CN113910613A - 一种肺动脉闭锁合并大主肺侧支血管模型制作方法 - Google Patents

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黄美萍
岑坚正
温树生
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    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
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Abstract

本发明公开一种肺动脉闭锁合并大主肺侧支血管模型制作方法，包括通过CT扫描获取心脏增强CT数据；通过Mimics软件对CT数据进行分割重建，得到3D数字模型；在3D数字模型中选取保留主动脉、上半身分支动脉、支气管、侧支血管、肺动脉零件；在主动脉、上半身分支动脉、支气管、侧支血管以及肺动脉零件之间设置支撑柱并在底部加上底盘，形成待打印模型；将待打印模型数据输入3D打印机，制作实体模型。在3D数字模型中选取主动脉、上半身分支动脉、支气管、侧支血管以及肺动脉这些用于评估肺动脉闭锁合并室间隔缺损和粗大主肺侧支血管患者的病情的关键器官，剔除了其余次要结构的数据，减少了打印工作量，节省了打印材料，缩短了模型制作时间，提高了效率。

Description

一种肺动脉闭锁合并大主肺侧支血管模型制作方法
技术领域
本发明涉及一种肺动脉闭锁合并大主肺侧支血管模型制作方法。
背景技术
在评估肺动脉闭锁合并室间隔缺损和粗大主肺侧支血管患者的病情时，主肺侧支血管的评估尤为重要，一方面是评估侧支血管在主动脉起源的位置以及如何走行到肺门的，包括走行路径相对于左/右支气管分叉的位置；另一方面是显示经过肺门后每个侧支血管支配的支气管肺段情况。往往需要借助基于CT数据重建后打印出来的实体模型，但是现有的打印方法在实际操作中，通常是整体打印，整体打印指的是将心脏、大血管、气管、胸骨等结构全部打印出来，但是这种方法存在明显缺点：耗费的打印材料多，打印时间过长，效率较低，人力和物力的成本高。
发明内容
为解决上述现有技术中所存在的至少一个问题，根据本发明的一个方面，提供了一种肺动脉闭锁合并大主肺侧支血管模型制作方法，其包括：
通过CT扫描获取心脏增强CT数据；
通过Mimics软件对CT数据进行分割重建，得到3D数字模型；
在3D数字模型中选取保留主动脉、上半身分支动脉、支气管、侧支血管、肺动脉零件；
在主动脉、上半身分支动脉、支气管、侧支血管以及肺动脉零件之间设置支撑柱并在底部加上底盘，形成待打印模型；
将待打印模型数据输入3D打印机，制作实体模型。
这样，通过在3D数字模型中选取主动脉、上半身分支动脉、支气管、侧支血管以及肺动脉这些用于评估肺动脉闭锁合并室间隔缺损和粗大主肺侧支血管患者的病情的关键器官，剔除了其余次要器官的数据，减少了打印工作量，节省了打印材料，缩短了模型制作时间，提高了效率，降低了成本；同时通过在主动脉、上半身分支动脉、支气管、侧支血管以及肺动脉零件之间设置支撑柱，使得这些关键器官之间的相对位置在打印后被完整正确的保留下来，为医护人员提供了便利。
在一些实施方式中，支撑柱由透明材质打印成实体。
这样，通过将支撑柱设置为透明材质，避免了遮挡关键器官结构，为医护人员提供了便利。
在一些实施方式中，3D数字模型采用Mimics软件进行编辑。
在一些实施方式中，待打印模型数据中还包括用于支撑主动脉、上半身分支动脉、支气管、侧支血管以及肺动脉的底座。
这样，底座可以支撑整个打印模型，便于存放和搬运。
在一些实施方式中，底座设置在主动脉上。
在一些实施方式中，底座通过透明支柱设置在主动脉的瓣口。
在一些实施方式中，底座为圆盘状。
在一些实施方式中，底座上设有体位标记。
这样，可以将实际体位清楚地与模型对应起来，为医护人员提供了便利。
在一些实施方式中，底座上设有患者信息标记。
这样，便于记录和识别患者的信息。
附图说明
图1为利用本发明的一种实施方式的肺动脉闭锁合并大主肺侧支血管模型制作方法所制作出来的模型图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的侧视图。
具体实施方式
为了更好地理解和实施，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，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，因此不能理解为对本发明的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图1～3示意性地显示了使用本发明的肺动脉闭锁合并大主肺侧支血管模型制作方法所制作出来的模型。
如图1～3所示，一种肺动脉闭锁合并大主肺侧支血管模型制作方法包括：
通过CT扫描获取心脏增强CT数据；
通过Mimics软件对CT数据进行分割重建，得到3D数字模型；
在模型数据中选取保留主动脉、上半身分支动脉、支气管、侧支血管、肺动脉零件；
在主动脉、上半身分支动脉、支气管、侧支血管以及肺动脉零件之间设置支撑柱并在底部加上底盘，形成待打印模型；
将待打印模型数据输入3D打印机，制作实体模型。详细地，在本实施例中，采用了由珠海赛纳打印科技股份有限公司生产的3D打印机(型号J501pro)。
这样，通过在3D数字模型中选取主动脉、上半身分支动脉、支气管、侧支血管以及肺动脉这些用于评估肺动脉闭锁合并室间隔缺损和粗大主肺侧支血管患者的病情的关键器官，剔除了其余次要器官的数据，减少了打印工作量，节省了打印材料，缩短了模型制作时间，提高了效率；同时通过在主动脉、上半身分支动脉、支气管、侧支血管以及肺动脉零件之间设置支撑柱，使得这些关键器官之间的相对位置在打印后被完整正确的保留下来，为医护人员提供了便利。
在本实施例中，支撑柱由透明材质打印成实体。这样，通过将支撑柱设置为透明材质，避免了遮挡关键器官结构，为医护人员提供了便利。
在本实施例中，3D数字模型采用Mimics软件进行编辑。
在本实施例中，待打印模型数据中还包括用于支撑主动脉、上半身分支动脉、支气管、侧支血管以及肺动脉的底座。这样，底座可以支撑整个打印模型，便于存放和搬运。
在本实施例中，底座设置在主动脉上。
进一步详细地，在本实施例中，底座通过粗大硬质支柱与主动脉的瓣口连接，以及两个硬质细小支柱与两侧侧支或支气管分别连接，以支撑整个实体模型。
在本实施例中，底座为圆盘状。在其他实施方式中，底座的具体形状还可以根据实际情况进行适宜性调整，例如还可以是方形、椭圆形等。
在本实施例中，底座上设有体位标记。这样，可以将实际体位清楚地与模型对应起来，为医护人员提供了便利。
在本实施例中，底座上设有患者信息标记。这样，便于记录和识别患者的信息。详细地，将主动脉最前方的点所在的冠状面与圆盘平面相交的线为基准线，该基准线内部写上“住院号-名字(前)”字，标识为体位的“前”，圆盘状的底座为上将主动脉后方1cm的另一条平行线为分界线，该平行线内部写上“后”字，标识为体位的“后”。
详细地，打印关键结构时，主动脉及其上半身分支动脉，支气管，侧支血管，肺动脉(当存在时)，打印范围是胸廓入口至膈肌顶部水平，这样可以少打印很多其他结构，而且从临床专业角度看，这样已经足够评估主肺侧支情况了。为了解决打印模型的不同结构容易发生相对位移或者断裂的问题，同时不影响观察，我们设置在上述四类结构之间设置了透明支柱，共设置四个部位共4～6根透明支柱。我们设置了底盘，起到支撑打印模型和标识打印结构在胸腔内方向的作用，解决无法明确显示所打印结构在胸腔内的相对位置，以及不方便存放和搬运的问题。左/右分别打印1～2根贯穿左/右侧的侧支血管和支气管分支的透明支柱。底座由一个圆盘进行特殊设计得到。第一，取圆盘平面与CT横断面一致，也就是位于与膈肌顶相切的横断面；第二，取圆盘中心点为打印结构的重心点在圆盘上的投影，圆盘直径设置为以中心点向外扩展直至打印结构的的投影大部分都被圆盘包住为止；第三，将主动脉最前方的点所在的冠状面与圆盘平面相交的线切断圆盘，线内部写上“住院号-名字(前)”字，标识为体位的“前”，以圆盘上降主动脉后方1cm的另一条平行线为准切断圆盘，线内部写上“后”字，标识为体位的“后”；第四，底座与降主动脉直接相连，且通过1根粗大硬质立柱(直径与降主动脉与原盘相交的面的最长直径相当)与主动脉瓣口相连，以及通过左/右各1根细小硬质立柱(直径与侧支血管相当)分别与侧支或支气管相连。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种肺动脉闭锁合并大主肺侧支血管模型制作方法，其特征在于，包括：
通过CT扫描获取心脏增强CT数据；
通过Mimics软件对所述CT数据进行分割重建，得到3D数字模型；
在所述3D数字模型中选取保留主动脉、上半身分支动脉、支气管、侧支血管、肺动脉；
在主动脉、上半身分支动脉、支气管、侧支血管以及肺动脉之间设置支撑柱，形成待打印模型；
将所述待打印模型数据输入3D打印机，制作实体模型。
2.根据权利要求1所述的一种肺动脉闭锁合并大主肺侧支血管模型制作方法，其特征在于，所述支撑柱由透明材质打印成实体。
3.根据权利要求1所述的一种肺动脉闭锁合并大主肺侧支血管模型制作方法，其特征在于，所述3D数字模型采用Mimics软件进行编辑。
4.根据权利要求1所述的一种肺动脉闭锁合并大主肺侧支血管模型制作方法，其特征在于，所述待打印模型数据中还包括用于支撑所述主动脉、所述上半身分支动脉、所述支气管、所述侧支血管以及所述肺动脉的底座。
5.根据权利要求4所述的一种肺动脉闭锁合并大主肺侧支血管模型制作方法，其特征在于，所述底座设置在所述主动脉上。
6.根据权利要求5所述的一种肺动脉闭锁合并大主肺侧支血管模型制作方法，其特征在于，所述底座通过透明支柱设置在所述主动脉的瓣口。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的一种肺动脉闭锁合并大主肺侧支血管模型制作方法，其特征在于，所述底座为圆盘状。
8.根据权利要求7所述的一种肺动脉闭锁合并大主肺侧支血管模型制作方法，其特征在于，所述底座上设有体位标记。
9.根据权利要求7所述的一种肺动脉闭锁合并大主肺侧支血管模型制作方法，其特征在于，所述底座上设有患者信息标记。
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