CN113244516A - 一种基于骨性多点定位的非共面穿刺模板制作方法及模板 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于骨性多点定位的非共面穿刺模板制作方法，包括以下步骤：获取涵盖所有目标区域的CT断层扫描图Pic，根据CT断层扫描图Pic进行三维建模，获得包括人体皮肤数据和瘤体数据在内的三维模型，以CT床的长度方向为X轴，宽度方向为Y轴，CT床的法向为Z轴建立空间坐标系，并以Z轴值最小的标记点作为空间坐标系的原点；将任一皮肤数据W_n沿Z轴方向执行膨胀处理获得多个模板模型数据Q_n。导入针道计划，导出穿刺模板模型数据K₁，并输入3D打印设备进行打印，获得非共面穿刺模板。本发明提供的方法制作的穿刺模板解决了因患者在模板制作前进行瘤体采样时的体位与穿刺时的体位不对应导致的穿刺误差。

Description

一种基于骨性多点定位的非共面穿刺模板制作方法及模板

技术领域

本发明涉及外科手术辅助器械及其制作方法技术领域，尤其涉及用于精准穿刺的辅助模板及其制作方法技术领域，具体涉及一种基于骨性多点定位的非共面穿刺模板制作方法及模板。

背景技术

肿瘤是当今全球范围内医疗技术面临的一大难题，据国际癌症研究机构（IARC）发布的近年来全球每年新增癌症患者近2000万，因为肿瘤导致死亡的近1000万人。现有医疗技术中虽然肿瘤的有效治疗手段有多种，但是基于肿瘤早起往往没有任何症状，从而导致难以做到早发现，早治疗，因此，譬如通过手术切除达到痊愈的方式并不适用于大部分肿瘤患者；剩下的治疗方法通常就是放化疗和靶向治疗，其中靶向治疗是所有肿瘤治疗中最为有效的一种，但基于其对肿瘤的情况有严格要求，以及靶向药物的昂贵也使得大部分患者不会采用或者不能采用。从而使得放化疗成为了肿瘤治疗手段中最为普遍和有效的治疗手段。放化疗对于癌细胞虽然有着明显的抑制甚至杀死作用，但同样的对健康细胞亦产生致命伤害，所以基于放化疗的原因，其不可避免的会给患者带来极大的副作用。随着科学技术的不断提升，现在临床已经广泛的运用精准放射手段，其利用微小的放射性粒子对具备区域进行针对性的放射，以达到杀死肿瘤中的癌细胞，同时又实现健康器官细胞不受放射影像的技术效果。

要达到上述精准放射的效果，精准执行手术计划是关键，在放射性粒子置入手术中，医生往往都是借助于穿刺模板来限定穿刺针的走向，以避免在穿刺过程中因患者体内组织阻挡导致穿刺歪斜，从而不能将放射性粒子精准的置入肿瘤内部的问题。现有技术中，穿刺模板大致可以分为两类：

第一类是共面穿刺模板，这种穿刺模板属于初级产品，其设置的针道几乎均为平行针道，对于粒子置入的精度要求相对较低，适用较为规则和简单的肿瘤穿刺。

第二类是非共面穿刺模板，这种穿刺模板上设置的针道包括平行针道和非平行针道，能够适用于几乎90%的肿瘤穿刺领域，除特殊部位或者因骨性组织或者危机器官阻挡导致无法全面穿刺外，其他肿瘤穿刺几乎均可适用，也是现有基于模板穿刺的主流方式。但无论何种穿刺模板，其都是基于患者表面进行定位的，由于患者表面存在较厚的肌肉组织和脂肪组织，会使得手术计划和实际穿刺状态不可避免的会发生错动误差，即便在进行手术计划时，实现通过表皮定位，但基于组织的柔软性依然会存在较大的错动误差。

因此利用穿刺模板进行穿刺手术在模板定位上的误差或者偏差减小设置消除是本领域亟待解决的技术难题。

发明内容

为了解决现有技术中的穿刺模板存在的容易在患者体表发生晃动或者错动导致穿刺精度降低，甚至穿刺针偏斜的技术问题，本申请提供一种基于骨性多点定位的非共面穿刺模板制作方法及模板，用于克服现有技术中存在的不足，为现有的粒子植入手术提供一种简单、方便、准确的穿刺辅助模板；同时，还提供一种制作该模板的方法，以快速，准确的获得。

为了达到上述目的，本申请所采用的技术方案为：

一种基于骨性多点定位的非共面穿刺模板制作方法，包括以下步骤：

步骤STP100 获取涵盖所有目标区域的CT断层扫描图Pic，所述CT断层扫描图Pic上包括预先设定在目标区域的标记点成像，其中，包括四个设置在骨性区域的定位标记点和一个设置在穿刺区域的穿刺标记点；所述的四个设置在骨性点位的标记点为分别设置在髋骨两侧的髂前上棘所在部位和两侧肱骨大结节所在部位的可CT成像标记点。

步骤STP200 根据所述CT断层扫描图Pic进行三维建模，获得包括人体皮肤数据和瘤体数据在内的三维模型，并在三维模型中将步骤STP100中的所有标记点进行标注；所述人体皮肤数据通过设定CT在采用平扫/增强状态下对应的阈值提取获得；步骤STP200中四个定位标记点标注如下：

将左肱骨大结节标注为标记点A（x₁，y₁，z₁），右肱骨大结节标注为标记点B（x₂，y₂，z₂），将右侧髂前上棘所在部位标注为标记点C（x₃，y₃，z₃），将左侧髂前上棘所在部位标注为标记点D（x₄，y₄，z₄）；所述穿刺标记点标注为标记点O （x₅，y₅，z₅）。

步骤STP300 以CT床的长度方向为X轴，宽度方向为Y轴，CT床的法向为Z轴建立空间坐标系，并以Z轴值最小的标记点作为空间坐标系的原点；

步骤STP400 以任一一个标记点作为基准点沿X-Y平面分别向四周扩大到预设范围S_n，提取在S_n投影下的三维模型中对应的皮肤数据W_n；步骤STP400中预设范围S_n为矩形，且Sn=L*M＞25cm²，且满足M＜L＜2M。

步骤STP500 将任一皮肤数据Wn沿Z轴方向执行膨胀处理1.5-2.5mm，获得多个模板模型数据Q_n。步骤STP500中获得的四个模板模型数据Q_n分别为第一定位模板数据Q₁，第二定位模板数据Q₂，第三定位模板数据Q₃，第四定位模板数据Q₄和穿刺模板数据Q₅；所述第一定位模板数据Q₁对应标记点A（x₁，y₁，z₁）的位置，第二定位模板数据Q₂对应标记点B（x₂，y₂，z₂）的位置，第三定位模板数据Q₃对应标记点C（x₃，y₃，z₃）的位置，第四定位模板数据Q₄对应标记点D（x₄，y₄，z₄）的位置，以及所述穿刺模板数据Q₅对应标记点O （x₅，y₅，z₅）的位置均设置有半径r=1-1.5mm的圆形定位通孔；所述穿刺模板数据Q₅上的圆形定位通孔还沿X轴和Y轴所在直线进行阵列，形成相交于穿刺模板数据Q₅上圆形定位通孔的十字标线。

步骤STP600 在模板模型数据Q_n上选取在X-Y平面投影面积为9-12mm²的区域继续沿Z轴方向执行膨胀处理，获得多个与模板模型数据Q_n对应连接的柱状模型数据H_n；

步骤STP700 在X-Y平面内新建实体模型L，所述实体模型L分别与所述柱状模型数据H_n连接，获得穿刺模板模型数据K₀；

步骤STP800 导入针道计划，将步骤STP500中获得的与针道计划对应区域的模板模型数据Q_n与针道融合，获得包含有多个非共面针道在内的穿刺模板模型数据K₁；

步骤STP900 导出穿刺模板模型数据K₁，并输入3D打印设备进行打印，获得非共面穿刺模板，其中，n=[1,2,3,4]。

本发明还提供一种非共面穿刺模板，具体由上述基于骨性多点定位的非共面穿刺模板制作方法制得。

有益效果

本发明能够针对不同位置的肿瘤建立不同穿刺体位的非共面穿刺模板，利用患者骨性部位进行定位，解决了现有模板只通过贴合患者皮肤表面定位存在的以下两方面问题：

第一，解决了因患者在模板制作前进行瘤体采样时的体位与穿刺时的体位不对应导致的穿刺误差。

第二，解决了现有穿刺模板单一的贴合在人体表面，受到肌肉组织和脂肪组织在内的软组织晃动或者错动带来的穿刺误差。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明在使用状态下的俯视图；

图2是图1的右视图；

图3是实施例1中的穿刺模板模型数据K₁标注示意图；

图4是穿刺模板的结构俯视图；

图5是图4中沿剖切符号A-A的剖视图；

图6是图4的正面视角轴测图；

图7是图4的反面视觉轴测图。

图中：1-穿刺模板本体；2-标线孔；3-针道管；4-观察孔；5-出血孔；6-定位杆；61-水平段；62-第一竖直段；63-第二竖直段；7-第一定位模板；8-第二定位模板；9-第三定位模板；10-第四定位模板；11-十字定位孔；12-胶带。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

一种基于骨性多点定位的非共面穿刺模板制作方法，包括以下步骤：

步骤STP100 获取涵盖所有目标区域的CT断层扫描图Pic，所述CT断层扫描图Pic上包括预先设定在目标区域的标记点成像，其中，包括四个设置在骨性区域的定位标记点和一个设置在穿刺区域的穿刺标记点；所述的四个设置在骨性点位的标记点为分别设置在髋骨两侧的髂前上棘所在部位和两侧肱骨大结节所在部位的可CT成像标记点。在实际操作中，可利用患者正常CT检查时进行，利用CT检查的断层扫描图Pic作为本步骤后续的基础。

当然，为了更好的定位骨性部位，省去医生对上述四个骨性区域进行找寻，首先可用标记笔或者马克笔在患者对应骨性部位标记，然后放置在CT中可成像的标记物并固定。通常可利用常规的防水贴或者医用胶带简单固定即可。经CT扫描后获取的CT断层扫描图Pic上就会有所述标记物的成像，将该标记物的成像作为骨性点位的标记点，所述标记物采用常规导丝以十字的方式固定。值得说明的是，本步骤的目的并不获取被检测人体的健康状况，获取的断层扫描图Pic只是获得对应部位的图像以便于穿刺模板形状的制作，以使得获得的穿刺模板能够与对应部位更加贴合，与患者的健康状况和治疗无关。当然，不通过标注的方式亦可得到对应部位的断层扫描图并建立模型，但那样医生会花费更多的时间用于部位的筛选和定位，会大大降低效率。

步骤STP200 根据所述CT断层扫描图Pic进行三维建模，获得包括人体皮肤数据和瘤体数据在内的三维模型，并在三维模型中将步骤STP100中的所有标记点进行标注；所述人体皮肤数据通过设定CT在采用平扫/增强状态下对应的阈值提取获得；其中采用CT平扫时，所述预设CT阈值范围δ∈[31-32] Hu，采用CT增强时，所述预设CT阈值范围δ∈[33-35]Hu。通过上述阈值设定，结合CT断层扫描图Pic建立的三维模型即可快速获得皮肤数据。

本步骤四个定位标记点标注如下：

将左肱骨大结节标注为标记点A（x₁，y₁，z₁），右肱骨大结节标注为标记点B（x₂，y₂，z₂），将右侧髂前上棘所在部位标注为标记点C（x₃，y₃，z₃），将左侧髂前上棘所在部位标注为标记点D（x₄，y₄，z₄）；所述穿刺标记点标注为标记点O （x₅，y₅，z₅），详见附图3所示。

步骤STP300 以CT床的长度方向为X轴，宽度方向为Y轴，CT床的法向为Z轴建立空间坐标系，并以Z轴值最小的标记点作为空间坐标系的原点；以该方式建立坐标点的好处在于，任何一个标记点的坐标均为正值，可直接通过坐标数据设定最终模板的尺寸，使得在进行三维模型编辑时更加直观。

步骤STP400 以任一一个标记点作为基准点沿X-Y平面分别向四周扩大到预设范围S_n，提取在S_n投影下的三维模型中对应的皮肤数据W_n；本步骤中预设范围S_n为矩形，且Sn=L*M＞25cm²，且满足M＜L＜2M。

即S₁= L₁*M₁……S₄= L₄*M₄；其中S_n的取值根据实际部位的不同而不同，在不考虑成本的情况下，S_n的取值越大，固定的效果越好，获得的穿刺模板的稳定性越高。当然，在上述方案公开的前提下，按照本发明已经公开的技术内容启示下，亦可以采用投影非矩形设置，譬如可以采用在X-Y平面投影为圆形，椭圆形或者其他形状。

步骤STP500 将任一皮肤数据W_n沿Z轴方向执行膨胀处理1.5-2.5mm，获得多个模板模型数据Q_n，其中，n=[1,2,3,4,5]。步骤STP500中获得的五个模板模型数据Q_n分别为第一定位模板数据Q₁，第二定位模板数据Q₂，第三定位模板数据Q₃，第四定位模板数据Q₄和穿刺模板数据Q₅；所述第一定位模板数据Q₁对应标记点A（x₁，y₁，z₁）的位置，第二定位模板数据Q₂对应标记点B（x₂，y₂，z₂）的位置，第三定位模板数据Q₃对应标记点C（x₃，y₃，z₃）的位置，第四定位模板数据Q₄对应标记点D（x₄，y₄，z₄）的位置，以及所述穿刺模板数据Q₅对应标记点O（x₅，y₅，z₅）的位置均设置有半径r=1-1.5mm的圆形定位通孔；所述穿刺模板Q₅上的圆形定位通孔还沿X轴和Y轴所在直线进行阵列，形成相交于穿刺模板Q₅上圆形定位通孔的十字标线。所述运行定位通孔能够实现快速的与预设标记点对准，从而从定位精度上相较于现有的单一穿刺模板对齐方式大大提高。

步骤STP600 在第一定位模板数据Q₁、第二定位模板数据Q₂、第三定位模板数据Q₃、第四定位模板数据Q₄上选取在X-Y平面投影面积为9-12mm²的区域继续沿Z轴方向执行膨胀处理，获得多个与模板模型数据Q_1-4对应连接的柱状模型数据H_1-4；H_1-4中任一柱状模型数据H_n的顶部Z轴坐标保持相等；在穿刺模板数据Q₅上靠近边缘的位置选取在X-Y平面投影面积为9-12mm²的区域继续沿Z轴方向执行膨胀处理获得柱状模型数据H_5-8；

步骤STP700 在X-Y平面内新建实体模型L，所述实体模型L分别与所述柱状模型数据 H_1-8连接，获得穿刺模板模型数据K₀；当然，按照本步骤的发明构思，亦可以将所述新建实体模型L分成四个，用于分别连接柱状模型数据H₁和H₅、H₂和H₆、H₃和H₇、H₄和H₈。

步骤STP800 导入针道计划，将步骤STP500中获得的与针道计划对应区域的穿刺模板数据Q₅与针道融合，获得包含有多个非共面针道在内的穿刺模板模型数据K₁；

步骤STP900 导出穿刺模板模型数据K₁，并输入3D打印设备进行打印，获得非共面穿刺模板。

实施例2：

本实施例提供一种非共面穿刺模板，具体由实施例1所述的基于骨性多点定位的非共面穿刺模板制作方法制得，如图3-6所示，具体包括穿刺模板本体1，所述穿刺模板本体1还固定连接有多个沿穿刺模板本体1四周向外延伸形成与人体骨性部位表面贴合的定位模板。所述定位模板的具体形状设置根据实际穿刺部位可具体设定，设定的原则是采集人体脊柱所在轴向的骨性点位定位点，以软组织覆盖越薄的部位为最佳。根据具体穿刺部位不同而存在差异。

本实施例具体亦穿刺部位为胸腹部为例，所述定位模板包括四个呈四边形布置的第一定位模板7、第二定位模板8、第三定位模板9和第四定位模板10。第四定位模板10和第三定位模板9采用髋骨两端的髂前上棘对应部位分别作为定位点进行定位，同时利用肱骨的大结节对应部位作为另外两个第一定位模板7和第二定位模板8的定位点。采用上述四点的定位方式最为突出的技术亮点是能够减小穿刺模板本体1相对于目标肿瘤之间的位置误差，其原理如下：

为了更加直观，清晰的阐述本发明相较于现有的穿刺模板定位具有更高的定位精度和稳定性，申请人将针对可以相对运动的骨骼之间配合本发明提供的非共面穿刺模板是如何实现稳定定位的原理进行阐述。

定位的准确性主要受两部分因素影响：

第一因素来自于定位时与穿刺时瘤体相对于患者体表位置的变化。

由于穿刺模板本体1只能与患者体表皮肤进行定位，因此，即是穿刺模板本体1与患者体表之间没有发生任何的相对运动，但瘤体与对应定位的患者体表之间的肌肉组织、脂肪组织受到任何外力作用产生的变形都将带来定位误差，造成穿刺模板本体1与瘤体之间的位置偏差，这一因素也是现有定位模板最重要的误差引入源。

第二因素来自于穿刺模板本体1在与患者体表未发生相对位移的情况下，医生无法判别此时穿刺模板本体1与定位标记时相对于瘤体本身之间的位置关系是否发生变化而引入。亦即是说，患者体表在定位标记时的标记点与穿刺模板本体上的标记点即便是100%重合，按照现有技术，医生就视为此时的穿刺模板本体1与瘤体的相对位置与定位标记时的相对位置相同；但事实上并非如此，譬如患者在进行术前瘤体采样时的体位即手术计划所依据的体位与手术时穿刺的体位之间的差异导致瘤体位置差异。尤其是表皮脂肪层较厚的患者，体会的变化会导致穿刺模板本体1能够在保持标记点与穿刺模板本体1不变的情况下与瘤体的相对距离变长、变短或者偏斜等情况，而表皮脂肪的变化并不会带动体内瘤体位置的同步变化，故而就产生了位置偏斜。

明晰了上述穿刺模板本体1与瘤体之间的位置偏斜因素后，本发明通过下述方式实现位置的精准定位：人体上肢肩部两端最为突出的骨性部位可以肱骨大结节位置为准，人体腹部最为突出的骨性部位可以髋骨两端的髂前上棘位置为准。虽然肱骨大结节一侧或者两侧基于脊柱的弯曲与髋骨两端的髂前上棘位置会发生变化，从而引起肿瘤的位置将会随着体位的变化而发生变化，但是，由于本发明定位点至少采用上述四个部位中的三个，也就是说，当确定了三个骨性点之间的位置后，那么患者只可能出现与定位时的同一个体位，使得肿瘤的位置相对于定位时的位置是相同的。当然，由于内部器官以及肿瘤的发育不同也会导致肿瘤的误差，但肿瘤的生长是不可预计和控制的，因此在手术计划到手术执行期间，肿瘤的自身微小生长带来的不可控因素忽略不计。

也就是说，在进行定位标记时，瘤体所在位置的对应体表设置的标记点与穿刺模板本体上的标记位置重合安装，那么可以保证穿刺模板本体1安装位置与定位时的安装位置相同，这一点现有技术亦可以做到。此时，若患者的体位如平躺或者侧卧与进行瘤体位置采样时不一致，那么体位的不同将改变瘤体与穿刺模板本体1之间的位置偏差，即上述‘第二因素’影响。在进行穿刺时，由于穿刺模板本体1唯一接触的只有患者体表，在穿刺过程中施加在穿刺模板本体1上的外力将导致患者肌肉组织、脂肪组织的变形，从而导致穿刺模板本体1与瘤体之间的位置变化，即上述‘第一因素’影响。本发明通过与穿刺模板本体1固连的多个定位模板与患者骨性部位进行定位，由于多个定位模板之间的相对位置具有唯一性，且将患者进行术前瘤体采样时的体位作为依据，因此，在进行穿刺时，只要每一个定位模板位置未发生偏斜，那么表示在穿刺时患者体位与穿刺前进行瘤体采样时的体位保持一致，从而保证瘤体在该上述两种状态所处环境最大可能的保持一致性。若体位发生任何变化，那么至少有一个定位模板无法对齐，那么医生通过对齐上述每一个定位模板即可消除体位因素带来的误差，即消除了上述‘第二因素’ 的消极影响。进一步地，有该上述多个定位模板与穿刺模板本体1之间为固连结构，若穿刺模板本体1受到外力可能与瘤体位置之间发生偏斜时，此时也将带动定位在患者骨性部位的多个定位模板移动，那么通过固定多个定位模板的方式，即可实现在穿刺过程中保证穿刺模板本体1不会因患者的肌肉组织、脂肪组织受力变形导致的误差引入，即消除了上述‘第一因素’的消极影响。

在进行瘤体采样时，首先，在上述第一定位模板7、第二定位模板8、第三定位模板9和第四定位模板10四个对应的骨性位置上安装可在CT上成像的标记物；然后患者平躺于CT床上，对标记的定位部位和瘤体所在的目标部位进行扫描；获得对应所需部位的断层扫描图像并建模，以定制手术计划，手术计划的定制属于现有技术，亦非本申请技术范畴之列，在此不做详述。

待手术计划完结，且患者符合手术条件下进行手术前，需要对已经制定好的穿刺模板进行定位安装，安装操作如下：

第一步，将第一定位模板7、第二定位模板8、第三定位模板9和第四定位模板10上对应所述标记物的位置对齐。对齐时，由于患者平躺体位不可能与采样时平躺体位一模一样，那么应当首先定位第一定位模板7，定位完成后，利用胶带12粘接固定，如现有的医用胶带即可，具体如图1和图2所示。

第二步，按照第一步定位、固定第一定位模板7的方法定位第二定位模板8，若无法直接对齐，那么则调整患者体位，直到第二定位模板8的对应位置与标记物对齐为止，并完成固定。

第三步，观察穿刺模板本体1上的标记位置与穿刺部位的标记点的位置是否对应，若穿刺部位的标记点与穿刺模板本体1上的标记位置对应，那么可进行第四部操作；若不对应则应当调整穿刺部位的软组织使其与穿刺模板本体1对应，再进行第四步。值得说明的是，为了保证穿刺模板本体1与患者穿刺部位的体表贴合，在进行CT断层扫描前，均会在体表设置可在CT图像上成像的标记物，以使得后期穿刺模板本体1在安装时，能够通过对齐该标记物来进行定位。标记物可以设置一个，也可以设置多个，这属于现有技术，不属于本发明的改进点，在此不做赘述。

第四步，按照第一步的操作完成剩余第三定位模板9和第四定位模板10的定位安装和固定。此时患者的体位状态已经和瘤体采样时的体位状态保持一致，从而消除了因体位不同而导致的位置偏差。

同时，由于整个穿刺模板为一体结构，对外力具有支撑性，即便医生在穿刺模板本体1上施加了外力，亦不会导致穿刺模板本体1的偏斜，从而消除因软组织滑动或者晃动带来的位置偏差。

定位完成后，即可按照现有技术进行逐一穿刺，将反射性粒子逐一按照手术计划置入。

实施例3：

在实施例1的基础上，为了兼顾术前穿刺模板本体1的制作加工，同时满足术中的穿刺操作不受影响，提供绝佳的开场性，本实施例进一步结合附图3-图7所示，所述穿刺模板本体1与任一所述定位模板之间均通过定位杆6固定连接，所述定位杆6由水平设置的水平段61、分别与所述穿刺模板本体1和任一所述定位模板上表面固定连接的第二竖直段63、第一竖直段62固连组成。

为了进一步快速定位，以调整手术时患者体位与瘤体采样时的体位保持一致，实现定位模板的快速定位，优选地，所述第一定位模板7、第二定位模板8、第三定位模板9和第四定位模板10上均设置有十字定位孔11，所述十字定位孔11包括圆形通孔，以及以所述圆形通孔为中心设置并与圆形通孔相交的十字交叉线。

同时，为了方便穿刺模板本体1的快速、精准定位，进一步优选，所述穿刺模板本体1上设置有通过由多个标线孔2组成的十字标线。所述穿刺模板本体1上表面一体成型设置有多个相互平行或者不平行的针道管3，任一针道管3的内径与该针道穿刺针的外径相适应，所述针道管3的轴向长度不低于20毫米。任一所述针道管3与所述穿刺模板本体1的下表面相交处设置有向穿刺模板本体1一侧凹陷设置的出血孔5，所述出血孔5的底部具有贯穿所述穿刺模板本体1或者针道管3侧壁供血液流出的通道。为了节省穿刺模板本体的制造成本，提高制作的效率，缩短患者术前等待时间，优选地，所述穿刺模板本体1上避开所述针道管3的位置还设置有多个不等径的观察孔4。为了方便术中观察，所述穿刺模板本体1和针道管3均采用透明树脂材料通过3D打印制成。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于骨性多点定位的非共面穿刺模板制作方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤STP100 获取涵盖所有目标区域的CT断层扫描图Pic，所述CT断层扫描图Pic上包括预先设定在目标区域的标记点成像，其中，包括四个设置在骨性区域的定位标记点和一个设置在穿刺区域的穿刺标记点；

步骤STP200 根据所述CT断层扫描图Pic进行三维建模，获得包括人体皮肤数据和瘤体数据在内的三维模型，并在三维模型中将步骤STP100中的所有标记点进行标注；所述人体皮肤数据通过设定CT在采用平扫/增强状态下对应的阈值提取获得；

步骤STP300 以CT床的长度方向为X轴，宽度方向为Y轴，CT床的法向为Z轴建立空间坐标系，并以Z轴值最小的标记点作为空间坐标系的原点；

步骤STP400 以任一一个标记点作为基准点沿X-Y平面分别向四周扩大到预设范围S_n，提取在S_n投影下的三维模型中对应的皮肤数据Wn；

步骤STP500 将任一皮肤数据W_n沿Z轴方向执行膨胀处理1.5-2.5mm，获得多个模板模型数据Q_n；

步骤STP600 在模板模型数据Q_n上选取在X-Y平面投影面积为9-12mm²的区域继续沿Z轴方向执行膨胀处理，获得多个与模板模型数据Qn对应连接的柱状模型数据H_n，其中H_n=H_z；

步骤STP700 在X-Y平面内新建实体模型L，所述实体模型L分别与所述柱状模型数据H_n连接，获得穿刺模板模型数据K₀；

步骤STP800 导入针道计划，将步骤STP500中获得的与针道计划对应区域的模板模型数据Q_n与针道融合，获得包含有多个非共面针道在内的穿刺模板模型数据K₁；

步骤STP900 导出穿刺模板模型数据K₁，并输入3D打印设备进行打印，获得非共面穿刺模板，其中，n=[1,2,3,4]。

2.根据权利要求1所述的一种基于骨性多点定位的非共面穿刺模板制作方法，其特征在于：步骤STP100中所述的四个设置在骨性点位的标记点为分别设置在髋骨两侧的髂前上棘所在部位和两侧肱骨大结节所在部位的可CT成像标记点。

3.根据权利要求2所述的一种基于骨性多点定位的非共面穿刺模板制作方法，其特征在于：步骤STP200中四个定位标记点标注如下：

将左肱骨大结节标注为标记点A（x₁，y₁，z₁），右肱骨大结节标注为标记点B（x₂，y₂，z₂），将右侧髂前上棘所在部位标注为标记点C（x₃，y₃，z₃），将左侧髂前上棘所在部位标注为标记点D（x₄，y₄，z₄）；所述穿刺标记点标注为标记点O （x₅，y₅，z₅）。

4.根据权利要求3所述的一种基于骨性多点定位的非共面穿刺模板制作方法，其特征在于：步骤STP400中预设范围S_n为矩形，且S_n=L*M＞25cm²，且满足M＜L＜2M。

5.根据权利要求4所述的一种基于骨性多点定位的非共面穿刺模板制作方法，其特征在于：步骤STP500中获得的四个模板模型数据Q_n分别为第一定位模板Q₁，第二定位模板Q₂，第三定位模板Q₃，第四定位模板Q₄和穿刺模板Q₅；所述第一定位模板Q₁对应标记点A（x₁，y₁，z₁）的位置，第二定位模板Q₂对应标记点B（x₂，y₂，z₂）的位置，第三定位模板Q₃对应标记点C（x₃，y₃，z₃）的位置，第四定位模板Q₄对应标记点D（x₄，y₄，z₄）的位置，以及所述穿刺模板Q₅对应标记点O （x₅，y₅，z₅）的位置均设置有半径r=1-1.5mm的圆形定位通孔；所述穿刺模板Q₅上的圆形定位通孔还沿X轴和Y轴所在直线进行阵列，形成相交于穿刺模板Q₅上圆形定位通孔的十字标线。

6.一种非共面穿刺模板，其特征在于：根据权利要求5所述的一种基于骨性多点定位的非共面穿刺模板制作方法制得。

Images