CN109448522A - 侧脑室穿刺培训系统及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及医用培训装置技术领域,更具体地,涉及侧脑室穿刺培训系统及其制作方法,侧脑室穿刺培训系统包括颅骨模型,颅骨模型内设有模拟侧脑室的空腔、脑组织模型和血管模型;空腔内配置有压力传感器,压力传感器连接有指示装置;空腔通过第一管道连接有泵体,第一管道上设有第一阀体,其中,所述泵体和第一阀体设置在所述颅骨模型外部,泵体通过第一管道往空腔内注入液体,模拟侧脑室中的脑脊液。本发明能够实现模拟侧脑室穿刺时脑部的病理状况,供医生进行侧脑室穿刺手术的模拟练习。
Description
技术领域
本发明涉及医用培训装置技术领域,更具体地,涉及侧脑室穿刺培训系统及其制作方法。
背景技术
侧脑室是脑室系统的一部分,类似于C形结构,由额角、体部、颞角、枕角组成,额角和体部的内侧壁为透明隔。脑脊液由脑室中的脉络丛产生,为无色透明的液体,充满在各脑室、蛛网膜下腔和脊髓中央管内,与血浆和淋巴液的性质相似,略带粘性。脉络丛主要分布在侧脑室的底部和第三、第四脑室的顶部,其结构是一簇毛细血管网,其上覆盖一层室管膜上皮,形似微绒毛。此微绒毛犹如单向开放的膜,只向脑室腔和蛛网膜下腔分泌脑脊液。正常成年人的脑脊液约100-150毫升,如果脑脊液产生过多,或循环通路受阻,均可导致颅内压升高。若颅内压增高,则需行脑室穿刺引流术,通过引流脑脊液的方式降低颅内压。侧脑室穿刺术的适应症可以为以下几种:(1)对于急性脑积水行脑室系统减压;(2)颅内压升高:引流脑脊液,检测颅内压;(3)分流术后感染:引流被感染的脑脊液;(4)术中脑组织松弛:有利于到达深部结构;(5)动脉瘤性蛛网膜下腔出血。
临床中常用的穿刺方式有前角穿刺、后角穿刺、侧方穿刺和经眶穿刺几种方式,侧方穿刺也叫做三角区穿刺。体部和后角、下角相移行处为三角部。体部和下角内有侧脑室脉络丛,与第三脑室脉络组织在室间孔处相续。脉络丛球在侧脑室三角部。穿刺时,需要避开脉络丛,以防损伤引起出血。因此,正确选取穿刺部位对于脑室穿刺术来说是非常重要的,根据病变部位和穿刺目的来选取穿刺部位,需要医生的精准判断。穿刺点和穿刺方向往往是决定穿刺成功的关键,穿刺失败最主要的原因是穿刺点和穿刺方向不对,应严格确定穿刺点,掌握穿刺方向。 穿刺过程中还要掌握好进针的速度,不能太急,以免损伤脑干或者脉络丛、脑室内壁等造成出血。目前,医生主要是依靠影像图片进行观察、想象、凭经验去确定穿刺位置、凭手感去定穿刺方向。在脑组织里面相当于盲穿,有时候还需要反复多次调整穿刺方向才能穿刺成功,这样既增加了手术时间,更严重的是会增加患者感染的风险,增加了发生并发症的概率,还会增加对脑组织的不可逆伤害,危害患者的生命。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷,提供侧脑室穿刺培训系统及其制作方法,侧脑室穿刺培训系统能够模拟侧脑室穿刺时脑部的病理状况,为侧脑室穿刺培训提供仿真的模型。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是提供一种侧脑室穿刺培训系统,包括颅骨模型,颅骨模型内设有模拟侧脑室的空腔、脑组织模型和血管模型;空腔内配置有压力传感器,压力传感器连接有指示装置;空腔通过第一管道连接有泵体,第一管道上设有第一阀体,其中,所述泵体和第一阀体设置在所述颅骨模型外部,泵体通过第一管道往空腔内注入液体,模拟侧脑室中的脑脊液。
本发明中,侧脑室穿刺培训系统设有颅骨模型,所述颅骨模型内设有模拟侧脑室的空腔、脑组织模型和血管模型,可以模拟真实的颅脑结构。泵体通过第一管道向空腔内注入液体,模拟脑脊液,在空腔内设有压力传感器,用于检测空腔内的压力(即模拟颅内压)大小,压力传感器连接有指示装置,在颅内压大小达到预设值时,压力传感器反馈信息到指示装置,通过指示装置,发出告警信息,提示压力达到预定压力值,停止注入液体。
优选地,所述指示装置为光和/或声音提示装置,当压力传感器检测到颅内压大小达到预设值时,指示装置可以给出光和/或声音提示。优选地,所述指示装置设置在所述颅骨模型外部。
优选地,压力传感器设有两个预设值,一个为所要模拟的病症的颅内压值,另外一个是正常颅内压的值。
在一个实施方式中,侧脑室穿刺培训系统包括穿刺针,穿刺针设有尖端、手柄和显示部,显示部包括表盘,表盘设有指针;手柄内安装有弹性件,弹性件的两端分别与尖端和表盘的指针连接。优选地,所述弹性件为弹簧。
在穿刺针穿刺过程中,尖端作用力在弹性件上,弹性件作用在指针上,实现对力大小的显示。当使用该穿刺针进行穿刺时,手握手柄部分,将尖端部分刺入颅内,由于本发明的脑组织模型和血管模型是采用软硬层次分明的材料制备的,尖端进入到不同位置时其受到的阻力不同,手柄内侧的弹性件受到尖端的阻力影响会发生伸缩变动,由此引发表盘上的指针偏转,各模型所使用的材料不同,所反馈的阻力便不同,表盘上指针的偏转角度也不同。当表盘上的指针顺时针偏转时,数值增大,表明穿刺针遇到的阻力变大,当表盘的指针逆时针转动时,数值减小,表明穿刺针遇到的阻力变小。具体地,当尖端进入脑组织模型时,此时进针阻力基本均匀,可以在穿刺针的表盘上看到指针顺时针偏转,且摆动幅度不大,如果在穿刺脑组织过程中刺中血管,由于材料硬度变大,穿刺针阻力增加,表盘上的指针顺时针偏转角度会骤然变大;当穿刺针刺入侧脑室空腔瞬间,进针阻力骤然变小,在穿刺针的表盘上可以看到指针瞬间逆时针偏转,偏转幅度大,阻力的值突然变小;当穿刺针刺入侧脑室后,表盘上指针出现骤然顺时针右偏大的状况,表明尖端触碰到了侧脑室内的脉络丛或者脑室内壁;如若穿刺针穿进侧脑室后,表盘上的指针出现骤然逆时针偏转,阻力变小后,没有再发生顺时针偏转,则说明尖端未触碰损伤脉络丛或脑室内壁。
优选地,手柄上还设置有速度检测装置,显示部上对应设有与速度检测装置配合的速度显示屏。速度检测装置用于显示穿刺针显示的速度,显示部设有与速度检测装置配合的显示屏,通过显示部显示穿刺针的穿刺速度,帮助医生掌握好进针的速度,以免损伤脉络丛或脑室内壁等造成出血。
优选地,尖端内部设有采像装置,尖端的侧表面设有与采像装置配合的采像窗,实现采像装置在穿刺过程中的采像。在穿刺过程中,尖端进入颅骨模型中,采像装置采集尖端所到部位的影像,帮助医生实时了解穿刺情况、判断穿刺方向等,使得医生更快地掌握穿刺的技巧和提高穿刺的成功率。
在一个实施方式中,脑组织模型采用透明材料制作,具有透明效果,实现可视化的穿刺操作。
在一个实施方式中,空腔和泵体之间还连接有第二管道,第二管道上设有第二阀体,泵体还连接有储液瓶。空腔还通过第二管道与泵体连接,当需要排出空腔内液体时,关闭第一阀体,打开第二阀体,泵体通过第二管道抽取空腔内的液体到储液瓶,实现空腔内液体的排出,模拟脑脊液的外引流。当需要向空腔内注入液体时,关闭第二阀体,打开第一阀体,泵体从储液瓶中抽取液体到空腔以模拟脑积水患者真实的侧脑室压力,从而实现液体的循环利用。
在一个实施方式中,指示装置为指示灯,在颅骨模型内的颅内压值达到预设值时,指示灯动作。指示装置与压力传感器配合,在颅内压值达到预设值时,指示灯状态变化,实现指示和提示功能。
本发明中,所述脑组织模型和血管模型分别采用不同硬度的材料制备;一个实施方式中,脑组织模型的材料为硅胶或凝胶,血管模型采用光敏树脂进行3D打印制备。硅胶或凝胶与光敏树脂的软硬度不同,在穿刺针穿刺过程中,穿刺针遇到脑组织模型和血管模型时,由于对应模型的材料和硬度不同,对应模型反馈给穿刺针尖端的阻力也不同,由此引发穿刺针表盘上的指针偏转,实现穿刺过程中不同阻力大小的显示。
在一个实施方式中,血管模型至少包括脉络丛、透明隔、隔静脉、动静脉血管、侧脑室周围静脉的一种或多种。
本发明提供一种侧脑室穿刺培训系统制作方法,其中,包括有以下步骤:
S1:扫描患者术前影像数据,保存为DICOM格式,将保存的影像数据导入重建软件;
S2:在重建软件中选定目标显影区域,通过阈值选取提取目标显影区域中的感兴趣区域,对感兴趣区域进行优化,转化为三维立体模型;
S3:重复步骤S2直至获得三维颅骨模型、三维血管模型和三维侧脑室空腔模型后,导入3D打印软件进行一体打印,获得颅骨模型和位于所述颅骨模型内部的血管模型和侧脑室空腔模型;
S4:在侧脑室空腔模型置入压力传感器和第一管道,并将所述压力传感器与指示装置连接,将第一管道与泵体连接,所述第一管道上设置有第一阀体,然后向颅骨模型的颅腔灌注硅胶弹性体制作脑组织模型,完成侧脑室穿刺培训系统的制作。
在一个实施方式中,血管模型至少包括脉络丛、透明隔、隔静脉、动静脉血管、脑室周围静脉的一种或多种。
优选地,步骤S2中,对感兴趣区域进行优化具体包括修正轮廓、去噪等操作。
优选地,步骤S2中,当重建对象为脉络丛时,具体包括:选定侧脑室所在层面显影区域,调整阈值灰度,观察脉络丛的显影,直到显现出侧脑室内的明亮区,确定脉络丛阈值范围,然后通过分割操作提取脉络丛的显影。
优选地,步骤S3中,获得三维颅骨模型、三维血管模型和三维侧脑室空腔模型后可以导入3D打印软件进行分别打印,获得颅骨模型、血管模型和侧脑室空腔模型,然后将侧脑室空腔模型和血管模型置于颅骨模型中。
在一个实施方式中,侧脑室空腔模型采用软质可溶解于碱液的材料进行3D打印制备,且步骤S4之后还包括:向侧脑室空腔模型中注入碱性溶液使其溶解掉,形成模拟侧脑室的空腔。
本发明与现有技术相比,具有以下特点:
1、本发明通过在颅骨模型设置模拟侧脑室的空腔、脑组织模型和血管模型,可以真实的模拟人体颅脑结构,并且空腔内配置压力传感器以及连接有第一管道、泵体、第一阀体,由此可以往空腔内注入液体,模拟侧脑室中的脑脊液,模拟脑积水患者真实的侧脑室压力,供医生进行侧脑室穿刺手术的模拟练习,进而降低手术风险;
2、本发明的穿刺针设置有尖端、手柄和显示部,在穿刺针穿刺过程中,尖端遇到脑组织模型和血管模型时,由于对应模型的材料和硬度不同,作用在尖端作用力不同,因此,医生可通过显示部显示的阻力大小判断当前尖端所接触的组织结构,更真实的模拟侧脑室穿刺的过程;
3、本发明的穿刺针设有采像装置,可采集穿刺过程中尖端所在位置的影像,帮助医生实时了解穿刺情况、判断穿刺方向等,使得医生更快地掌握穿刺的技巧和提高穿刺的成功率;
4、本发明的穿刺针设有速度检测装置,可检测进针速度,帮助医生掌握好进针的速度,以免损伤脉络丛或脑室内壁等造成出血。
5、本发明的脑组织模型采用透明材料制作,能实现可视化的穿刺操作。
6、本发明的空腔和泵体之间还连接有第二管道,第二管道上设有第二阀体,泵体还连接有储液瓶,能够实现模拟脑脊液的液体的循环利用。
附图说明
图1是本发明实施例中侧脑室穿刺培训系统的结构示意图。
图2是本发明实施例中穿刺针整体的结构示意图。
图3是本发明实施例中穿刺针局部的结构示意图。
图4是本发明实施例中空腔和血管模型结构示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明,不能理解为对本发明的限制;为了更好说明本实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;对于本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明,不能理解为对本发明的限制。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件;在本发明的描述中,需要理解的是,若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如图1~4所示,本发明提供侧脑室穿刺培训系统,包括有穿刺针10和颅骨模型,颅骨模型内设有空腔70、脑组织模型和血管模型80,空腔70用于模拟侧脑室,血管模型80包括动静脉、脉络丛等模型。脑组织模型采用硅胶或凝胶材料进行灌注制作;血管模型80采用光敏树脂材料制作。当然,本发明的实施例中,脑组织模型和血管模型80还可采用其他材料制作,只要满足脑组织模型和血管模型80的软硬层次分明即可。
本发明的一个实施例中,脑组织模型采用透明材料制作,能实现可视化的穿刺操作,动静脉、脉络丛、隔静脉等血管可以分别采用红色或蓝色等不同颜色的软质具有韧性的材质进行3D打印制作。
本发明的一个实施例中,颅骨模型采用白色硬质材料3D打印,在颅骨模型的外表面上涂抹一层硅胶,以模拟头皮。
如图1所示,本发明的一个实施例中,空腔70内配置有灵敏压力传感器64,灵敏压力传感器64设置在空腔70内,对空腔70内的压力进行测量,灵敏压力传感器64连接有指示灯。空腔70通过第一管道63连接有泵体61,第一管道63上设有第一阀体62,泵体61和第一阀体62设置在所述颅骨模型外部,泵体61通过第一管道63往空腔70内注入液体,模拟侧脑室中的脑脊液,第一阀体62用于实现控制液体进入空腔70。压力传感器64有两个预设值,一个为所要模拟的病症的颅内压值,另外一个是正常颅内压的值。当空腔70的内压值达到预设值时,压力传感器64检测到压力值达到,控制指示装置65动作,通过指示装置65提示空腔70的内压值达到预设值,停止向空腔70内注入液体。指示装置65为指示灯,通过指示灯亮或灭实现指示功能。
如图1所示,另一实施例中,空腔70还可通过第二管道66与泵体61连接,并在泵体61的一端接入储液瓶,在第二管道66上设有第二阀体67,第二阀体67控制第二管道66的通断,第二管道66、第二阀体67、泵体61配合,实现对空腔70内液体的排出。在向空腔70内注入液体时,压力传感器64检测到颅内压达到预设值,关闭第一阀体62,停止泵体61向空腔70内泵入液体。当颅内压超出预设值,打开第二管道66上的第二阀体67,通过阀门排出空腔70内的液体,实现对颅内压的调节。初始状态时,模拟侧脑室的空腔70空置,手动开启第一阀体62,储液瓶通过泵体61往空腔70注水,随着空腔70里面的水量增多,灵敏压力传感器64感受到压力增大,当压力到达第一个预设值(上限值,即模拟病症的颅内压值),第一阀体62自动关闭,泵体61注水停止,连接灵敏压力传感器64的指示灯亮起。当颅内压升高时,需要往外导出模拟脑脊液的液体时,使用第二管道66进行液体外引流,此时,打开第二管道66连接的第二阀体67,通过泵体61把液体经第二管道66导出到储液瓶中,由此可以实现对模拟脑脊液的循环利用。
如图2和如图3所示,本实施例中,穿刺针10设有尖端11、手柄12和显示部13。显示部13包括表盘31,表盘31配置有指针32,通过指针32相对于表盘31的转动,实现对力大小的显示。手柄12内安装有弹簧,弹簧的两端分别与尖端11和表盘31的指针32连接,在穿刺针10穿刺过程中,尖端11作用力在弹簧上,弹簧作用在指针32上,实现对穿刺阻力的大小的显示。
当使用该穿刺针10进行穿刺时,手握手柄12部分,将尖端11部分刺入颅内,由于脑组织模型和血管模型80是采用软硬层次分明的材料制备的,尖端11进入到不同位置时其受到的阻力不同,手柄内侧的弹性件受到尖端11的阻力影响会发生伸缩变动,由此引发表盘31上的指针32偏转,各模型所使用的材料不同,所反馈的阻力便不同,表盘31上指针32的偏转角度也不同。当表盘31上的指针32顺时针偏转时,数值增大,表明穿刺针10遇到的阻力变大,当表盘31的指针32逆时针转动时,数值减小,表明穿刺针10遇到的阻力变小。具体地,当尖端11进入脑组织模型时,此时进针阻力基本均匀,可以在穿刺针10的表盘31上看到指针32顺时针偏转,且摆动幅度不大,如果在穿刺脑组织过程中刺中血管,由于材料硬度变大,穿刺针10阻力增加,表盘31上的指针32顺时针偏转角度会骤然变大;当穿刺针10刺入侧脑室空腔70瞬间,进针阻力骤然变小,在穿刺针10的表盘31上可以看到指针32瞬间逆时针偏转,偏转幅度大,阻力的值突然变小;当穿刺针10刺入侧脑室后,表盘31上指针32出现骤然顺时针右偏大的状况,表明尖端11触碰到了侧脑室内的脉络丛或者脑室内壁;如若穿刺针10穿进侧脑室后,表盘31上的指针32出现骤然逆时针偏转,阻力变小后,没有再发生顺时针偏转,则说明尖端11未触碰损伤脉络丛或脑室内壁。
本发明的一实施例中,穿刺针10的手柄12上还设置有速度检测装置50,用于检测穿刺针10进针时候的速度,显示部上对应设有与速度检测装置50配合的速度显示屏40,通过显示部显示穿刺针10的穿刺速度,可以判断进针速度是否均匀,是否过快过慢,帮助医生掌握好进针的速度,以免损伤脉络丛或脑室内壁等造成出血。优选地,所述速度检测装置可以是微型测速仪或速度传感器等能够实现速度检测的装置。
本发明的另一实施例中,穿刺针10设有采像装置20,采像装置20设置在穿刺针10的尖端11内,尖端11的侧表面与采像装置20的对应的位置开设采像窗以供采像装置20采集尖端11所到部位的影响,帮助医生实时了解穿刺情况、判断穿刺方向等,使得医生更快地掌握穿刺的技巧和提高穿刺的成功率。
本发明的又一实施方式中,穿刺针10的手柄12内还可设置报警装置,当指针出现大幅度的偏转时,如刺到材质较硬的血管模型80时,发出报警声。
使用本发明的侧脑室培训系统进行模拟侧脑室穿刺训练的过程为:
1.泵体61通过第一管道63往模拟侧脑室的空腔70注水,模拟脑脊液;
2.随着侧脑室里面的水量增多,灵敏压力传感器64感受到压力增大,当压力到达第一个预设值(上限值,即模拟病症的颅内压值),第一阀体62自动关闭,泵体61注水停止,连接灵敏压力传感器64的指示灯亮起;
3.在模拟头皮上用标记液画出正中矢线,再以选定的穿刺点为中点划出头皮切口线,然后颅骨钻孔;
4.用穿刺针10按照预定的方向穿刺,进入脑组织模型,穿刺针10上的显示部上显示有尖端11所受阻力大小和进针速度;
5.在尖端11进入脑组织模型过程中,不应过急,缓慢进入,此时进针阻力基本均匀,可以在穿刺针10的显示部上看到指针32顺时偏转,且摆动幅度不大;
6.如果在穿刺脑组织模型过程中刺中血管模型80,由于材料硬度变大,尖端11所受阻力增加,显示部上的指针32顺时针偏转角度会骤然变大;可以根据进针的阻力判断尖端11所触碰的组织结构,脑组织模型的材质是相对均匀的,尖端11在脑组织模型中穿行的阻力相对稳定;
7.当尖端11刺入侧脑室瞬间,进针阻力骤然变小,穿刺针10的显示部上看到指针瞬间逆时针偏转,偏转幅度大,阻力的值突然变小;
8.当尖端11刺入侧脑室后,显示力度大小的指针出现骤然顺时针右偏大的状况,表明尖端11触碰到了侧脑室内的脉络丛或者脑室内壁;
9. 如果尖端11进入侧脑室后,显示部的指针出现骤然逆时针偏转,阻力变小后,没有再发生顺时针偏转,则说明尖端11未触碰损伤脉络丛或脑室内壁;
10.穿刺完成后,泵体61通过第二管道66回收液体,模拟脑脊液外引流,颅内压逐渐变小,与压力传感器64相连的指示灯灭;
11.当减少到压力传感器64预设值(事先设定的正常的颅内压值),与压力传感器64的相连的指示灯再次亮起,停止脑脊液外引流,完成一次侧脑室穿刺训练。
本发明还提供一种侧脑室穿刺培训系统制作方法,其中,包括有以下步骤:
S1:扫描患者术前影像数据,保存为DICOM格式,将保存的影像数据导入重建软件;
S2:在重建软件中选定目标显影区域,通过阈值选取提取目标显影区域中的感兴趣区域,对感兴趣区域进行优化、修正轮廓、去噪后转化为三维立体模型;
S3:重复步骤S2直至获得三维颅骨模型、三维血管模型和三维侧脑室空腔模型后,导入3D打印软件进行一体打印,获得颅骨模型和位于所述颅骨模型内部的血管模型和侧脑室空腔模型;
S4:在侧脑室空腔模型中置入压力传感器和第一管道,并将所述压力传感器与指示装置连接,将第一管道与泵体连接,所述第一管道上设置有第一阀体,然后向颅骨模型的颅腔灌注硅胶弹性体制作脑组织模型,完成侧脑室穿刺培训系统的制作。
本发明的一个实施例中,血管模型80至少包括脉络丛、透明隔、隔静脉、动静脉血管、脑室周围静脉的一种或多种。
本发明的一个实施例中,步骤S2中,当重建对象为脉络丛时,具体包括:选定侧脑室所在层面显影区域,调整阈值灰度,观察脉络丛的显影,直到显现出侧脑室内的明亮区,确定脉络丛阈值范围,然后通过分割操作提取脉络丛的显影。
本发明的一个实施例中,步骤S3中获得三维颅骨模型、三维血管模型和三维侧脑室空腔模型后可以导入3D打印软件进行分别打印,获得颅骨模型、血管模型和侧脑室空腔模型,然后将侧脑室空腔模型和血管模型置于颅骨模型中。
本发明的一个实施例中,侧脑室空腔模型采用软质可溶解于碱液的材料进行3D打印制备,然后在步骤S4之后,向侧脑室空腔模型中注入碱性溶液使其溶解掉,形成真实的模拟侧脑室的空腔70。本发明的实施例中,所述碱性溶液包括但不限于NAOH溶液。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种侧脑室穿刺培训系统,其特征在于,包括颅骨模型,所述颅骨模型内设有模拟侧脑室的空腔、脑组织模型和血管模型;所述空腔内配置有压力传感器,所述压力传感器连接有指示装置;所述空腔通过第一管道连接有泵体,所述第一管道上设有第一阀体,其中,所述泵体和第一阀体设置在所述颅骨模型外部,泵体通过第一管道往空腔内注入液体,模拟侧脑室中的脑脊液。
2.根据权利要求1所述的侧脑室穿刺培训系统,其特征在于,还包括穿刺针,所述穿刺针设有尖端、手柄和显示部,所述显示部包括表盘,所述表盘设有指针;所述手柄内安装有弹性件,所述弹性件的两端分别与尖端和表盘的指针连接。
3.根据权利要求2所述的侧脑室穿刺培训系统,其特征在于,所述手柄上设置有速度检测装置,所述显示部上对应设有与速度检测装置配合的速度显示屏。
4.根据权利要求2所述的侧脑室穿刺培训系统,其特征在于,所述尖端内部设有采像装置,所述尖端的侧表面设有与采像装置配合的采像窗,实现采像装置在穿刺过程中的采像。
5.根据权利要求1所述的侧脑室穿刺培训系统,其特征在于,所述脑组织模型采用透明材料制作,实现可视化的穿刺操作。
6.根据权利要求1所述的侧脑室穿刺培训系统,其特征在于,所述空腔和泵体之间还连接有第二管道,所述第二管道上设有第二阀体,所述泵体还连接有储液瓶。
7.根据权利要求1所述的侧脑室穿刺培训系统,其特征在于,所述脑组织模型和血管模型分别采用不同硬度的材料制备;所述脑组织模型的材料为硅胶或凝胶,所述血管模型采用光敏树脂进行3D打印制备。
8.根据权利要求1所述的侧脑室穿刺培训系统,其特征在于,所述血管模型至少包括脉络丛、透明隔、隔静脉、动静脉血管、侧脑室周围静脉中的一种或多种。
9.一种侧脑室穿刺培训系统制作方法,其特征在于,包括有以下步骤:
S1:扫描患者术前影像数据,保存为DICOM格式,将保存的影像数据导入重建软件;
S2:在重建软件中选定目标显影区域,通过阈值选取提取目标显影区域中的感兴趣区域,对感兴趣区域进行优化,转化为三维立体模型;
S3:重复步骤S2直至获得三维颅骨模型、三维血管模型和三维侧脑室空腔模型后,导入3D打印软件进行一体打印,获得颅骨模型和位于所述颅骨模型内部的血管模型和侧脑室空腔模型;
S4:在侧脑室空腔模型中置入压力传感器和第一管道,并将所述压力传感器与指示装置连接,将第一管道与泵体连接,所述第一管道上设置有第一阀体,然后向颅骨模型的颅腔灌注硅胶弹性体制作脑组织模型,完成侧脑室穿刺培训系统的制作。
10.根据权利要求9所述的侧脑室穿刺培训系统制作方法,其特征在于,所述血管模型至少包括脉络丛、透明隔、隔静脉、动静脉血管、脑室周围静脉中的一种或多种。
11.根据权利要求10所述的侧脑室穿刺培训系统制作方法,其特征在于,所述步骤S2中,当重建对象为脉络丛时,具体包括:
选定侧脑室所在层面显影区域,调整阈值灰度,观察脉络丛的显影,直到显现出侧脑室内的明亮区,确定脉络丛阈值范围,然后通过分割操作提取脉络丛的显影,对脉络丛显影进行优化转化为三维脉络丛模型。
12.根据权利要求9所述的侧脑室穿刺培训系统,其特征在于,所述侧脑室空腔模型采用软质可溶解于碱液的材料进行3D打印制备;且在所述步骤S4之后还包括:向侧脑室空腔模型中注入碱性溶液使其溶解掉,形成模拟侧脑室的空腔。
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