CN108847111B - 一种颅脑仿真模型及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种颅脑仿真模型及其制备方法。该模型包括上颅骨、下颅骨和脑组织，所述上颅骨和下颅骨可拆卸固定连接并形成颅骨腔，所述脑组织位于所述颅骨腔内；所述脑组织通过如下过程制备得到：将上部脑组织模具与腔体内部设置有下部脑组织模具的下颅骨可拆卸密封固定连接后，灌注硅胶或水凝胶材料固化后得到；其中，所述上部脑组织模具和下部脑组织模具分别具有与上部脑组织和下部脑组织的外表面相匹配的轮廓和沟壑。本发明提供的模型中的脑组织具有与真实的脑组织相似的柔软度、弹性及触感；且在结构上与真实脑组织结构几乎无误差，可应用于医学上的教学培训、临床上的手术规划、入路设计、术前模拟、操作演练等领域。

Description

一种颅脑仿真模型及其制备方法

技术领域

本发明属于生物医学领域，更具体地，涉及一种颅脑仿真模型及其制备方法。

背景技术

现有技术中的模仿人体颅脑结构的模型，只能在结构上进行大致模拟，精确度非常低，而且在性能和组织触感上与真实的人体颅脑结构差异非常大，不适宜在医学解剖及临床当中应用。目前临床的解剖教学主要采用人体颅脑标本进行。但是人体颅脑标本稀缺而贵重，且因需保存在福尔马林溶液中，气味难闻，对于颅脑解剖的示范教学有着很多的不便。再者现有的颅脑模型都是采用模具进行标准化生产，无法做到个性化制备，不能为临床所使用。

3D打印的颅脑模型是基于人体的影像学资料，经三维重建和设计后，利用3D打印机制造出的实物模型。采用3D打印技术制备颅脑模型不仅方便在结构上进行仿真设计，可以无限循环打印，便于保存和获取，而且可以进行个性化制备，具有巨大的优势和应用前景。但是由于打印材料的局限性，现有的3D打印颅脑模型还难以做到脑组织的结构、性能及触感上与真实的人体颅脑相似。

因此，开发一种颅脑仿真模型，使得模型包含的脑组织在结构、物理性能和触感上都与真实的人体颅脑结构高度相似，可应用于医学解剖、教学培训、临床上的手术规划、入路设计、术前模拟、操作演练等，是医疗行业中一个重大的难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的颅脑模型无法在脑组织结构和性能上模拟人体颅脑结构的缺陷，提供一种颅脑仿真模型。本发明提供的颅脑仿真模型通过采用硅胶或水凝胶材料制备脑组织，这样可以使制得的脑组织具有与真实的脑组织相似的柔软度、弹性及触感；通过上部脑组织模具配合腔体内部设置有下部脑组织模具的下颅骨形成固定的密封结构后进行灌注制得脑组织，可以使制得的脑组织具有与真实的脑组织相同的形状、轮廓及沟壑结构，实现结构上的完全仿真，并且使得脑组织灌注制作过程中，上、下部脑组织模具是完全吻合对接，避免出现移位造成脑组织结构出现误差。

本发明的另一目的在于上述颅脑仿真模型的制备方法。

为实现上述发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种颅脑仿真模型，包括上颅骨、下颅骨和脑组织，所述上颅骨和下颅骨可拆卸固定连接并形成颅骨腔，所述脑组织位于所述颅骨腔内；所述脑组织通过如下过程制备得到：将上部脑组织模具与腔体内部设置有下部脑组织模具的下颅骨可拆卸密封固定连接后，灌注硅胶或水凝胶材料固化后得到；其中，所述上部脑组织模具和下部脑组织模具分别具有与上部脑组织和下部脑组织的外表面相匹配的轮廓和沟壑。

本发明通过采用硅胶或水凝胶材料制备脑组织，这样可以使制得的脑组织具有与真实的脑组织相似的柔软度、弹性及触感；通过上部脑组织模具配合下颅骨形成固定的密封结构后进行灌注制得脑组织，可以使制得的脑组织具有与真实的脑组织相同的形状、轮廓及沟壑结构，实现结构上的完全仿真，并且使得脑组织灌注制作过程中，上下部分脑组织模具是完全吻合对接，避免出现移位造成脑组织结构出现误差。

优选地，所述上部脑组织模具与下颅骨通过卡槽配合连接或竖闩连接，所述上颅骨和下颅骨之间的连接结构及连接方式，与所述上部脑组织模具和下颅骨的连接结构和连接方式相同；

优选地，所述下颅骨的上端面边缘处具有凹槽，所述上部脑组织模具和上颅骨的下端面边缘处具有所述凹槽相匹配的凸起。

更为优选地，所述凹槽及凸起的数量为若干个，且呈环形分布。

优选地，所述上部脑组织模具、上颅骨和下颅骨的外侧表面分别设置有小凸片，所述小凸片通过竖闩连接。

优选地，所述上部脑组织模具包括塑形部和固定环，所述塑形部的内表面具有与上部脑组织外表面相匹配的轮廓和沟壑；所述固定环设置于所述塑形部的下沿外侧，且所述固定环的外缘与所述下颅骨的外缘相匹配，所述固定环与下颅骨通过卡槽配合连接或竖闩连接。

更为优选地，所述塑形部的厚度为1mm~6mm。

优选地，所述上颅骨和上部脑组织模具通过3D打印技术制得；所述下颅骨和下部脑组织模具通过3D打印一体成型。

优选地，所述上部脑组织模具采用硬质材料通过3D打印制得；所述硬质材料为树脂、石膏粉、金属或塑料中的一种。

选用硬质材料进行3D打印可以保持上部脑组织模具的稳固性，避免发生变形致使脑组织轮廓出现误差。其中优选为金属或石膏粉，这样对于后期的脑组织灌注后进行脱模更为方便，且可避免在脱模过程中损坏软质的脑组织。

优选地，所述下部脑组织模具的厚度为0.2mm~0.4mm；所述下部脑组织模具由软质材料制得。

采用软质材料制得的下部脑组织模具在完成脑组织制备后，可以继续保留在模型内，用作模拟下部硬脑膜。

优选地，所述上颅骨的高度大于所述下颅骨的高度。

更为优选地，所述上颅骨和下颅骨的高度比例为3:1。

优选地，所述颅脑仿真模型还包括血管、颅神经、胼胝体、穹窿、脑室或病灶组织中的一种或多种；所述血管、颅神经、胼胝体、穹窿、脑室和病灶组织位于下颅骨腔内且位于下部脑组织模具上方。

优选地，所述颅脑仿真模型还包括设置于颅骨外侧的头皮。

更为优选地，所述头皮采用硅胶或凝胶材料旋涂在颅骨外表面制得。

优选地，所述颅脑仿真模型还包括硬脑膜，所述硬脑膜包括上部硬脑膜和下部硬脑膜，所述上部硬脑膜通过硅胶或凝胶材料旋涂在上颅骨的内表面制得，所述下部硬脑为下部脑组织模具。

优选地，所述颅脑仿真模型还包括上部软脑膜，所述上部软脑膜采用硅胶或凝胶材料旋涂在上部软脑膜制备模具的外表面上制得；所述上部软脑膜制备模具的外表面具有与上部脑组织表面相同的轮廓及沟壑结构。

本发明还提供上述脑仿真模型的制备方法，包括以下步骤：

S1：基于颅脑的临床影像数据，进行颅脑结构的三维重建，得到颅骨和脑组织三维重建结构；

S2：根据颅骨的三维重建结构，将颅骨分为上颅骨和下颅骨，并在上颅骨和下颅骨上设计出可拆卸连接的连接部件1；

S3：根据脑组织三维重建结构，将脑组织分为上部脑组织和下部脑组织，并设计出分别具有与所述上部脑组织和下部脑组织的外表面相匹配的轮廓和沟壑的上部脑组织模具和下部脑组织模具；然后在上部脑组织模具和下颅骨上设计出可拆卸连接的连接部件2；

S4：通过3D打印分别获得上颅骨和上部脑组织模具；将下颅骨和下部脑组织模具进行配准融合，然后通过3D打印得到一体成型的下颅骨和位于所述下颅骨的腔体内部的下部脑组织模具；

S5：将上部脑组织模具和下颅骨通过连接部件2进行密闭固定连接，然后向内部灌注脑组织制备材料，固化，将上部脑组织模具脱模；

S6：将上颅骨从脑组织上方套入，并通过连接部件1与下颅骨连接，即得所述颅脑仿真模型。

优选地，S1中通过三维重建还得到血管、病灶组织、颅神经、胼胝体、穹窿或脑室中的一种或者数种的三维重建结构；S4中还包括将血管、病灶组织、颅神经、胼胝体、穹窿或脑室中的一种或者数种、下颅骨和下部脑组织模具进行配准融合后进行一体打印成型的步骤；

优选地，所述病灶组织为肿瘤。

S3中将脑组织分为上部脑组织和下部脑组织的划分标准，与上颅骨和下颅骨之间的划分标准相同，其中上部脑组织的高度大于下部脑组织的高度。优选地，上部脑组织和下部脑组织的高度比例为3:1，或者前以胼胝体嘴下沿为界、后以距状沟下沿为界将脑组织划分为上部脑组织和下部脑组织。

应当理解的是，本发明所指的前后是以人脸朝向为判断标准；与人脸朝向一致的方向为前，与人脸朝向相反的方向为后。

该设计可以形成下部脑组织主要以小脑脑干为主，上部脑组织主要以大脑为主的结构，使得由下部分脑组织模具制作的脑组织大小所占比例尽可能小，模型的仿真度更高。

优选地，S2中设计上颅骨的高度大于下颅骨的高度。

更为优选地，S2中设计上颅骨和下颅骨的高度比值为3:1。

优选地，S3中所述上部脑组织模具和下部脑组织模具设计过程为：将上部脑组织和下部脑组织的表面抽壳，然后向外扩展增厚即分别得到所述上部脑组织模具和下部脑组织模具。

更为优选地，设计所述上部脑组织模具的厚度为1mm~6mm；下部脑组织模具的厚度为0.2mm~0.4mm。

优选地，S6中将上颅骨从脑组织上方套入前，还包括制备上部软脑膜，并将上部软脑膜覆盖在上部脑组织上的步骤，和/或在上颅骨内侧旋涂硬脑膜制备材料制备上部硬脑膜的过程。

优选地，所述制备软脑膜的过程为：将所述上部脑组织三维重建结构表面抽壳，然后向内扩展增厚，打印得到上部软脑膜制备模具；在上部软脑膜制备模具的外表面旋涂透明材料，固化得到所述上部软脑膜。

优选地，所述透明材料为凝胶或硅胶。

上述颅脑仿真模型在医学教学培训、临床的术前模拟、手术规划或操作演练中的应用也在本发明的保护范围内。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明通过采用硅胶或水凝胶材料制备脑组织，这样可以使制得的脑组织具有与真实的脑组织相似的柔软度、弹性及触感；通过上部脑组织模具配合腔体内部设置有下部脑组织模具的下颅骨形成固定的密封结构后进行灌注制得脑组织，可以使制得的脑组织具有与真实的脑组织相同的形状、轮廓及沟壑结构，实现结构上的完全仿真，并且使得脑组织灌注制作过程中，上下部分脑组织模具是完全吻合对接，避免出现移位造成脑组织结构出现误差。

附图说明

图1为上颅骨和下颅骨通过卡槽配合连接的设计图片；

图2为上颅骨和下颅骨通过卡槽配合连接的另一设计图片；

图3为上颅骨和下颅骨通过竖閂连接的设计图片；

图4为上部脑组织模具和下部脑组织模具的设计图片；

图5 为上部脑组织模具的结构示意图；

图6 为上部脑组织模具的另一结构示意图；

图7为颅骨底座的设计图片；

图8为制备脑组织后将上部脑组织模具脱模后的图片；

图9为头皮的制作过程图；

图10为硬脑膜制作过程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合说明书附图和具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

需要说明的是，当原件被称为“设置于”、“安设于”另一元件，它既可以直接在另一元件上，也可以存在居中的原件。当一个元件认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或可能同时存在居中元件。

实施例1

如图1~10所示，一种颅脑仿真模型，包括上颅骨、下颅骨和脑组织，所述上颅骨和下颅骨可拆卸固定连接并形成颅骨腔，所述脑组织位于所述颅骨腔内；所述脑组织通过如下过程制备得到：将上部脑组织模具与腔体内部设置有下部脑组织模具的下颅骨可拆卸密封固定连接后，灌注硅胶或水凝胶材料固化后得到；其中，所述上部脑组织模具和下部脑组织模具分别具有与上部脑组织和下部脑组织的外表面相匹配的轮廓和沟壑。

上部脑组织模具与下颅骨通过卡槽配合连接或竖闩连接，上颅骨和下颅骨之间的连接结构及连接方式，与上部脑组织模具和下颅骨的连接结构及连接方式相同。

具体的，上颅骨和下颅骨卡槽配合连接：下颅骨的上端面边缘处具有凹槽1，上颅骨的下端面边缘处具有凹槽相匹配的凸起1，其中凹槽1和凸起1的数量为若干个，且呈环形分布。

如图5、图6所示，上部脑组织模具包括塑形部和固定环，塑形部的内表面具有与上部脑组织外表面相匹配的轮廓和沟壑；固定环设置于塑形部的下沿外侧，且固定环的外缘与下颅骨的外缘相匹配。固定环的下端面边缘处具有凹槽1相匹配的凸起2，使得上部脑组织模具与下颅骨可通过卡槽配合连接。

当然，上颅骨和下颅骨也可通过竖闩连接：上颅骨和下颅骨的外侧表面分别设置有小凸片，小凸片通过竖闩连接即可实现。

上部脑组织模具与下颅骨也可通过竖闩连接，在上部脑组织模具的外侧上设置与下颅骨的外侧表面设置的小凸片相匹配的小凸片，则可通过小凸片实现竖闩连接。

在本实施例中，该颅脑仿真模型还可以包括以下结构：血管、颅神经、胼胝体、穹窿、脑室或病灶组织中的一种或多种，如本实施例中包括血管、颅神经、胼胝体、穹窿、脑室或病灶组织；血管、颅神经、胼胝体、穹窿、脑室和病灶组织位于下颅骨腔内且位于下部脑组织模具上方。

颅脑仿真模型还包括设置于颅骨外侧的头皮，该头皮采用硅胶或凝胶材料旋涂在颅骨外表面制得。

颅脑仿真模型还包括硬脑膜，硬脑膜包括上部硬脑膜和下部硬脑膜，上部硬脑膜通过采用硅胶或凝胶材料旋涂在上颅骨的内表面制得，下部硬脑为下部脑组织模具。

颅脑仿真模型还包括上部软脑膜，上部软脑膜采用硅胶或凝胶材料旋涂在上部软脑膜制备模具的外表面上制得；上部软脑膜制备模具的外表面具有与上部脑组织表面相同的轮廓及沟壑结构。

本实施例提供的颅脑仿真模型通过如下制备方法制备得到：

一、三维重建

1.1获取影像检查数据。

颅脑仿真模型的制作是基于临床的影像学检查数据，包括CT，MRI，CTA等，将这些数据通过薄层扫描，通过光盘或者U盘，将数据保存为DICOM格式，导出电脑。

1.2原始DICOM格式数据的三维重建。

影像学数据都是二维的黑白图像，通过专业软件如mimics、3D-doctor、ORSVisual SI等的识别，将不同灰度表示的组织抽离出来，通过一系列的运算，将二维的一定灰度值范围的组织转变成三维图像。

其中步骤1.2中具体的重建过程包括：打开重建软件后，

A.导入来自 CT或CAT或MRI薄层扫描来的dicom格式数据文件。

B.定位图像的上下左右方位，即：A T R L四个方位选取。

C.进行图像灰度选取，根据所需的组织进行灰度范围的选择，灰度值范围需要包含所有需要选取的组织在内，如在CT数据中，可进行颅骨（bone)的提取。设定阈值为≧1250MU，可使得骨组织自动与软组织分离。同理，设定不同的阈值，可分别实现血管，肿瘤，神经等组织的分离。

D.把不需要取的组织，通过一系列操作进行去除，例如擦除，裁剪等，剩下的部分即为所需重建的组织的mask。

F.可以对这个mask进行计算，向三维模型转换，重建即完成。

1.3三维图像处理。

将在同一灰度值但属于不同的组织和器官进行分离，并用不同的颜色表示，保存为不同的文档。

二、设计

1. 2.1颅骨：分上下颅，其中上颅骨的高度大于所述下颅骨的高度；优选地，所述上颅骨和下颅骨的高度比例为3:1，或者后以距状沟下沿为界，前以胼胝体嘴下沿为界。上下颅之间使用凹槽和卡凸配合连接或竖閂连接。具体的连接方式设计可以是以下的其中一种：

第一种：凹槽在下颅骨质中间处凹陷，卡凸在上颅骨质中间处凸起，凹槽和卡凸接触后刚好吻合。如图1所示。

第二种：凹槽在下颅骨质外边缘处凹陷，卡凸在上颅骨质外边缘处凸起，凹槽和卡凸接触后刚好吻合。如图2所示。

第三种：上下颅骨质各伸出一个小搭片，上颅骨质伸出的小搭片连接一个竖閂。如图3所示。

2.2 脑组织模具。

通过重建出脑组织的三维立体结构，用设计软件（如3-matic,Geomagic Studio、magic等）设计出脑组织模具，分上下两部分。如图4所示。

2.2.1 脑组织模具的设计过程：先重建出真实的1:1的脑组织，保留全部脑组织的轮廓和沟壑。把脑组织分为上下两部分，划分标准与上下颅之间的划分标准相同，其中上部脑组织的高度大于下部脑组织的高度。优选地，上部脑组织和下部脑组织的高度比例为3:1，或者后以距状沟下沿为界，前以胼胝体嘴下沿为界。这样划分形成下部脑组织主要以小脑脑干为主，上部脑组织主要以大脑为主，目的是使得后续由下部脑组织模具制得的下部脑组织所占比例尽可能小，使得模型的仿真度更高。

2.2.2 使用软件表面扩展功能，把上下两部分脑组织的表面抽壳然后壳向外扩展增厚，形成内壁与真实脑组织表面的轮廓和沟壑完全一样的空心模具。

其中，下部脑组织的表面扩展增厚0.2mm~0.4mm，此厚度为模拟人体硬脑膜的厚度，即：下部脑组织模具，使用软质材料打印成一个带有脑组织轮廓的薄片，其内表面与真实脑组织表面轮廓和沟壑相匹配，待制作完脑组织后，此模具薄片保留下来作为模拟的硬脑膜。

上部脑组织模具由上部脑组织表面抽壳然后壳向外扩展增厚1mm~6mm，下沿根据颅骨的弧度安置一个圆环，圆环下方设计成卡凸式样，刚好与下颅骨的卡凹槽密闭吻合，使得脑组织材料灌注制作过程中，上下部分脑组织模具是完全吻合对接，避免出现移位造成脑组织内部结构出现误差。上部脑组织模具的结构如图5和图6所示。

2.3 颅骨底座：包括下颅骨、血管，病灶组织（如肿瘤）、颅神经、下部脑组织模具、胼胝体、穹窿、脑室等组织结构，颅骨底座是通过将三维重建后的血管、颅神经、胼胝体、穹窿、脑室和病灶组织中的一种或几种，与下颅骨及下部脑组织模具进行配准融合后形成。如图7所示。

2.4 用3D打印机的软件，将颅骨底座包含的不同组织或器官的文档进行材料选择、颜色标示等处理后，文档导入到3D打印机进行一体打印。打印结束后，将模型从3D打印机里取出，去除支撑材料，清洗干净，晾干。

2.4.1其中下部脑组织模具使用软质材料（例如树脂）进行打印，以模拟硬脑膜结构。

2.4.2 上部脑组织模具采用硬质材料打印，以保持模具的稳固性，避免发生变形致使脑组织轮廓出现误差。硬质材料可为：树脂，石膏粉，金属，塑料等材料，其中更优地选择金属，石膏粉等材料，对于后期的脑组织灌注后进行脱模更为方便，且可避免在脱模过程中损坏软质的脑组织。

2.5 把上部脑组织模具和下颅骨通过凹槽和卡凸配合连接或竖閂连接组合在一起后，向腔体内灌注脑组织制备材料（如硅胶、水凝胶等与脑组织柔软度和弹性相近的材料）。

2.6 待脑组织制备材料固化后，将上部脑组织模具进行脱模。脱模后，得到如图8所示的不含上颅骨的颅脑模型。

2.7 制备头皮。头皮的制作采用在颅骨外表面旋涂材料(如硅胶、凝胶等材料)的形式。具体如图9所示。

2.8 制备硬脑膜。其中上部硬脑膜的制作采用在上颅骨的内表面旋涂材料（如硅胶、凝胶等材料）的形式，如图10所示。下部硬脑膜直接由下部脑组织模具进行模拟。

2.9 制备软脑膜。软脑膜的制备过程为：重建出真实的1:1的脑组织，保留全部脑组织的轮廓和沟壑。脑组织的表面抽壳然后向内扩展增厚，形成外壁与真实脑组织表面的轮廓和沟壑完全一样的空心模具。在模具外表面旋涂一层薄透明材料（如凝胶、硅胶等），待材料固化后将其取出覆盖在脑组织上用于模拟软脑膜。

2.10将上颅骨从脑组织上方套入，然后将上颅骨和下颅骨通过凹槽和卡凸配合连接或竖閂连接组合在一起，得到颅脑仿真模型。其中上下颅可以随需要进行密闭闭合或打开。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普遍技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (26)

1.一种颅脑仿真模型，其特征在于，包括上颅骨、下颅骨和脑组织，所述上颅骨和下颅骨可拆卸固定连接并形成颅骨腔，所述脑组织位于所述颅骨腔内；所述脑组织通过如下过程制备得到：将上部脑组织模具与腔体内部设置有下部脑组织模具的下颅骨可拆卸密封固定连接后，灌注硅胶或水凝胶材料固化后得到；其中，所述下颅骨和下部脑组织模具通过3D打印一体成型，下部脑组织模具在完成脑组织制备后，继续保留在模型内，用作模拟下部硬脑膜；所述上部脑组织模具和下部脑组织模具分别具有与上部脑组织和下部脑组织的外表面相匹配的轮廓和沟壑。

2.根据权利要求1所述颅脑仿真模型，其特征在于，所述上部脑组织模具与下颅骨通过卡槽配合连接或竖闩连接，所述上颅骨和下颅骨之间的连接结构及连接方式，与所述上部脑组织模具和下颅骨的连接结构和连接方式相同。

3.根据权利要求2所述颅脑仿真模型，其特征在于，所述下颅骨的上端面边缘处具有凹槽，所述上部脑组织模具和上颅骨的下端面边缘处具有所述凹槽相匹配的凸起。

4.根据权利要求3所述颅脑仿真模型，其特征在于，所述凹槽及凸起的数量为若干个，且呈环形分布；或所述上部脑组织模具、上颅骨和下颅骨的外侧表面分别设置有小凸片，所述小凸片通过竖闩连接。

5.根据权利要求1所述颅脑仿真模型，其特征在于，所述上部脑组织模具包括塑形部和固定环，所述塑形部的内表面具有与上部脑组织外表面相匹配的轮廓和沟壑；所述固定环设置于所述塑形部的下沿外侧，且所述固定环的外缘与所述下颅骨的外缘相匹配，所述固定环与下颅骨通过卡槽配合连接或竖闩连接。

6.根据权利要求5所述颅脑仿真模型，其特征在于，所述塑形部的厚度为1mm～6mm。

7.根据权利要求1所述颅脑仿真模型，其特征在于，所述上颅骨和上部脑组织模具通过3D打印技术制得；所述下颅骨和下部脑组织模具通过3D打印一体成型。

8.根据权利要求7所述颅脑仿真模型，其特征在于，所述上部脑组织模具采用硬质材料通过3D打印制得；所述硬质材料为树脂、石膏粉、金属或塑料中的一种。

9.根据权利要求1所述颅脑仿真模型，其特征在于，所述下部脑组织模具的厚度为0.2mm～0.4mm；所述下部脑组织模具由软质材料制得。

10.根据权利要求1所述颅脑仿真模型，其特征在于，所述上颅骨的高度大于所述下颅骨的高度。

11.根据权利要求10所述颅脑仿真模型，其特征在于，所述上颅骨和下颅骨的高度比例为3:1。

12.根据权利要求1所述颅脑仿真模型，其特征在于，所述颅脑仿真模型还包括血管、颅神经、胼胝体、穹窿、脑室或病灶组织中的一种或多种；所述血管、颅神经、胼胝体、穹窿、脑室和病灶组织位于下颅骨腔内且位于下部脑组织模具上方。

13.根据权利要求1所述颅脑仿真模型，其特征在于，所述颅脑仿真模型还包括设置于颅骨外侧的头皮。

14.根据权利要求13所述颅脑仿真模型，其特征在于，所述头皮采用硅胶或凝胶材料旋涂在颅骨外表面制得。

15.根据权利要求1所述颅脑仿真模型，其特征在于，所述颅脑仿真模型还包括硬脑膜，所述硬脑膜包括上部硬脑膜和下部硬脑膜，所述上部硬脑膜通过硅胶或凝胶材料旋涂在上颅骨的内表面制得，所述下部硬脑为下部脑组织模具。

16.根据权利要求1所述颅脑仿真模型，其特征在于，所述颅脑仿真模型还包括上部软脑膜，所述上部软脑膜采用硅胶或凝胶材料旋涂在上部软脑膜制备模具的外表面上制得；所述上部软脑膜制备模具的外表面具有与上部脑组织表面相同的轮廓及沟壑结构。

17.权利要求1～16任一所述颅脑仿真模型的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：基于颅脑的临床影像数据，进行颅脑结构的三维重建，得到颅骨和脑组织三维重建结构；

S2：根据颅骨的三维重建结构，将颅骨分为上颅骨和下颅骨，并在上颅骨和下颅骨上设计出可拆卸连接的连接部件1；

S3：根据脑组织三维重建结构，将脑组织分为上部脑组织和下部脑组织，并设计出分别具有与所述上部脑组织和下部脑组织的外表面相匹配的轮廓和沟壑的上部脑组织模具和下部脑组织模具；然后在上部脑组织模具和下颅骨上设计出可拆卸连接的连接部件2；

S4：通过3D打印分别获得上颅骨和上部脑组织模具；将下颅骨和下部脑组织模具进行配准融合，然后通过3D打印得到一体成型的下颅骨和位于所述下颅骨的腔体内部的下部脑组织模具；

S5：将上部脑组织模具和下颅骨通过连接部件2进行密闭固定连接，然后向内部灌注脑组织制备材料，固化，将上部脑组织模具脱模；

S6：将上颅骨从脑组织上方套入，并通过连接部件1与下颅骨连接，即得所述颅脑仿真模型。

18.根据权利要求17所述颅脑仿真模型的制备方法，其特征在于，S1中通过三维重建还得到血管、病灶组织、颅神经、胼胝体、穹窿或脑室中的一种或者数种的三维重建结构；S4中还包括将血管、病灶组织、颅神经、胼胝体、穹窿或脑室中的一种或者数种、下颅骨和下部脑组织模具进行配准融合后进行一体打印成型的步骤。

19.根据权利要求18所述颅脑仿真模型的制备方法，其特征在于，所述病灶组织为肿瘤。

20.根据权利要求17所述颅脑仿真模型的制备方法，其特征在于，S2中设计上颅骨的高度大于下颅骨的高度。

21.根据权利要求20所述颅脑仿真模型的制备方法，其特征在于，设计上颅骨和下颅骨的高度比值为3:1。

22.根据权利要求17所述颅脑仿真模型的制备方法，其特征在于，S3中所述上部脑组织模具和下部脑组织模具设计过程为：将上部脑组织和下部脑组织的表面抽壳，然后向外扩展增厚即分别得到所述上部脑组织模具和下部脑组织模具。

23.根据权利要求22所述颅脑仿真模型的制备方法，其特征在于，设计所述上部脑组织模具的厚度为1mm～6mm；下部脑组织模具的厚度为0.2mm～0.4mm。

24.根据权利要求17所述颅脑仿真模型的制备方法，其特征在于，S6中将上颅骨从脑组织上方套入前，还包括制备上部软脑膜，并将上部软脑膜覆盖在上部脑组织上的步骤，和/或在上颅骨内侧旋涂硬脑膜制备材料制备上部硬脑膜的过程。

25.根据权利要求24所述颅脑仿真模型的制备方法，其特征在于，所述制备软脑膜的过程为：将所述上部脑组织三维重建结构表面抽壳，然后向内扩展增厚，打印得到上部软脑膜制备模具；在上部软脑膜制备模具的外表面旋涂透明材料，固化得到所述上部软脑膜。

26.根据权利要求25所述颅脑仿真模型的制备方法，其特征在于，所述透明材料为凝胶或硅胶。

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