本發(fā)明涉及一種外科裝置及方法，具體是一種神經(jīng)外科手術(shù)中的腦側(cè)室引流導(dǎo)引器及其使用方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)某些原因引起腦室系統(tǒng)積水的時候，往往根據(jù)病情的發(fā)展需要對腦室系統(tǒng)進(jìn)行插管引流術(shù)，減少腦脊液的量，緩解腦積水引起的癥狀和損害。人體頭部腦室系統(tǒng)位置相對固定，CT掃描時使CT掃描線與人體重要的基線OM線(聽眥線，外耳道與眼外眥的連線)平行，基于這個基線可以初步推斷腦內(nèi)的結(jié)構(gòu)位置，特別是腦室系統(tǒng)的位置。

在實際工作中，腦外科醫(yī)生都是參照CT片，憑經(jīng)驗在顱骨表面標(biāo)記鉆孔，然后按照一定角度進(jìn)行引流管的穿刺，無法準(zhǔn)確將引流管放至最佳位置，并可能由于置入位置不準(zhǔn)確導(dǎo)致引流不成功，成功的標(biāo)準(zhǔn)以有腦脊液流出為準(zhǔn)，如果不成功還要反復(fù)調(diào)整，造成腦組織的損傷。穿刺失敗最主要的原因是穿刺點和穿刺方向不對，因此應(yīng)嚴(yán)格確定穿刺點，掌握穿刺方向。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，為提高腦外科穿刺的成功率，減少對患者腦組織的損傷，本發(fā)明旨在提供一種可幫助醫(yī)生固定穿刺點及穿刺方向的導(dǎo)引器。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種腦側(cè)室引流導(dǎo)引器，包括導(dǎo)板，導(dǎo)板上設(shè)置與導(dǎo)板相交的導(dǎo)管，導(dǎo)管的軸截面將導(dǎo)管及導(dǎo)板分成兩部分，導(dǎo)板上還設(shè)置可將兩部分導(dǎo)板對接在一起的連接結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)管的內(nèi)徑大于等于引流管的外徑。

所述導(dǎo)板是根據(jù)頭顱CT掃描結(jié)果進(jìn)行建模并3D打印得到的，導(dǎo)板的下緣邊線與患者的OM線重合，其曲度與患者頭顱完美貼合，利于定位。

所述導(dǎo)管在導(dǎo)板上的位置以及傾角是根據(jù)頭顱CT掃描結(jié)果進(jìn)行確定的。

引流手術(shù)前，將導(dǎo)板的兩部分接合，形成完整的導(dǎo)管，穿刺針及引流管通過導(dǎo)管進(jìn)行穿刺，穿刺完后需要將導(dǎo)引器去除。但因引流管后端所附帶的結(jié)構(gòu)都比進(jìn)入導(dǎo)管的部分粗大，在引流成功后導(dǎo)板無法順著引流管抽出，因此在設(shè)計導(dǎo)板的時候?qū)?dǎo)板分成兩部分，使用時通過連接結(jié)構(gòu)連接，引流成功后則打開連接結(jié)構(gòu)將導(dǎo)板分離為兩部分以順利移除。

進(jìn)一步地，所述連接結(jié)構(gòu)為配合使用的凸起和凹槽，在導(dǎo)板的一部分上設(shè)置凸起，在另一部分上設(shè)置凹槽，當(dāng)需將導(dǎo)板的兩部分對接時，將凸起卡進(jìn)凹槽中即可實現(xiàn)對接。該連接結(jié)構(gòu)制作時凸起和凹槽與導(dǎo)板一體打印成型，無需再另行加裝連接結(jié)構(gòu)，制作簡單，使用方便。

進(jìn)一步地，所述連接結(jié)構(gòu)為配合使用的圓錐體與環(huán)形固定件，圓錐體的底固定于導(dǎo)板上，環(huán)形固定件的內(nèi)圓直徑小于圓錐體的底面直徑，所述圓錐體被導(dǎo)管的軸截面分成兩部分，分別位于導(dǎo)板的兩部分上。當(dāng)將兩部分導(dǎo)板接合時，形成完整結(jié)構(gòu)的導(dǎo)管及圓錐體，此時將環(huán)形固定件從圓錐體的頂套在圓錐體上，當(dāng)環(huán)形固定件落至與其內(nèi)圓直徑相等的圓錐體截面時，環(huán)形固定件將圓錐體緊緊固定住，實現(xiàn)導(dǎo)板兩部分的連接。在引流成功后，由于引流管后端為粗大的連接件部分，不能將導(dǎo)引器退下來，可以將兩個環(huán)形固定件取下后，將導(dǎo)板以導(dǎo)管為中心分離成兩部分即可方便取下。該連接結(jié)構(gòu)制作時圓錐體與導(dǎo)板一體打印成型，無需再另行加裝連接結(jié)構(gòu)，制作簡單，使用方便，且連接牢固，并容易打開。

更進(jìn)一步地，上述連接結(jié)構(gòu)為配合使用的截頂圓錐體與環(huán)形固定件，截頂圓錐體的底固定于導(dǎo)板上，環(huán)形固定件的內(nèi)圓直徑大于截頂圓錐體的頂面直徑且小于截頂圓錐體的底面直徑，所述截頂圓錐體被導(dǎo)管的軸截面分成兩部分，分別位于導(dǎo)板的兩部分上。相比于圓錐體，截頂圓錐體使用起來更安全，不會由于存在尖頂而損傷醫(yī)護(hù)工作人員及患者。

更進(jìn)一步地，環(huán)形固定件的內(nèi)圓直徑與圓錐體從底向頂1/6-3/4位置的截面直徑相等，在此區(qū)間內(nèi)，既能保證環(huán)形固定件將圓錐體牢固的固定在一起，又能方便環(huán)形固定件的取下(環(huán)形固定件與導(dǎo)板之間存在一定間隙，方便手指借力)，更進(jìn)一步地，優(yōu)選1/3。

進(jìn)一步地，連接結(jié)構(gòu)還可以采取的方式為鎖扣、粘接等。

進(jìn)一步地，導(dǎo)板上還設(shè)置耳部輔助定位孔，使用時，定位孔卡在患者耳部，使導(dǎo)板的邊線與OM線重合，方便導(dǎo)板的準(zhǔn)確定位。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種腦側(cè)室引流導(dǎo)引器的使用方法，包括以下步驟：

(1)數(shù)據(jù)采集：對頭部進(jìn)行CT掃描并存儲掃描數(shù)據(jù)；

(2)三維模型的構(gòu)建：將CT掃描數(shù)據(jù)導(dǎo)入建模軟件并依據(jù)CT掃描數(shù)據(jù)建立導(dǎo)引器的三維模型；

(3)3D打印導(dǎo)引器：依據(jù)構(gòu)建的三維模型打印導(dǎo)引器；

(4)臨床應(yīng)用：將導(dǎo)引器的下半部分的下緣按照OM線(9)貼合到頭皮上，沿半個導(dǎo)管(4)的軸心位置在頭皮的相應(yīng)位置上標(biāo)記，取下導(dǎo)板(1)，在標(biāo)記處局麻切開頭皮暴露骨膜，并在顱骨上打孔，將導(dǎo)引器組裝，對齊OM線(9)安裝在頭皮上，將腦室引流管插入導(dǎo)管(4)，按照導(dǎo)管(4)的角度及CT片估計的深度進(jìn)行穿刺，在到達(dá)預(yù)定深度后以出現(xiàn)腦脊液流出為成功表現(xiàn)，此時將導(dǎo)引器分成兩半取下，縫合頭皮，將外部引流管進(jìn)行固定，手術(shù)完成。

進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)采集的具體步驟為：對人體進(jìn)行CT掃描的時候，按照平行于標(biāo)準(zhǔn)OM線向足側(cè)作為基準(zhǔn)線向頭頂進(jìn)行螺旋掃描，掃描完成后將主機(jī)中的圖像再次按照更薄層厚進(jìn)行數(shù)據(jù)重建，得到的薄層DICOM格式數(shù)據(jù)作為3D建模的基礎(chǔ)。使用薄層數(shù)據(jù)進(jìn)行3D建模，做出的模型表面細(xì)膩，貼合度高。因采用的是DICOM格式的數(shù)據(jù)，內(nèi)包含了真實組織結(jié)構(gòu)的所有位置信息，用建模軟件進(jìn)行深度距離測量、設(shè)計等操作的時候也都是針對患者真實的信息進(jìn)行具體定制的。

進(jìn)一步地，三維模型構(gòu)建的具體步驟為：首先將CT機(jī)生成的薄層DICOM格式數(shù)據(jù)導(dǎo)入建模軟件，參照被掃描者的橫軸位、冠狀位、矢狀位圖像設(shè)計引流管從頭皮到側(cè)腦室的角度、深度和管徑，生成導(dǎo)管，調(diào)整圖像的選擇范圍包括頭皮并3D建模，同時以頭皮組織為分界向外膨脹2-10mm作為導(dǎo)引器導(dǎo)板的厚度，按照設(shè)計方案在膨脹表面選擇導(dǎo)引器的外形并去除多余部分，將導(dǎo)引器與導(dǎo)管通過布爾運算合并、去除等運算后，生成具有導(dǎo)管的導(dǎo)引器，以導(dǎo)管為中心在水平兩側(cè)放置兩個上窄下寬的圓錐體或截頂圓錐體，并沿著通過這三個部件的中心的直線將導(dǎo)引器切開分離，設(shè)計兩個能扣到圓錐體上的環(huán)形固定件，通過3D打印打印出四個部分，通過兩個環(huán)形固定件將兩塊導(dǎo)板完整的對接固定，即可消毒使用。

更進(jìn)一步地，導(dǎo)板厚度為3mm，由于3D打印成本較高，因此厚度越小成本越低，但是也不宜過薄，過薄或過厚都會導(dǎo)致導(dǎo)引器與頭皮的貼合度欠佳。

進(jìn)一步地，3D打印導(dǎo)引器的具體步驟為：將建模軟件導(dǎo)出的導(dǎo)引器的四部分STL文件導(dǎo)入到FDM型(熔融沉積模式)3D打印機(jī)專用切片軟件中進(jìn)行切片，轉(zhuǎn)化為3D打印機(jī)可以讀取打印的G格式文件，將G文件拷貝到SD卡中，插入到3D打印機(jī)進(jìn)行打印，所用打印材料為PLA(生物塑料)。

本發(fā)明通過顱腦CT三維立體圖像，確定最佳引流穿刺點在頭部的投影點及穿刺角度，通過3D打印技術(shù)按照頭顱的曲度制作穿刺引流導(dǎo)板用于手術(shù)輔助。手術(shù)時依據(jù)導(dǎo)板的邊線與OM線重合及曲度與頭顱貼合的原則，將導(dǎo)板固定在頭皮上，通過導(dǎo)板上的導(dǎo)管的位置和角度進(jìn)行穿刺，實現(xiàn)準(zhǔn)確到位和引流，引流手術(shù)的一次性成功率可達(dá)100％，在引流成功后，由于引流管后端為粗大的連接件部分，不能將導(dǎo)引器退下來，此時將導(dǎo)板以導(dǎo)管為中心分離成兩部分即可方便取下。

由于成人的顱腦結(jié)構(gòu)參數(shù)差距不大，因此本發(fā)明的導(dǎo)引器可以是針對大量成人頭部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析并建模打印得到的通用型導(dǎo)引器，以提前批量生產(chǎn)，滿足急用需求，在具體手術(shù)時結(jié)合患者的具體CT掃描圖像評估通用型導(dǎo)引器是否適用，經(jīng)20例手術(shù)實例證實，通用型導(dǎo)引器可滿足80％患者適用需求。在特殊情況下也可根據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)行個性化定制，以進(jìn)一步增加手術(shù)的精確度。

附圖說明

圖1實施例1導(dǎo)引器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2實施例1導(dǎo)引器爆炸圖；

圖3實施例1導(dǎo)引器工作狀態(tài)示意圖；

圖4實施例2導(dǎo)引器導(dǎo)板剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1-4中：1-導(dǎo)板；2-截頂圓錐體；3-環(huán)形固定件；4-導(dǎo)管；5-耳部輔助定位孔；6-導(dǎo)板的下緣邊線；7-凸起；8-凹槽；9-OM線。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例及附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實施例1

通用型腦側(cè)室引流導(dǎo)引器的制備和使用：

(1)數(shù)據(jù)采集及分析：收集大量的不同成人的CT掃描數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，剔除個別CT數(shù)據(jù)明顯與大部分CT數(shù)據(jù)差異較大的數(shù)據(jù)，剩余一致性較高的大部分CT數(shù)據(jù)留下作為3D建模的基礎(chǔ)。對人體進(jìn)行CT掃描的時候，按照平行于標(biāo)準(zhǔn)OM線向足側(cè)作為基準(zhǔn)線向頭頂進(jìn)行螺旋掃描，掃描完成后將主機(jī)中的圖像再次按照更薄層厚進(jìn)行數(shù)據(jù)重建，得到薄層DICOM格式數(shù)據(jù)。

(2)三維模型的構(gòu)建：在上述步驟留選的數(shù)據(jù)中隨機(jī)抽選多個不同個體的薄層DICOM格式數(shù)據(jù)導(dǎo)入建模軟件，參照多個成人的橫軸位、冠狀位、矢狀位圖像設(shè)計引流管從頭皮到側(cè)腦室的角度、深度和管徑(取多個成人CT數(shù)據(jù)的平均值)，生成導(dǎo)管。調(diào)整圖像的選擇范圍包括頭皮并3D建模，同時以頭皮組織為分界向外膨脹3mm作為導(dǎo)引器導(dǎo)板的厚度，按照設(shè)計方案在膨脹表面選擇導(dǎo)引器的外形并去除多余部分。將導(dǎo)引器與導(dǎo)管通過布爾運算合并、去除等運算后，生成具有導(dǎo)管的導(dǎo)引器。以導(dǎo)管為中心在水平兩側(cè)放置兩個上窄下寬的截頂圓錐體，并沿著通過這三個部件(導(dǎo)管和兩個截頂圓錐體)的中心的直線將導(dǎo)引器切開分離，設(shè)計兩個能扣到圓錐體上的環(huán)形固定件。

(3)3D打印導(dǎo)引器：將建模軟件導(dǎo)出的導(dǎo)引器的四部分STL文件導(dǎo)入到FDM型(熔融沉積模式)3D打印機(jī)專用切片軟件中進(jìn)行切片，轉(zhuǎn)化為3D打印機(jī)可以讀取打印的G格式文件，將G文件拷貝到SD卡中，插入到3D打印機(jī)進(jìn)行打印，所用打印材料為PLA(生物塑料)。打印得到如圖2所示的四個部分：導(dǎo)板1的兩部分以及兩個環(huán)形固定件3，導(dǎo)板1上設(shè)有與其相交的導(dǎo)管4，導(dǎo)管4平均分成的兩部分分別位于導(dǎo)板1的兩部分上，導(dǎo)管4的內(nèi)徑大于引流管的外徑。圖2中還可見被平均分到導(dǎo)板1的兩部分上的截頂圓錐體2，以及耳部輔助定位孔5。圖1所示的為將上述四個部分組合在一起的結(jié)構(gòu)示意圖。

(4)臨床應(yīng)用：患者男，36歲，外傷性梗阻性腦積水，術(shù)前行常規(guī)CT掃描發(fā)現(xiàn)患者第四腦室以上腦室系統(tǒng)擴(kuò)大，位置對稱無明顯移位。通過臨床醫(yī)生對比CT圖像，可以直接使用提前打印好的導(dǎo)引器進(jìn)行腦室引流。術(shù)前先對導(dǎo)引器進(jìn)行低溫等離子消毒，對患者進(jìn)行剃發(fā)消毒等準(zhǔn)備，如圖3所示，將導(dǎo)板1的下緣邊線6按照OM線9貼合到頭皮上，耳部輔助定位孔5卡在耳根上緣，在半個導(dǎo)管4的軸心位置在頭皮的相應(yīng)位置上標(biāo)記。取下導(dǎo)板1，在標(biāo)記處局麻切開頭皮暴露骨膜，并在顱骨上打孔，將導(dǎo)引器組裝，對齊OM線9安裝在頭皮上并手扶固定，將腦室引流管插入導(dǎo)管4，按照導(dǎo)管4的角度及CT片估計的深度進(jìn)行穿刺，在到達(dá)預(yù)定深度后以出現(xiàn)腦脊液流出為成功表現(xiàn)。此時取下雙側(cè)環(huán)形固定件3，將導(dǎo)引器分成兩半取下，縫合頭皮，將外部引流管進(jìn)行固定，手術(shù)成功完成。

實施例2

個性化定制腦側(cè)室引流導(dǎo)引器的制備和使用：

患者女，80歲，右側(cè)丘腦區(qū)出血并破入腦室系統(tǒng)，右側(cè)腦室積血擴(kuò)大壓迫中線明顯向左偏移。根據(jù)術(shù)前的急診常規(guī)CT發(fā)現(xiàn)正常腦室系統(tǒng)移位變形嚴(yán)重，不能使用通用型導(dǎo)引器進(jìn)行引流，決定使用個性化定制導(dǎo)引器進(jìn)行手術(shù)。按照以下步驟制備導(dǎo)引器：

(1)數(shù)據(jù)采集：對該患者進(jìn)行CT掃描，按照平行于標(biāo)準(zhǔn)OM線向足側(cè)作為基準(zhǔn)線向頭頂進(jìn)行螺旋掃描，掃描完成后將主機(jī)中的圖像再次按照更薄層厚進(jìn)行數(shù)據(jù)重建，得到的薄層DICOM格式數(shù)據(jù)作為3D建模的基礎(chǔ)。

(2)三維模型的構(gòu)建：首先將CT機(jī)生成的薄層DICOM格式數(shù)據(jù)導(dǎo)入建模軟件，參照該患者的橫軸位、冠狀位、矢狀位圖像設(shè)計引流管從頭皮到側(cè)腦室的角度、深度和管徑，生成導(dǎo)管。調(diào)整圖像的選擇范圍包括頭皮并3D建模，同時以頭皮組織為分界向外膨脹4mm作為導(dǎo)引器導(dǎo)板的厚度，按照設(shè)計方案在膨脹表面選擇導(dǎo)引器的外形并去除多余部分。將導(dǎo)引器與導(dǎo)管通過布爾運算合并、去除等運算后，生成具有導(dǎo)管的導(dǎo)引器。以導(dǎo)管為中心在水平兩側(cè)放置兩個上窄下寬的截頂圓錐體，并沿著通過這三個部件(導(dǎo)管和兩個截頂圓錐體)的中心的直線將導(dǎo)引器切開分離，在兩塊導(dǎo)板相接位置分別設(shè)置相互匹配的凸起和凹槽，設(shè)計兩個能扣到圓錐體上的環(huán)形固定件。

(3)3D打印導(dǎo)引器：將建模軟件導(dǎo)出的導(dǎo)引器的四部分STL文件導(dǎo)入到FDM型(熔融沉積模式)3D打印機(jī)專用切片軟件中進(jìn)行切片，轉(zhuǎn)化為3D打印機(jī)可以讀取打印的G格式文件，將G文件拷貝到SD卡中，插入到3D打印機(jī)進(jìn)行打印，所用打印材料為PLA(生物塑料)。打印得到如圖2所示的四個部分：導(dǎo)板1的兩部分以及兩個環(huán)形固定件3，導(dǎo)板1上設(shè)有與其相交的導(dǎo)管4，導(dǎo)管4平均分成的兩部分分別位于導(dǎo)板1的兩部分上，導(dǎo)管4的內(nèi)徑大于引流管的外徑。圖2中還可見被平均分到導(dǎo)板1的兩部分上的截頂圓錐體2，以及耳部輔助定位孔5。圖4導(dǎo)板1剖面結(jié)構(gòu)示意圖中還可見互相配合的凸起7及凹槽8。圖1所示的為將上述四個部分組合在一起的結(jié)構(gòu)示意圖。

(4)臨床應(yīng)用：將導(dǎo)引器進(jìn)行低溫等離子消毒，對患者進(jìn)行剃發(fā)消毒等準(zhǔn)備，如圖3所示，將導(dǎo)板1的下緣邊線6按照OM線9貼合到頭皮上，耳部輔助定位孔5卡在耳根上緣，在半個導(dǎo)管4的軸心位置在頭皮的相應(yīng)位置上標(biāo)記。取下導(dǎo)板1，在標(biāo)記處局麻切開頭皮暴露骨膜，并在顱骨上打孔，將導(dǎo)引器組裝，對齊OM線9安裝在頭皮上并粘膠帶固定，將腦室引流管插入導(dǎo)管4，按照導(dǎo)管4的角度及CT片估計的深度進(jìn)行穿刺，在到達(dá)預(yù)定深度后以出現(xiàn)腦脊液流出為成功表現(xiàn)。此時取下雙側(cè)環(huán)形固定件3，打開凸起7和凹槽8配合，將導(dǎo)引器分成兩半取下，縫合頭皮，將外部引流管進(jìn)行固定，手術(shù)成功完成。