CN111920520A - 一种采用仿真模具进行听力重建方案优化的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用仿真模具进行听力重建方案优化的测试方法，通过CT扫描病患的耳部，获得病患耳部的组织结构信息并形成CT资料，所涉及的组织结构信息包括耳廓、耳道前壁软骨与骨板、乳突后壁与天盖骨板、鼓室内侧壁、耳道后壁、鼓膜、听骨链、鼓窦、乳突气房和上鼓室。本发明通过获取患者病患部位的CT数据，由于CT数据能够实物展示相关的病变信息，然后结合3D打印技术，打印出3D仿真模型，在3D仿真模型上进行手术“预演”，然后再将“手术”后的3D仿真模型进行听力测试，根据测听力测试情况获取最优的“手术”案例，并根据该最优案例指导医生的后续实际手术，使得手术具有很好的量化标准，以给出患者最好的手术方案。

Description

一种采用仿真模具进行听力重建方案优化的测试方法

技术领域

本发明涉及医学评估技术领域，特别涉及一种采用仿真模具进行听力重建方案优化的测试方法。

背景技术

中耳乳突良性病变以慢性化脓性中耳炎(chronic suppurative otitis media，CSOM)和中耳胆脂瘤(cholesteotoma)为代表，是耳科常见病症，严重者可以发生颅内、外并发症，甚至危及生命。国内的一项CSOM研究显示54％的胆脂瘤患者还会发生听骨链损伤(ossicular chain damage，OCD)，造成传导性听力损失，明显影响患者的生活质量。此类疾病最有效的治疗手段是手术，但手术复杂，术后易导致面神经损失、脑脊液耳漏等并发症。手术以切除中耳乳突病变并重建中外耳传音结构，代表性的手术方式为开放式或完壁式乳突根治术+鼓室成形术。

手术中涉及到的支撑结构有耳廓、耳道前壁软骨与骨板、乳突后壁与天盖骨板和鼓室内侧壁，支撑结构内部涉及到的组织有耳道后壁、鼓膜、听骨链、鼓窦、乳突气房、上鼓室等。在具体手术时，是切除耳道后壁、鼓膜、听骨链、鼓窦、乳突气房、上鼓室中的一个或多个，且每个组织切除的范围和大小都可以不同，但是具体切除的大小对术后病人的听力恢复影响不同。现有的手术切除完全凭医生的经验，造成术后对病人的听力影响各不相同，没有实现术前的量化分析和测试，以获得最优的手术方案参考。

发明内容

有鉴于上述现有中耳手术切除病变组织只能凭借医生经验，没有术前的量化分析和测试方法来获得最优的手术方案，本发明给出一种采用仿真模具进行听力重建方案优化的测试方法，具体是利用3D打印技术打印出耳的各个组织模型，然后根据病变情况在模型向进行模拟切除，再通过听力测试，进而获得听力最优方案。

本发明的技术方案如下：一种采用仿真模具进行听力重建方案优化的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100.通过CT扫描病患的耳部，获得病患耳部的组织信息并形成CT资料，所涉及的组织信息包括耳廓、耳道前壁软骨与骨板、乳突后壁与天盖骨板、鼓室内侧壁、耳道后壁、鼓膜、听骨链、鼓窦、乳突气房和上鼓室；

S200.将所述CT资料传输到3D打印设备，通过3D打印设备对S100中各个组织进行分别打印，并将打印好的各组织部位进行组装获得相应的3D仿真模具；

S300.对所述3D仿真模具按照病变特点进行中耳病变组织切除；

S400.将S300中组织去除后的3D仿真模具进行听力测试，根据听力测试结果判定方案的成效。

优选的，S300中所涉及到去除的组织包括耳道后壁、鼓膜、听骨链、鼓窦、乳突气房和上鼓室中的一个或多个。

优选的，所述耳道后壁、鼓膜、听骨链、鼓窦、乳突气房和上鼓室的模型均分为多个部分分别打印，并通过组装形成组织的整体。

优选的，在步骤S400中，所述听力测试包括如下步骤：

S401.给所述测试场景设置测试所需要的统一标准的外界环境，该外界环境条件包括统一的温度、气压、湿度和无干扰杂音；

S402.将声源装置和需要测试的一个3D仿真模具放置在所述测试场景中的固定位置，所述声源装置与3D仿真模具具有固定的方位关系、朝向关系和距离；

S403.在所述3D仿真模具上设置用于检测声音的麦克风，该麦克风连接到用于检测声音信号的检测仪上；

S404.启动并调节所述声源装置，使所述声源装置从高分别向低分贝持续发声，并根据所述检测仪上显示结果，获取所能检测到的最低分贝值，并记录；

S405.重复所述步骤S402-S404。

有益效果：本发明构思新颖、设计合理，且便于使用，本发明通过获取患者病患部位的CT数据，由于CT数据能够实物展示相关的病变信息，然后结合3D打印技术，打印出3D仿真模型，在3D仿真模型上进行手术“预演”，然后再将“手术”后的3D仿真模型进行听力测试，根据测听力测试情况获取最优的“手术”案例，并根据该最优案例指导医生的后续实际手术，使得手术具有很好的量化标准，以给出患者最好的手术方案。

附图说明

图1是本发明的步骤示意图。

图2是本发明测听过程中的步骤示意图。

图3是本发明中一种仿真模具的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1-图3所示，一种采用仿真模具进行听力重建方案优化的测试方法，包括如下步骤：

S100.通过CT扫描病患的耳部，获得病患耳部的组织信息并形成CT资料，所涉及的组织信息包括耳廓1、耳道前壁软骨与骨板2、乳突后壁与天盖骨板3、鼓室内侧壁4、耳道后壁5、鼓膜6、听骨链7、鼓窦8、乳突气房和上鼓室9；

S200.将所述CT资料传输到3D打印设备，通过3D打印设备对S100中各个组织进行分别打印，并将打印好的各组织部位进行组装获得相应的3D仿真模具；

S300.对所述3D仿真模具按照病变特点进行中耳病变组织切除，优选的，所涉及到去除的组织包括耳道后壁5、鼓膜6、听骨链7、鼓窦8、乳突气房和上鼓室9中的一个或多个；优选的，所述耳道后壁5、鼓膜5、听骨链7、鼓窦8、乳突气房和上鼓室9的模型均分为多个部分分别打印，并通过组装形成组织的整体；

S400.将S300中组织去除后的3D仿真模具进行听力测试，根据听力测试结果判定方案的成效。

在步骤S400中，所述听力测试包括如下步骤：

S401.给所述测试场景设置测试所需要的统一标准的外界环境，该外界环境条件包括统一的温度、气压、湿度和无干扰杂音；

S402.将声源装置和需要测试的一个3D仿真模具放置在所述测试场景中的固定位置，所述声源装置与3D仿真模具具有固定的方位关系、朝向关系和距离；

S403.在所述3D仿真模具上设置用于检测声音的麦克风，该麦克风连接到用于检测声音信号的检测仪上；

S404.启动并调节所述声源装置，使所述声源装置从高分别向低分贝持续发声，并根据所述检测仪上显示结果，获取所能检测到的最低分贝值，并记录；

S405.重复所述步骤S402-S404，本步骤针对有不同的切除情况下进行。

在具体实施过程中，所采用的CT仪为螺旋CT仪，对所述颞骨周围区域CT医学成像后获得DICOM格式资料，然后对图像行3D可视化、切割、分离以及三维重建，重点将外耳道、鼓室、乳突气房等结构清晰重建，再利用交互式医学软件辅助设计，完善颞骨图像。在具体实施是，声源的设置可以采用45度角双扬声器给声与耳道内高保真耳麦直接给声两种方式给刺激声。在统计和对比时，对对照组和病例组的外耳道、鼓室、乳突气房形状及面神经走向进行三维立体重建，对容积进行容积测定(AW VolumeShare)(参数：FOV 9.6cm(单侧)重建成层厚0.625mm Kv 120Kv mAs 100-120As螺距1.0矩阵512*512高分辨率骨重建算法扫描范围：从乳突气房上缘扫描至乳突尖下缘，包括整个乳突)，并分析不同中耳术式后中耳结构的改变与患者听力下降程度的关系。

需要说明的是，在针对耳道后壁5、鼓膜5、听骨链7、鼓窦8、乳突气房和上鼓室9的模型均分为多个部分分别打印中，针对各个组织或器官可以分为纵向和横向，并按照一定量化宽度进行打印，也可以根据医生的建议进行不规则的分部分打印。另外，本发明提供给的方法，不是直接在作为治疗手段，而是一种方案探讨和研究的推演和测试方法，作为一种真实手术的参考和指导办法。这种方法不但可以应用于手术方案的探讨和研究，还可以用于教学等其他实际情况。在打印中，通过材料打印形成模拟软骨、骨瓣和软组织料以在中外耳听力传导结构重建，进而在声学模拟效果上最大地靠近真实人体的声学效果，在实际建模时要修复重建中耳鼓室结构、缩小开放式乳突腔以及上鼓室重建。其中模拟软骨、骨瓣和软组织也可以采用现有的成品模型进行安装，在打印时只通过打印形成更相应的安装腔室，且一般来讲骨瓣采用骨粉制成。在打印时只通过打印成形相应的部件安装腔室，且一般来讲骨瓣采用骨粉制成。

需要进一步说明的是，在实际打印模型中，可以根据具体的病患特点，进行针对性地打印，例如只将其中部分组织进行单独打印处理，其余不相关组织统一打印，如此根据不同病患中耳组织切除特点，进行中耳结构重建后的模拟声学实验，以制定精准化个体化的手术方案并获得最佳中外耳听力传音结构重建方案，进而获得最佳术后听力提升效果。

还需要特别说明的是，本方法在应用于实际治疗探讨和研究时，可以针对个体病患实现精准化的模拟，因为原始的人体组织和器官数据来自于病患的CT数据，以获得实际手术方案的最优化指导和参考。另外，本方法应用于教学演示等非治疗参考情况下时，可以单独制定各个组织取舍的量化标准，以完备而准确地量化演示各个组织去除情况下对听力的影响，进而获得易于认知、理解和记忆的教学演示效果。在实际听力测试中，其对比过程不但在于获取最优方案，也可以通过对比比较所有组别的损失情况，判断优劣。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种采用仿真模具进行听力重建方案优化的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100.通过CT扫描病患的耳部，获得病患耳部的组织信息并形成CT资料，所涉及的组织信息包括耳廓、耳道前壁软骨与骨板、乳突后壁与天盖骨板、鼓室内侧壁、耳道后壁、鼓膜、听骨链、鼓窦、乳突气房和上鼓室；

S200.将所述CT资料传输到3D打印设备，通过3D打印设备对S100中各个组织进行分别打印，并将打印好的各组织部位进行组装获得相应的3D仿真模具；

S300.对所述3D仿真模具按照病变特点进行中耳病变组织切除；

S400.将S300中组织去除后的3D仿真模具进行听力测试，根据听力测试结果判定方案的成效。

2.如权利要求1所述的一种采用仿真模具进行听力重建方案优化的测试方法，其特征在于，S300中所涉及到去除的组织包括耳道后壁、鼓膜、听骨链、鼓窦、乳突气房和上鼓室中的一个或多个。

3.如权利要求2述的一种采用仿真模具进行听力重建方案优化的测试方法，其特征在于，所述耳道后壁、鼓膜、听骨链、鼓窦、乳突气房和上鼓室的模型均分为多个部分分别打印，并通过组装形成组织的整体。

4.如权利要求4所述的一种采用仿真模具进行听力重建方案优化的测试方法，其特征在于，在步骤S400中，所述听力测试包括如下步骤：

S401.给所述测试场景设置测试所需要的统一标准的外界环境，该外界环境条件包括统一的温度、气压、湿度和无干扰杂音；

S402.将声源装置和需要测试的一个3D仿真模具放置在所述测试场景中的固定位置，所述声源装置与3D仿真模具具有固定的方位关系、朝向关系和距离；

S403.在所述3D仿真模具上设置用于检测声音的麦克风，该麦克风连接到用于检测声音信号的检测仪上；

S404.启动并调节所述声源装置，使所述声源装置从高分别向低分贝持续发声，并根据所述检测仪上显示结果，获取所能检测到的最低分贝值，并记录；

S405.重复所述步骤S402-S404。

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