一種假肢接受腔及其3d打印制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種假肢接受腔及其3D打印制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]接受腔是假肢最重要的組成部分，它直接與殘肢接觸，支撐人體重量，控制假肢運(yùn)動(dòng)，穿著假肢舒服與否，完全取決于接受腔是否合適。可見(jiàn)，接受腔是影響假肢穿著舒適度和功能發(fā)揮的重要結(jié)構(gòu)。
[0003]吸著式接受腔的底端殘肢末端之間有一個(gè)大的空隙，它構(gòu)成了一個(gè)密閉空間，密閉空間產(chǎn)生的負(fù)壓將接受腔吸著在殘肢上，起懸吊作用，這是早期接受腔廣泛采用的方式；穿上用這種接受腔裝備的假肢，殘端受到的外界壓力小于殘肢側(cè)面和口型處受到的壓力，淋巴及靜脈回流受阻，不可避免地產(chǎn)生殘端水腫，直至出現(xiàn)濕疹、水皰、慢性潰瘍，甚至在接受腔口型處出現(xiàn)嚴(yán)重的皮膚變化，殘肢因此會(huì)喪失承重能力，只能通過(guò)上部更緊的口型來(lái)承重，形成惡性循環(huán)。盡管這種接受腔有如此嚴(yán)重的缺點(diǎn)，它仍然在大腿假肢裝配中應(yīng)用廣泛，主要原因是這種接受腔的制作技術(shù)要求較低。
[0004]最大程度殘端承重的理想假肢，應(yīng)該能使截肢者用殘肢站立在接受腔底部時(shí)，就像截肢前站立在地面時(shí)一樣舒適，因此，最大程度地用殘端承重是假肢趨于生理的重要條件。殘端承重不僅具有重要的生物力學(xué)意義，而且通過(guò)殘端接觸和承重，截肢者的感覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)能夠直接感受來(lái)自底端的壓力和動(dòng)作的重要信息。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)殘端接觸與承重，接受腔的形狀要與殘端非常吻合適配。由于截肢患者的殘肢情況不同，假肢接受腔的形狀也是因人而異。傳統(tǒng)的手工石膏取模方法在很大程度上依賴技師的經(jīng)驗(yàn)、手法、技巧等因素，難以保證準(zhǔn)確性；且因操作復(fù)雜費(fèi)時(shí)，需要反復(fù)試制修改，導(dǎo)致制作成本高，交付時(shí)間長(zhǎng)；而且使用材料的各處軟硬度固定單一，難以達(dá)到最佳效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種假肢接受腔及其3D打印制備方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中假肢與殘肢吻合程度低，制備過(guò)程復(fù)雜、定制時(shí)間長(zhǎng)且成本高的技術(shù)問(wèn)題；實(shí)現(xiàn)與殘肢吻合程度高，且制備定制簡(jiǎn)單的技術(shù)效果。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
提出一種假肢接受腔，包括具有坐骨包容口型的外殼、在外殼內(nèi)壁與外殼粘貼成一體的柔性材料內(nèi)襯、以及與殘肢末端匹配的襯墊，所述假肢接受腔的外殼與內(nèi)襯采用3D打印機(jī)一體打印成型；所述假肢接受腔的襯墊采用3D打印機(jī)打印成型后裝配于假肢接受腔內(nèi)。
[0008]進(jìn)一步的，所述假肢接受腔的外殼的3D打印材料為熱塑性塑料或復(fù)合增強(qiáng)塑料。
[0009]進(jìn)一步的，所述假肢接受腔的內(nèi)襯的3D打印材料為硅橡膠或熱塑性聚氨酯彈性體橡膠。
[0010]進(jìn)一步的，所述假肢接受腔的襯墊的3D打印材料為熱塑性聚氨酯彈性體橡膠。
[0011]進(jìn)一步的，還包括安裝于假肢接受腔下端的自動(dòng)排氣閥和金屬連接件。
[0012]提出一種假肢接受腔的3D打印制備方法，用于上述的假肢接受腔，包括以下步驟:獲取患者殘肢信息；基于殘肢信息，建立假肢接受腔的初步三維模型；采用有限元方法建立殘肢與假肢接受腔的幾何模型，進(jìn)行生物力學(xué)分析；基于生物力學(xué)分析，更新假肢接受腔的三維模型數(shù)據(jù)；基于假肢接受腔更新后的三維模型數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)假肢接受腔的三維模型，并基于三維模型數(shù)據(jù)3D打印所述假肢接受腔；其中，所述假肢接受腔的三維模型，包括外殼與內(nèi)襯一體打印的三維模型，和與殘肢末端匹配的襯墊的三維模型。
[0013]進(jìn)一步的，所述獲取患者殘肢信息，具體為:接收三維掃描儀獲取的殘肢的三維形態(tài)信息；或基于殘肢的CT與核磁共振掃描數(shù)據(jù)提取殘肢的三維形態(tài)信息。
[0014]進(jìn)一步的，在設(shè)計(jì)了與殘肢末端匹配的襯墊的三維模型之后，所述方法還包括:設(shè)定襯墊的三維模型內(nèi)部的填充結(jié)構(gòu)和填充率，以改變襯墊的局部密度。
[0015]進(jìn)一步的，設(shè)定所述填充結(jié)構(gòu)為蜂窩狀結(jié)構(gòu)。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:本發(fā)明實(shí)施例提出的假肢接受腔及其3D打印制備方法中，假肢接受腔包括外殼、與外殼內(nèi)壁粘貼成一體的柔性材料內(nèi)襯、以及與殘肢末端匹配的襯墊；制備假肢接受腔前，首先獲取患者的殘肢信息，基于殘肢信息建立假肢接受腔的初步三維模型，然后采用有限元方法建立殘肢與假肢接受腔的幾何模型，根據(jù)幾何模型進(jìn)行生物力學(xué)分析，得到假肢接受腔的確切三維模型數(shù)據(jù)，并根據(jù)確切的三維模型數(shù)據(jù)建立假肢接受腔的三維模型數(shù)據(jù)，最后根據(jù)假肢接受腔的三維模型數(shù)據(jù)3D打印出假肢接受腔；與現(xiàn)有技術(shù)相比，這種結(jié)合殘肢三維信息和生理解剖結(jié)構(gòu)，并經(jīng)過(guò)生物力學(xué)分析，最后采用3D打印技術(shù)打印得到的假肢接受腔，使得接受腔的測(cè)量、設(shè)計(jì)和制作過(guò)程數(shù)字化，操作簡(jiǎn)單并且準(zhǔn)確性高，無(wú)需反復(fù)試制修改，與現(xiàn)有技術(shù)中依靠技師的經(jīng)驗(yàn)和手法進(jìn)行的手工制作，簡(jiǎn)化了制備步驟，縮短了定制時(shí)間，且降低了成本；因?yàn)榻邮芮慌c殘肢進(jìn)行了生物力學(xué)分析，并且接收腔內(nèi)一體打印有柔性內(nèi)襯，以及打印有與殘肢末端匹配的襯墊，不但使得假肢接受腔與殘肢的吻合程度高，還使得殘肢與接受腔實(shí)現(xiàn)接觸與承重，解決了現(xiàn)有技術(shù)中與殘肢吻合程度低、制備過(guò)程復(fù)雜、定制時(shí)間長(zhǎng)且成本高的技術(shù)問(wèn)題。
[0017]結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明實(shí)施方式的詳細(xì)描述后，本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提出的假肢接受腔的結(jié)構(gòu)圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例提出的假肢接受腔的3D打印制備方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。
[0020]如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例提出的假肢接受腔的結(jié)構(gòu)圖，包括具有坐骨包容口型的外殼1、在外殼內(nèi)壁與外殼粘貼成一體的柔性材料內(nèi)襯2、以及與殘肢末端匹配的襯墊5 ;假肢接受腔的外殼1與內(nèi)襯2采用3D打印機(jī)一體打印成型；假肢接受腔的襯墊5采用3D打印機(jī)打印成型后裝配于假肢接受腔內(nèi)。
[0021 ] 該假肢接受腔還包括有安裝于假肢接受腔下端的自動(dòng)排氣閥3和金屬連接件4。
[0022]這其中，假肢接受腔的外殼1的3D打印材料為熱塑性塑料，例如木塑或聚丙烯；或復(fù)合增強(qiáng)塑料，例如碳纖維復(fù)合增強(qiáng)。假肢接受腔的內(nèi)襯2的3D打印材料為硅橡膠或熱塑性聚氨酯彈性體橡膠(TPU)。假肢接受腔的襯墊5的3D打印材料為熱塑性聚氨酯彈性體橡膠(TPU)。
[0023] 該假肢接受腔采用3D打印機(jī)打印，其中，外殼與內(nèi)襯一體打印成型，襯墊單獨(dú)打印成型后裝配進(jìn)接受腔內(nèi)部，使得假肢接受腔的制備過(guò)程數(shù)字化，能夠省去技師反復(fù)試制的過(guò)程，提高了工效，并且假肢接受腔內(nèi)的柔性材料制成的內(nèi)襯，以及與殘肢末端匹配的襯墊實(shí)現(xiàn)了殘肢的接觸與承重，減輕了患者佩戴假肢的痛苦，提高了佩戴舒適度。
[0024]如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例還提出一種假肢接受腔的3D打印制備方法，包括以下步驟:
步驟S21:獲取患者殘肢信息。
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