利用数字化空间重构及3D打印技术制备切取导板及确定所切取软组织替代皮瓣体积的方法
阅读：429发布：2021-11-14
专利汇可以提供利用数字化空间重构及3D打印技术制备切取导板及确定所切取软组织替代皮瓣体积的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及医学领域，公开了一种利用数字化空间重构及3D打印技术制备切取导板及确定所切取软组织替代皮瓣体积的方法，包括：1）CT扫描，建立三维模型；2）确定 切除 病灶区域，提取修复曲面；3）将曲面转换为平面；4）3D打印切取导板。利用该切取导板能够在供区精确切取替代皮瓣。确定替代皮瓣体积的方法包括：a）CT扫描，建立三维模型；b）确定切除病灶区域，计算切除部位体积；c）将替代皮瓣添加浸没于无害液体中，计算体积增量；d）对替代皮瓣的皮下软组织进行 修剪 ，获得精确体积。本发明提出了软组织缺损修复体的容积也需要数字化评估。替代皮瓣容积的精确评估可使修复体术后的外观获得更加丰满的效果。，下面是利用数字化空间重构及3D打印技术制备切取导板及确定所切取软组织替代皮瓣体积的方法专利的具体信息内容。
1.一种利用数字化空间重构及3D打印技术制备切取导板的方法，包括以下步骤：
1）通过CT扫描，获取患者薄层CT数据，重建病患区域软组织模型形态及肿瘤形态，获取可编辑的三维模型数据；
2）对三维模型进行编辑，规划修复方案，标定病灶组织安全切除边界，确定切除病灶区域，提取修复曲面，并计算转换所需要的曲面；
3）通过计算将曲面转换为具有特定形态的平面，然后将平面加厚处理得到立体平板模型，保存相关格式数据；
4）将数据导入后采用3D打印技术，制作用于确定替代皮瓣尺寸的切取导板。
2.如权利要求1所述的利用数字化空间重构及3D打印技术制备切取导板及确定所切取的软组织替代皮瓣体积的方法，其特征在于，步骤1）中，CT扫描的层厚小于等于2mm。
3.如权利要求1所述的利用数字化空间重构及3D打印技术制备切取导板的方法，其特征在于，步骤1）中，将获取的薄层CT数据转换为DICOM数据格式后导入六维牙种植设计软件重建病患区域软组织模型形态及肿瘤形态，获取可编辑的.stl格式模型数据。
4.如权利要求3所述的利用数字化空间重构及3D打印技术制备切取导板的方法，其特征在于，步骤2）中，结合magics设计软件和Geomagice Studio设计软件对三维模型进行编辑，规划修复方案，综合考虑肿瘤切除安全范围标定病灶组织切除边界，确定切除病灶区域；然后通过Geomagice Studio设计软件提取修复曲面，并计算转换为Nurbs曲面。
5.如权利要求4所述的利用数字化空间重构及3D打印技术制备切取导板的方法，其特征在于，步骤3）中，在获得Nurbs曲面后，通过Rhino设计软件调整曲面节点，并将曲面朝特定方向压平，获得具有特定形态的平面，然后将平面加厚处理得到立体平板模型，保存为.stl格式数据。
6.如权利要求5所述的利用数字化空间重构及3D打印技术制备切取导板的方法，其特征在于，步骤3）中，在将曲面转换为平面时，以使所得平面形状便于皮瓣的切取为原则，并从若干转换方案中选择所得平面形状最为规整的方案。
7.如权利要求1所述的利用数字化空间重构及3D打印技术制备切取导板的方法，其特征在于，步骤4）中，切取导板的材料采用柔性光敏树脂材料。
8.一种利用数字化空间重构及3D打印技术制备切取导板的方法，其特征在于包括以下步骤：
1）通过CT扫描，获取患者薄层CT数据，重建病患区域软组织模型形态及肿瘤形态，获取可编辑的三维模型数据；
2）对三维模型进行编辑，规划修复方案，标定病灶组织安全切除边界，确定切除病灶区域，提取修复曲面，并计算转换所需要的曲面，保存相关格式数据；
3）将数据导入后采用3D打印技术，以柔性光敏树脂为材料，制得曲面实物模型；
4）通过平铺或/和裁剪的方式，将所述曲面实物模型压平，得到呈平面状的切取导板。
9.如权利要求8所述的利用数字化空间重构及3D打印技术制备切取导板的方法，其特征在于，步骤4）中，在将曲面实物模型压平时，以使所得平面形状便于皮瓣的切取为原则，并从若干可选方案中选择所得平面形状最为规整的方案。
10.一种利用数字化空间重构及3D打印技术确定所切取的软组织替代皮瓣体积的方法，其特征在于包括以下步骤：
a）通过CT扫描，获取患者薄层CT数据，重建病患区域软组织模型形态及肿瘤形态，获取可编辑的三维模型数据；
b）对三维模型进行编辑，规划修复方案，标定病灶组织安全切除边界，确定切除病灶区域，计算切除部位体积V1；
c）将抗凝液体添加到容器中，记录初始体积，然将利用切取导板切取的替代皮瓣添加到所述容器中并浸没于无害液体中，读取体积并计算体积增量V2；
d）根据步骤b）计算所得的切除部位体积V1和步骤c）所得的体积增量V2，对替代皮瓣的皮下软组织进行修剪，重复步骤c），直至V1和V2保持一致。
利用数字化空间重构及3D打印技术制备切取导板及确定所切
取软组织替代皮瓣体积的方法
技术领域
背景技术
[0002] 在肿瘤切除后，需要对切除软组织留下的空间进行填充修复，而修复复杂的软组织缺损对外科医师而言极具挑战。目前修复软组织缺损的主要方式包括带蒂皮瓣、游离皮瓣及人工替代物。目前要求在肿瘤切除边界安全的前提下需要保留更多的具有功能的周边软组织，尽量恢复重建后的器官外形、功能及组织容积。同时，在面对肿瘤切除术后大面积缺损涉及多个软组织亚区的病例时往往缺乏精确的术前设计和术中应变。另一方面，在利用皮瓣修复软组织缺损时，需要尽量减少供区的缺损与损伤。在切取替代皮瓣时，需要将切取导板放置于皮瓣供区表面，借助切取导板的轮廓实现皮瓣的精准切取。因此切取导板的尺寸精准性决定了是否能够尽量减少供区的缺损与损伤。虽然目前也有一些研究试图解决这些问题，但始终无法达到皮瓣受区与供区的精准一致性。为了达到这些目的，需要尽可能精确的术前设计，术中执行及术后评估。
[0003] 数字化医学的应用可以帮助我们解决这些问题。目前基于数字化医学辅助的骨组织修复技术已经趋于成熟。如申请号为CN201710052022.6的中国专利公开了一种头盖骨替代物多自由度3D打印方法，采用熔融沉积成型技术打印出具有一定生物性能和力学性能的头盖骨替代物。包括：对头盖骨进行三维成像，得到头盖骨的几何尺寸原始数据；建立头盖骨的三维模型；将三维模型按照头盖骨形状进行分层，转化为截面数据；选择打印材料；设置打印参数；进行多自由度3D打印。打印时沿经线和纬线方向交替打印,每一层都按照头盖骨的轮廓方向进行打印。本发明采用多自由度机械手装置，可以实现任意角度和任意运动轨迹的3D打印，提高头盖骨替代物的力学性能。本发明可以精确控制打印过程中每一层的形状和打印方向，提高打印精度，实现具有特定力学性能的头盖骨替代物的快速制造。
[0004] 但是，数字化空间重构及3D打印技术在软组织精确修复中的应用却进展缓慢，目前数字化技术应用于游离软组织瓣的应用主要集中在皮瓣的穿支血管定位上，而未见本发明提出主要技术指标的相关报道，主要原因是软组织的空间形态具有可让性，术前采集的数据与术中存在不确定性。
[0005] 申请号为CN201510205200.5的中国专利公开了一种基于三维打印技术的个体化精准乳房假体制造方法。该方法是在术前根据患者的乳腺医学影像数据对待切除的肿瘤进行分析定位，确定切除部分的形状大小位置，建立三维数字化肿瘤模型，综合考虑乳房重建时患者肿瘤根治和个性化整体美容需求，依据已建立的肿瘤模型和乳房塑形黄金法，优化设计乳房假体三维模型，选择符合乳房手感质地的生物相容性材料，利用生物三维打印技术打印成形。
[0006] 但是该专利所要打印的是乳房假体，是用于填充在皮下组织的而非软组织表面，两者的区别在于，3D打印的乳房假体是一个三维模型，可以直接填充，无需借助切取导板。并且植入物为假体，存在潜在的排异风险，以及远期的破裂、吸收、位置转移等一系列严重医学问题。而采用自体软组织血管化移植由于缺损部位充填的是自体组织，不存在以上问题。此外，软组织表面虽然也是三维模型（部分皮层表面如鼻部、颌部、嘴部凹凸不平），但是用于替代的皮瓣供区一般为软组织皮层，切取的替代皮瓣却是一个近似平面的曲面，切取导板的形状尺寸也应该贴合供区表面，呈近似平面或平面。因此，如何精准确定切取导板的尺寸成为了一个技术难题（在现有技术中，目前一般并不通过建立三维模型，而是主要凭借医生的个人经验来制备切取导板及进行皮瓣切取，这对于手术者个人要求较高，对于经验尚欠的新手是一个挑战）。
[0007] 另一方面，现有技术中，对于软组织缺损的修复一般只注重于其表层的修复，却没有将皮下的软组织空缺修复的作为重点。如果吸附切除表面而不对其皮下的软组织进行修复，在修复后，由于所移植的皮瓣皮下组织空间不足，导致切除部位皮下组织缺失，会引起表面皮肤塌陷，影响修复外观效果。众所周知，切取导板只能确定替代皮瓣的表面尺寸，并不能确定所切取皮瓣的皮下软组织体积，由于目前还鲜有关于此方面的报道，因此，如何便捷又精确地确定替代皮瓣的理论所需体积以及实际切取体积是一个难题。
发明内容
[0008] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利用数字化空间重构及3D打印技术制备切取导板及确定所切取软组织替代皮瓣体积的方法，利用本发明制得的切取导板，能够精确地在供区切取替代皮瓣，从而实现以最小的皮瓣供区损伤获得最精确的受区适形功能重建。此外，本发明还提出了软组织缺损修复体除了表面外，其组织容积也需要数字化的评估。替代皮瓣的容积的精确评估可以使修复体术后的外观获得更加丰满的效果。
[0009] 本发明的具体技术方案为：一种利用数字化空间重构及3D打印技术制备切取导板及确定所切取软组织替代皮瓣体积的方法，包括以下步骤：1）通过CT扫描，获取患者薄层CT数据，重建病患区域软组织模型形态及肿瘤形态，获取可编辑的三维模型数据。
[0010] 2）对三维模型进行编辑，规划修复方案，标定病灶组织安全切除边界，确定切除病灶区域，提取修复曲面，并计算转换所需要的曲面。
[0011] 3）通过计算将曲面转换为具有特定形态的平面，然后将平面加厚处理得到立体平板模型，保存相关格式数据。
[0012] 4）将数据导入后采用3D打印技术，制作用于确定替代皮瓣尺寸的切取导板。
[0013] 在本领域现有技术中，数字化空间重构及3D打印技术在软组织精确修复中的应用的进展缓慢，主要原因是软组织的空间形态具有可让性，术前采集的数据与术中存在不确定性；同时由于受区的表面通常是一个不规则的三维曲面，而供区的表面通常是一个近似平面的曲面（例如大腿表面）或者是与受区表面曲面差异很大的曲面，如何精确保持皮瓣与受区表面尺寸的一致性是一个难题，因此目前无法通过传统简单的3D打印技术来制备切取导板并辅助皮瓣的切取。目前切取导板的尺寸确定通常只能凭借医生的经验或者是粗略的估算，精确性不高。为了保险起见，通常会多切取一定余量的皮瓣，然后再根据实际情况进行裁剪，不仅加大了患者供区的损伤，同时由于无法一次性精确切取皮瓣，增加了手术时间和难度。
[0014] 为此，本发明团队经过长期研究，创造性地提出了将受区表面的三维曲面先转换为二维平面的思路，再根据该二维平面借助3D打印技术制备呈平板状的切取导板，如此，该切取导板能够与受区表面尺寸保持高度的一致性，因此，利用该切取导板切取的皮瓣，也同样能够与受区表面尺寸保持高度的一致性，因而攻克了目前难以利用数字化技术和3D打印技术制备软组织皮瓣切取导板并用其进行软组织皮瓣制备的难关。
[0015] 作为优选，步骤1）中，CT扫描的层厚小于2mm。
[0016] 作为优选，步骤1）中，将获取的薄层CT数据转换为DICOM数据格式后导入六维牙种植设计软件（6D-DENTAL Tech Co, Ltd， China）重建病患区域软组织模型形态及肿瘤形态，获取可编辑的.stl格式模型数据。
[0017] 作为优选，步骤2）中，结合magics设计软件和Geomagice Studio设计软件对三维模型进行编辑，规划修复方案，综合考虑肿瘤切除安全范围标定病灶组织切除边界，确定切除病灶区域；然后通过Geomagice Studio设计软件提取修复曲面，并计算转换为Nurbs曲面。
[0018] 作为优选，步骤3）中，在获得Nurbs曲面后，通过Rhino设计软件调整曲面节点，并将曲面朝特定方向压平，获得具有特定形态的平面，然后将平面加厚处理得到立体平板模型，保存为.stl格式数据。
[0019] 本发明团队在研究过程中遇到的最大的难题是：如何将三维曲面简单便捷、精确地转换为一个二维曲面。在现有技术中，并无现成的、成熟的软件能够实现将三维曲面便捷、精准地转换为二维曲面，虽然人工计算也能够实现该目的，但是过程的人工计算过于复杂，难度过高，并非是医疗工作者的专长，因此对于医疗工作者来说要求过高，很难实现，并且人工计算工作量大，耗时长，容易出错。
[0020] 本发明团队认最为理想的软件应当能够实现“一键转换”（能够在一个软件中实现将CT扫描获取的数据转换为切取导板的数字化模型），而这一软件本发明团队也正在紧锣密鼓地开发当中。在该软件开发出来之前，本发明团队也找到了一个替代方案：通过广泛地了解，对目前各行各业中的各种专业软件进行整合，利用跨领域的多种软件的相互配合来实现本发明的发明目的。虽然上述的各种软件都是现成的，并非本发明团队的研发成果，但是并不能因此而否定本发明的创造性。本发明团队在了解、收集上述各种跨领域专业软件的过程中，付出了大量的精力，需要对超出本领域的专业知识进行了解、学习（上述软件的使用操作专业性强，本领域普通技术人员并不掌握该技术），并且由于本领域技术人员对本领域以外的软件了解有限，通常也很难将上述各种软件进行整合，因此该整合过程付出了大量的创造性劳动。
[0021] 上述软件的学习过程虽然费时费力，但是只要掌握了方法后，就几乎能够应付所有的病例，一劳永逸；而人工计算方法，由于不同病例的具体情况不同，对于每一病例都需要付出很大的计算量，因此从长远来看其工作量更大，并且对医疗工作者的个人要求更高。
[0022] 作为优选，步骤3）中，在将曲面转换为平面时，以使所得平面形状便于皮瓣的切取为原则，并从若干转换方案中选择所得平面形状最为规整的方案。
[0023] 在将三维曲面转换为而且平面的过程中，可能会存在并列的多种转换方案，本发明团队在多次试验或实践过程后进行了总结：如果最终转换所得的平面的形状不够规整，或者是其边缘非常曲折，不够平滑，那么在皮瓣切取过程中，会增加手术的难度，可能会导致最终切取的皮瓣形状与设计的不一致。同时，在进行皮瓣与受区的缝合时，也同样地会增加手术难度。
[0024] 作为优选，步骤4）中，切取导板的材料采用医用光敏树脂材料。
[0025] 作为优选，所述光敏树脂材料为柔性光敏树脂材料。
[0026] 本发明通过将三维曲面转换为二维平面后，3D打印制得平板状的切取导板，最后将切取导板放置于供区表面进行皮瓣切取，实现了皮瓣的精准化切取。但是，由于供区表面也不是一个真正意义上的平面，特别是当所需皮瓣的面积较大时，供区表面的曲面化会更加突显。而目前的切取导板的质地通常是硬质的，无法进行弯曲，因此切取导板与供区表面在一定情况下还是无法高度贴合，影响了精准性。为此，本发明对其进行了改良，选用了柔性材料制备切取导板，如此，便能够对切取导板进行一定程度的弯曲，使其与供区表面完全贴合。
[0027] 本发明还提供了另一种可选方案，一种利用数字化空间重构及3D打印技术制备切取导板及确定所切取软组织替代皮瓣体积的方法，包括以下步骤：1）通过CT扫描，获取患者薄层CT数据，重建病患区域软组织模型形态及肿瘤形态，获取可编辑的三维模型数据。
[0028] 2）对三维模型进行编辑，规划修复方案，标定病灶组织安全切除边界，确定切除病灶区域，提取修复曲面，并计算转换所需要的曲面，保存相关格式数据。
[0029] 3）将数据导入后采用3D打印技术，以柔性光敏树脂为材料，制得曲面实物模型。
[0030] 4）通过平铺或/和裁剪的方式，将所述曲面实物模型压平，得到呈平面状的切取导板。
[0031] 在前一方案中，是先通过将是三维曲面转换为二维曲面，再打印切取导板，而在后一方案中，是采用柔软性好的材料（例如硅胶）打印制得三维的切取导板，由于该导板是柔软并易于剪裁的，因此能够顺利地将其平铺或裁剪成为二维平面，最后进行皮瓣切取。该方案与上一方案相比，在没有现成的成熟软件的情况下，省去了将三维曲面转换为二维平面这一复杂的过程，对医疗工作者的要求较低，几乎每个普通人都能实现该过程。当然，后一方案也存在不足之处，就是无法简便地进行转换方案的模拟操作（前者可在软件中模拟操作，以选取最理想的转换方案），如果后一方案要实现模拟操作，只能通过打印多份切取导板来实现。
[0032] 作为优选，步骤1）中，CT扫描的层厚小于2mm。
[0033] 作为优选，步骤1）中，将获取的薄层CT数据转换为DICOM数据格式后导入六维牙种植设计软件重建病患区域软组织模型形态及肿瘤形态，获取可编辑的.stl格式模型数据。
[0034] 作为优选，步骤2）中，结合magics设计软件和Geomagice Studio设计软件对三维模型进行编辑，规划修复方案，综合考虑肿瘤切除安全范围标定病灶组织切除边界，确定切除病灶区域；然后通过Geomagice Studio设计软件提取修复曲面，并计算转换为Nurbs曲面。
[0035] 作为优选，步骤4）中，在将曲面实物模型压平时，以使所得平面形状便于皮瓣的切取为原则，并从若干可选方案中选择所得平面形状最为规整的方案。
[0036] 作为优选，步骤4）中，柔性光敏树脂材料为光敏性硅胶等较为柔软、易剪裁的材料。
[0037] 一种利用数字化空间重构及3D打印技术确定所切取的软组织替代皮瓣体积的方法，包括以下步骤：a）通过CT扫描，获取患者薄层CT数据，重建病患区域软组织模型形态及肿瘤形态，获取可编辑的三维模型数据（本步骤与切取导板制备的步骤1）为同一步骤）。
[0038] b）对三维模型进行编辑，规划修复方案，标定病灶组织安全切除边界，确定切除病灶区域，计算切除部位体积V（1 本步骤可在切取导板制备的步骤2）中同时进行）。
[0039] c）将游离软组织皮瓣所需抗凝液体添加到容器中，记录初始体积，然将利用切取导板（利用前文所述方法制得）切取的替代皮瓣添加到所述容器中并浸没于无害液体中，读取体积并计算体积增量V2。
[0040] d）根据步骤b）计算所得的切除部位体积V1和步骤c）所得的体积增量V2，对替代皮瓣的皮下软组织进行修剪，重复步骤c），直至V1和V2保持一致。
[0041] 现有技术中，对于软组织缺损的修复一般只注重于其表层的修复，却没有将皮下的软组织空缺修复的作为重点。如果吸附切除表面而不对其皮下的软组织进行修复，在修复后，由于所移植的皮瓣皮下组织空间不足，导致切除部位皮下组织缺失，会引起表面皮肤塌陷，影响修复外观效果。众所周知，切取导板只能确定替代皮瓣的表面尺寸，并不能确定所切取皮瓣的皮下软组织体积，由于目前还鲜有关于此方面的报道，因此，如何便捷又精确地确定替代皮瓣的理论所需体积以及实际切取体积是一个难题。
[0042] 本发明提出了软组织缺损修复体除了表面外，其组织容积也需要数字化的评估。替代皮瓣的容积的精确评估可以使修复体术后表面皮肤不易塌陷，使其外观获得更加丰满的效果。
[0043] 具体地，由于技术所限，目前还无法实现一次性地精确切取所需体积的替代皮瓣。为此，本发明团队只能先利用数字化空间重构技术确定替代皮瓣的所需体积，并且在第一次实际切取时留有些许余量，再巧妙地通过浸入无害液体的方法来计算其实际体积，并根据所需体积与实际体积来调整替代皮瓣的体积，以精确获得理论所需的替代皮瓣。
[0044] 在上述方法中，不仅能够利用无害液体来计算替代皮瓣的实际体积，同时还能够对替代皮瓣起到清洗、消毒作用，一举两得。
[0045] 与现有技术对比，本发明的有益效果是：1.显示肿瘤安全切除边界，能够进行术前虚拟手术；
2.获得软组织表面切除范围及进路，以最小范围精准切除肿瘤，最大限度保留具有重要功能的临近软组织；
3.3D打印技术制作软组织皮瓣切取导板，以最小的皮瓣供区损伤获得最精确的受区适形功能重建；
4.手术可以两组人员（受区软组织切除和供区皮瓣切取）同时进行，节省手术时间；
5.对医疗工作者经验要求低，适用于经验不足的外科医生，缩短学习周期。
2.获得软组织表面切除范围及进路，以最小范围精准切除肿瘤，最大限度保留具有重要功能的临近软组织；
3.3D打印技术制作软组织皮瓣切取导板，以最小的皮瓣供区损伤获得最精确的受区适形功能重建；
4.手术可以两组人员（受区软组织切除和供区皮瓣切取）同时进行，节省手术时间；
5.对医疗工作者经验要求低，适用于经验不足的外科医生，缩短学习周期。
[0047] 图1为实施例1的手术主要流程示意图；图2为实施例1的CT扫描图；
图3为实施例1的CT扫描图；
图4为实施例1中利用设计软件重建肿瘤区域软组织模型及肿瘤模型图；
图5为实施例2的CT扫描图；
图6为实施例2的CT扫描图；
图7为实施例2的手术主要流程示意图。
图3为实施例1的CT扫描图；
图4为实施例1中利用设计软件重建肿瘤区域软组织模型及肿瘤模型图；
图5为实施例2的CT扫描图；
图6为实施例2的CT扫描图；
图7为实施例2的手术主要流程示意图。
具体实施方式
[0048] 下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
[0049] 实施例1患者陆**，男，34岁。
[0051] 活检：“舌部”符合高分化鳞状细胞癌。
[0052] 查体：右舌部肿块约4cm大小，溃疡型，舌活动受限，右上颈部多发肿大淋巴结。
[0053] 诊断：舌恶性肿瘤如图1-4所示，手术包括以下步骤：
1）获得患者薄层CT数据（层厚0.2mm），转换为DICOM数据格式后导入六维牙种植设计软件（6D-DENTAL Tech Co, Ltd， China）重建病患区域软组织模型形态及肿瘤形态，获取可以编辑.stl格式模型数据。
1）获得患者薄层CT数据（层厚0.2mm），转换为DICOM数据格式后导入六维牙种植设计软件（6D-DENTAL Tech Co, Ltd， China）重建病患区域软组织模型形态及肿瘤形态，获取可以编辑.stl格式模型数据。
[0054] 2）结合magics（Materialise Ltd, The Kingdom Of Belgium）设计软件和Geomagice Studio设计软件（Geomagice， USA）对三维模型进行编辑，规划修复方案，综合考虑肿瘤切除安全范围标定病灶组织切除边界（如图4所示），切除病灶区域；然后通过Geomagice Studio设计软件提取修复曲面，并计算转换为Nurbs曲面，同时计算切除部位体积。
[0055] 3）在获得Nurbs曲面后，通过Rhino （Robert McNeel Ltd, USA）设计软件调整曲面节点，并将曲面朝特定方向压平，获得具有特定形态的平面（在将曲面转换为平面时，以使所得平面形状便于皮瓣的切取为原则，并从若干转换方案中选择所得平面形状最为规整的方案），然后将平面加厚处理得到立体平板模型，保存为.stl格式数据。
[0056] 4）加工采用3D打印的方式进行加工，本案例采用connexTM 350型打印机（stratasys Ltd，USA）进行加工制作，材料采用柔性光敏树脂材料（Objet MED 610，Objet Ltd，Israel），制作完成3D打印皮瓣切取导板。
[0057] 5）肿瘤切除和皮瓣切取：一组人员进行肿瘤切除。另一组人员在切取导板的辅助下，切取替代皮瓣。同时将游离软组织皮瓣所需抗凝液体添加到容器中，记录初始体积V1，然将将替代皮瓣添加到所述容器中并浸没于无害液体中，读取体积并计算体积增量V2。根据计算所得的切除部位体积V1和所得的体积增量V2，对替代皮瓣的皮下软组织进行修剪，重复步骤5），直至V1和V2保持一致。
[0058] 6）皮瓣缝合。
[0059] 患者于2017-10-10在全身麻醉下接受手术，术中探查见：肿瘤主要位于右舌体及口底，大小约4*3cm，质地较硬，边界欠清，累及右侧舌根及口咽侧壁，肿瘤主体越过舌正中线。双侧颈部可见多个肿大淋巴结，较大者位于右上颈部，大小约2*1.5cm，质地中等。一组外科医生完成右颈部I～V区及左颈部I～III区淋巴结清扫，再处理原发灶，沿术前设计安全边界完整切除肿瘤，行舌3/4切除，保留左侧舌根部残余舌体，术中切缘冰冻提示阴性。另一组外科医生同时制备左股前外侧皮瓣：沿左大腿作纵行切口，术前多普勒超声探头寻找皮瓣穿支血管并以“×”定位皮瓣穿支，以皮瓣血管穿支定位点为中心，以软组织导板作为皮瓣制取表面范围制备左侧股前外侧游离皮瓣。以穿支血管定位点寻找皮下穿支血管，逆行解剖游离旋股后动脉降支及伴行静脉，沿软组织导板标定范围切取皮瓣，断蒂，抗凝液冲洗，将游离皮瓣置于颈部，吻合血管（旋股后动脉降支与右侧甲状腺上动脉吻合，两支伴行静脉分别与右侧面静脉及甲状腺上静脉吻合），检查血流通畅，皮缘血供良好，将皮瓣缝合于口腔及右侧口咽部缺损处塑形。术腔冲洗止血，放置引流管，缝合切口。行气管切开，置入气管套管，辅助通气及排痰。术毕，患者送ICU监护治疗。
[0060] 实施例2患者蔡**，男，58岁。
[0061] 2016.5 口腔：口底鳞状细胞癌（中分化）。食管：食管距门齿29-31cm（食管）低分化（鳞）癌。
[0062] 2016-8-10 外院行“1.口底恶性肿物扩大切除；2.舌恶性肿物部分切除术；3.颈淋巴结清扫术(双侧)；4.气管切开术；5.下颌骨部分截断切除术（钛板重建术）；6. 右胸大肌重建；7.口底再造术”。
[0063] 术后病理：1、（口底）高-中低分化鳞状细胞癌（瘤体4.5×3.5×2.7cm），浸润至粘膜下、横纹 肌组织，累犯涎腺、下颌骨及神经组织。 2、（左颈Ⅱ、Ⅲ区）10只、（右颈部）23只淋巴结慢性炎，另见部分颌下腺组织。备 注：1、（舌腹、左、右、基底切缘）均阴性。2、切片内未见明确脉管瘤栓。
[0064] 2016.9我院食管恶性肿瘤行放疗但口底未行放疗，食管肿瘤目前未见肿瘤复发。
[0065] 2017.9.13外院CT发现右侧下颌骨区软组织肿块。
[0066] 2017.9.21外院右脸颊肿块穿刺：见散在及小团核大、异型细胞，考虑为恶性肿瘤细胞，建议活检以明确。
[0067] 糖尿病史，口服“达美康”治疗，血糖控制良好。
[0068] 查体：一般可，生命体征平稳，右颌下肿物，6cm大小，隆起皮肤表面，表面红肿，局部皮肤受累4×4cm，肿瘤对应口腔内粘膜受累2×2cm ，局部下颌骨受累，硬，固定，无压痛 颈部手术疤痕，余双颈部侧未及明显肿大。
[0070] 如图5-7所示，手术包括以下步骤：1）通过CT扫描，获取患者薄层（0.2mm）CT数据，然后转换为DICOM数据格式后导入六维牙种植设计软件（6D-DENTAL Tech Co, Ltd， China）重建病患区域软组织模型形态及肿瘤形态，获取可编辑的.stl格式模型数据。
[0071] 2）结合magics设计软件（Materialise Ltd, The Kingdom Of Belgium）和Geomagice Studio设计软件（Geomagice， USA）对三维模型进行编辑，规划修复方案，综合考虑肿瘤切除安全范围标定病灶组织切除边界，确定切除病灶区域；然后通过Geomagice Studio设计软件提取修复曲面，并计算转换为Nurbs曲面，同时计算切除部位体积。
[0072] 3）在获得Nurbs曲面后，通过Rhino设计软件（Robert McNeel Ltd, USA）调整曲面节点，并将曲面朝特定方向压平，获得具有特定形态的平面（在将曲面转换为平面时，以使所得平面形状便于皮瓣的切取为原则，并从若干转换方案中选择所得平面形状最为规整的方案），然后将平面加厚处理得到立体平板模型，保存为.stl格式数据。
[0073] 4）将数据导入，采用3D打印的方式进行加工，制作用于确定替代皮瓣尺寸的切取导板。本案例采用connexTM 350型打印机（stratasys Ltd，USA），材料采用柔性光敏树脂材料（Objet MED 610，Objet Ltd，Israel）。
[0074] 5）肿瘤切除和皮瓣切取：一组人员进行肿瘤切除。另一组人员在切取导板的辅助下，切取替代皮瓣。同时将游离软组织皮瓣所需抗凝液体添加到容器中，记录初始体积V1，然将将替代皮瓣添加到所述容器中并浸没于无害液体中，读取体积并计算体积增量V2。根据计算所得的切除部位体积V1和所得的体积增量V2，对替代皮瓣的皮下软组织进行修剪，重复步骤5），直至V1和V2保持一致。
[0075] 6）皮瓣缝合。
[0076] 实施例3本实施例与实施例1的不同之处在于，先将三维模型打印为曲面实物模型，具体包括以下步骤：
1）通过CT扫描，获取患者薄层（0.2mm）CT数据，然后转换为DICOM数据格式后导入六维牙种植设计软件（6D-DENTAL Tech Co, Ltd， China）重建病患区域软组织模型形态及肿瘤形态，获取可编辑的.stl格式模型数据。
1）通过CT扫描，获取患者薄层（0.2mm）CT数据，然后转换为DICOM数据格式后导入六维牙种植设计软件（6D-DENTAL Tech Co, Ltd， China）重建病患区域软组织模型形态及肿瘤形态，获取可编辑的.stl格式模型数据。
[0077] 2）结合magics设计软件（Materialise Ltd, The Kingdom Of Belgium）和Geomagice Studio设计软件（Geomagice， USA）对三维模型进行编辑，规划修复方案，综合考虑肿瘤切除安全范围标定病灶组织切除边界，确定切除病灶区域；然后通过Geomagice Studio设计软件提取修复曲面，并计算转换为Nurbs曲面，保存为相关格式数据。
[0078] 3）将数据导入后采用3D打印技术，以光敏硅胶为材料，制得曲面实物模型。
[0079] 4）通过平铺和裁剪的方式，将所述曲面实物模型压平（在将曲面实物模型压平时，以使所得平面形状便于皮瓣的切取为原则，并从若干可选方案中选择所得平面形状最为规整的方案。），得到呈平面状的切取导板。
[0080] 本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
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