阅读说明：本技术 一种用于伽马刀手术的3d打印头模及其制造方法和固定方法 (3D printing head die for gamma knife operation and manufacturing method and fixing method thereof ) 是由 马晓楠 姚翠萍 季兴哲 于 2020-04-03 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种用于伽马刀手术的3D打印头模及其制造方法和固定方法。3D打印头模,包括打印头模本体和调整垫片；打印头模本体采用3D打印工艺制造,打印头模本体内表面能与患者头部贴合,打印头模本体与患者头颅枕骨相对的部位为底部,使用时,打印头模本体底部置于调整垫片上,打印头模本体和调整垫片一起固定在手术运动床上。3D打印头模的制造方法,首先,获取患者头部的三维数据,根据患者头部的三维数据做出倒模数据,根据倒模数据,通过3D打印工艺打印出内表面能与患者头部贴合的打印头模本体。本发明3D打印头模,依据人体的个体性差异而设计,与相应的患者头部能够紧密结合,因此能稳定的固定患者头部,保证伽马刀定位准确。(The invention provides a 3D printing head die for gamma knife surgery, and a manufacturing method and a fixing method thereof. The 3D printing head die comprises a printing head die body and an adjusting gasket; the printing head die body is manufactured by adopting a 3D printing process, the inner surface of the printing head die body can be attached to the head of a patient, the part of the printing head die body, which is opposite to the skull occiput of the patient, is the bottom, when the printing head die body is used, the bottom of the printing head die body is arranged on the adjusting gasket, and the printing head die body and the adjusting gasket are fixed on the operation exercise bed together. The manufacturing method of the 3D printing head die comprises the steps of firstly, obtaining three-dimensional data of the head of a patient, making reverse die data according to the three-dimensional data of the head of the patient, and printing a printing head die body with the inner surface capable of being attached to the head of the patient through a 3D printing process according to the reverse die data. The 3D printing head die is designed according to individual differences of human bodies and can be tightly combined with the corresponding head of a patient, so that the head of the patient can be stably fixed, and the gamma knife can be accurately positioned.)

一种用于伽马刀手术的3D打印头模及其制造方法和固定方法

技术领域

本发明涉及，具体为一种用于伽马刀手术的3D打印头模及其制造方法和固定方法。

背景技术

伽马刀治疗时定位精度问题一直是医学物理中的一个重要难题，为了实现精准定位，首先需要对患者进行固定，目前，伽马刀定位中对患者头部的固定方法主要分为两种，刚性固定和柔性固定。

第一种刚性固定，是在头部植入4颗用于刚性固定的头钉，头钉与金属头盔刚性连接，头盔与治疗床刚性连接。其优点：准确度高，重复定位好，可从源头消除相对误差，使误差几乎为零。其缺点：会引起患者身体创伤和心理压力甚至恐惧，治疗过程(10-30分钟)给患者带来极大不舒适性，多次治疗间隙头钉不能拆除。虽然存在很多缺点及不舒适体验，但刚性连接固定框架却不能淘汰，因为某些精度要求较高的治疗不能有任何误差，例如在视神经交叉部位的治疗要求患者上机后不能有丝毫位移，患者因为个人舒适度原因引起的头部微动将造成不可逆转的严重伤害。

第二种柔性固定，是将发泡胶头枕AB液混合涂覆于发泡头枕，将发泡头枕放置于治疗床连接框上，患者枕于发泡头枕上，待头枕定型后，再将热塑膜加热，贴合于头部，并将连接孔拉至治疗床连接架上的定位柱位置，待热塑面膜定型后，该柔性固定器具成形。其优点：相对于刚性框架较为舒适，定位精度可控制在1mm左右，能满足一般治疗需求。其缺点：此种柔性固定器具有一定柔性，进入治疗仓后患者因为自己身体的移动或者扭转(特别是大龄患者)引起的误差目前没有手段消除。

通过对多家医院的放射治疗科进行走访了解，目前急需新固定手段来弥补目前的固定方法无法满足的要求：

1)、稳定固定以保证定位精确；2)、对患者身体无伤害；3)、数据数字化，方便后期修正。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于伽马刀手术的3D打印头模及其制造方法和固定方法，同时满足无创、稳定固定、定位精度高以及实现数字化的要求。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种用于伽马刀手术的3D打印头模，包括打印头模本体和调整垫片；

打印头模本体采用3D打印工艺制造，打印头模本体内表面能与患者头部贴合，打印头模本体与患者头颅枕骨相对的部位为底部，使用时，打印头模本体底部置于调整垫片上，打印头模本体和调整垫片一起固定在手术运动床上。

优选的，还包括固定螺钉；打印头模本体底部设置有螺纹孔；调整垫片上相应的位置设置有呈通孔设置的螺纹孔，使用时，通过固定螺钉将打印头模本体和调整垫片一起固定在手术运动床上。

进一步的，打印头模本体底部设置有凸台，凸台底面为平面，打印头模本体的螺纹孔设置在凸台底面上。

所述的用于伽马刀手术的3D打印头模的制造方法，包括如下步骤：

步骤1，获取患者头部的三维数据；

步骤2，根据患者头部的三维数据做出倒模数据；

步骤3，根据倒模数据，通过3D打印工艺打印出内表面能与患者头部贴合的打印头模本体。

优选的，步骤1中，通过CT或MRI获取患者头部的三维数据。

采用所述的用于伽马刀手术的3D打印头模进行固定的方法，包括如下步骤：

1)将打印头模本体底部置于调整垫片上，并将打印头模本体和调整垫片一起固定在手术运动床上；

2)将患者的头部固定于打印头模本体内，将手术运动床置于伽马刀手术台上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明所述的3D打印头模，打印头模本体依据人体的个体性差异而设计，每个打印头模本体都与相应的患者头部能够紧密结合，因此能稳定的固定患者头部，患者头部稳定固定，才能保证伽马刀定位准确，达到定位精确的目的。其次，由于该打印头模本体通过3D打印制造，即已经进行数据化，可以根据患者舒适性需求，对相应部位(如耳部、皮下脂肪组织等)进行数据修改，达到方便舒适的目的，同时可对数据进行加厚以达到固定强度的目的。因此，本发明的3D打印头模满足无创、定位精度高以及实现数字化的要求。

本发明3D打印头模制造方法，能根据个体性差异，打印制造与相应的患者头部能够紧密结合的打印头模本体，确保稳定固定，满足定位精确要求，同时，打印头模本体是经过数据化制造的，可以根据患者舒适性需求，对相应部位(如耳部、皮下脂肪组织等)进行数据修改，达到方便舒适的目的。

通过本发明所述的3D打印头模进行固定，既能达到稳定固定以便于保证定位精度的目的，又能不让患者受到创伤。

附图说明

图1为本发明固定方法示意图。

图2为本发明3D打印头模结构示意图。

图中：伽马刀手术台1，手术运动床2，患者3，打印头模本体4-1，调整垫片4-2，固定螺钉4-3。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

如图2所示，本发明所述的用于伽马刀手术的3D打印头模，包括打印头模本体4-1和调整垫片4-2。

打印头模本体4-1内表面能与患者头部贴合，打印头模本体4-1与患者头颅枕骨部相对的部位为底部，使用时，打印头模本体4-1底部置于调整垫片4-2上，打印头模本体4-1和调整垫片4-2一起固定在手术运动床2上。调整垫片4-2设置一系列不同厚度的垫片，从而根据需要选择不同厚度的调整垫片，以使患者头部处于合适的高度。

一个实施例中，还包括固定螺钉4-3。打印头模本体4-1底部设置有螺纹孔；调整垫片4-2上相应的位置设置有呈通孔设置的螺纹孔，使用时，通过固定螺钉4-3将打印头模本体4-1和调整垫片4-2一起固定在手术运动床2上。

一个实施例中，打印头模本体4-1枕骨部位设置有凸台，凸台底面为平面，打印头模本体4-1的螺纹孔设置在凸台底面上。

本发明用于伽马刀手术的3D打印头模的制造方法为：

1)通过CT或MRI获取患者头部的三维数据；

2)根据患者头部的三维数据做出倒模数据，设计螺纹孔位；

3)根据倒模数据，通过3D打印工艺打印出内表面与患者头部贴合的打印头模本体4-1。

如图1和图2所示，采用本发明所述的3D打印头模进行定位的方法，如下：

1)将打印头模本体4-1和调整垫片4-2通过固定螺钉4-3与手术运动床2连接固定；

2)患者3躺在手术运动床2上，将患者头部固定于打印头模本体4-1内，将手术运动床2置于伽马刀手术台1上。