进行二值化操作，生成掩膜，将骨骼、皮肤部位覆盖选中后创建3D模型，得到肿瘤、盆骨、股骨、骶骨、皮肤等三维数据模型。
3)、根据步骤2)中的三维数据模型以及步骤1)中金属异物的位置设计定位导板1、标记定位孔2，根据步骤2)设计消融导板4、导向套筒5，再根据定位导板1和消融导板4设计连接单元；将三维数据模型导入3-matic软件，对定位导板1、连接板3和消融导板4贴合皮肤的一侧进行光滑处理。确定髂后上棘标志固定点，使得中间10mm镂空形成标记定位孔2。模拟消融针6的圆柱通道，中空的内径为3mm，外径为7mm，得到进针通道凸台；以模拟消融针6的圆柱为减去体，用“substraction boolean”(布尔减法运算)命令得到进针通道孔，生成导向套筒5的数字化模型。
4)、采用光敏树脂材料在3D打印机上进行打印得到3D打印微波消融治疗模板。
在CT引导下经皮穿刺微波消融骨盆肿瘤时能够快速、准确穿刺肿瘤7，减少CT照射次数，减少医患双方的辐射量。在消融过程中，通过本发明的3D打印模板对消融针6稳定扶持，减少人为扶持引起的偏差。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种3D打印微波消融治疗模板，其特征在于：所述3D打印微波消融治疗模板包括定位导板、消融导板和连接单元，定位导板上设有镂空的标记定位孔，消融导板上设有柱状的消融针导向通道，消融针导向通道的长度为30mm以上，连接单元固定连接定位导板与消融导板。
2.根据权利要求1所述的3D打印微波消融治疗模板，其特征在于：所述连接单元为两个连接板，两个连接板的两端分别与定位导板、消融导板固定连接。
3.根据权利要求1所述的3D打印微波消融治疗模板，其特征在于：所述消融导板上固定有导向套筒，所述消融针导向通道为导向套筒的内腔。
4.根据权利要求3所述的3D打印微波消融治疗模板，其特征在于：所述导向套筒的外径为7mm，内径为3mm。
5.根据权利要求1所述的3D打印微波消融治疗模板，其特征在于：所述消融导板的厚度为5mm。
6.根据权利要求1所述的3D打印微波消融治疗模板，其特征在于：所述定位导板、消融导板和连接单元由光敏树脂材料3D打印一次成型。
7.根据权利要求1所述的3D打印微波消融治疗模板，其特征在于：所述定位导板上设有两个间隔设置的标记定位孔。
8.权利要求1所述的3D打印微波消融治疗模板的制作方法，其特征在于：所述制作方法包括以下步骤：
1)、对患者的臀部进行骨盆CT扫描，扫描前在患者臀部的骨性标志做标记并在标记处粘贴金属异物；
2)、根据骨盆肿瘤的CT扫描数据设计穿刺消融方案，穿刺消融方案包括：穿刺方向、穿刺深度、消融针数量及空间分布，生成穿刺消融方案的三维数据模型；
3)、根据步骤2)中的三维数据模型以及步骤1)中金属异物的位置设计定位导板、消融导板和连接单元；
4)、在3D打印机上使用光敏树脂材料进行打印得到3D打印微波消融治疗模板。
9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于：所述步骤2)具体方法如下：
骨盆CT扫描获得Dicom格式的医学数字成像和通信文件，导入Mimics 15.0软件，根据骨质、软组织的不同灰度值进行二值化操作，生成掩膜，将骨骼、皮肤部位覆盖选中后创建3D模型，得到肿瘤、盆骨、股骨、骶骨、皮肤的三维数据模型。
10.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于：所述步骤3)中将三维数据模型导入3-matic软件，对定位导板、消融导板和连接单元贴合皮肤的一侧进行光滑处理。
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