5]技師使用三維掃描儀能夠準(zhǔn)確的獲取患者殘肢的三維形態(tài)信息，例如專業(yè)的三維激光足底掃描儀或手持式三維掃描儀等，此類三維掃描儀的掃描精度優(yōu)于〇.1mm，能夠在較短的時間內(nèi)準(zhǔn)確獲取患者的殘肢信息。
[0026] 或者借助患者殘肢的CT與核磁共振掃描數(shù)據(jù)提取殘肢的三維形態(tài)信息。
[0027]由于殘肢由骨骼及軟組織構(gòu)成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以固定，技師直接用手工測量的操作難度大，而通過掃描數(shù)據(jù)測量不但便捷而且準(zhǔn)確度高。
[0028]步驟S22:基于殘肢信息，建立假肢接受腔的初步三維模型。
[0029]根據(jù)對患者殘肢的掃描信息，建立假肢接受腔的初步三維模型，用于后續(xù)的生物力學(xué)分析，在生物力學(xué)分析后，三維模型數(shù)據(jù)需要更新，并最終確定準(zhǔn)確的三維模型數(shù)據(jù)。
[0030]步驟S23:采用有限元方法獎勵殘肢與假肢接受腔的幾何模型，進(jìn)行生物力學(xué)分析。
[0031]在進(jìn)行生物力學(xué)分析時，最終需要確定假肢接受腔的前后側(cè)與內(nèi)外側(cè)的直徑、深度，以及襯墊的不同部位的填充密度。
[0032] 生物力學(xué)分析，能夠使假肢接受腔與殘肢更匹配，更符合人體與假肢的作用力學(xué)特點，與現(xiàn)有技術(shù)吸著式接受腔相比，殘端收到的外界壓力與殘肢側(cè)面和口型處受到的壓力相當(dāng)，淋巴以及靜脈回流不會受阻，也就不會產(chǎn)生殘端水腫、濕疹、水皰或者慢性潰瘍，殘肢就不會喪失承重能力，最大程度的實現(xiàn)用殘端接觸和承重，使患者的感覺神經(jīng)能夠直接感受來自假肢末端的壓力和動作，進(jìn)而能夠提高患者的佩戴舒適度和佩戴效果，提高患者的行為能力。
[0033]步驟S24: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)。
[0034]步驟S25:基于假肢接受腔更新后的三維模型數(shù)據(jù)，設(shè)計假肢接受腔的三維模型，并基于三維模型數(shù)據(jù)3D打印假肢接受腔。
[0035] 其中，該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。
[0036]在設(shè)計了與殘肢末端匹配的襯墊的三維模型之后，還需要設(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。填充結(jié)構(gòu)優(yōu)選蜂窩狀結(jié)構(gòu)。
[0037]更新數(shù)據(jù)后的三維模型，為假肢接受腔最終確定的準(zhǔn)確三維模型，將三維模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入3D打印機(jī)，米用3D打印機(jī)分別一體打印出外殼與內(nèi)襯，以及與殘肢末端匹配的襯墊，襯墊成型后裝配進(jìn)接受腔內(nèi)，以便適應(yīng)在殘肢承重初期因殘肢末端軟組織萎縮變形而要較頻繁進(jìn)行襯墊適配的需求，完成假肢接受腔的制備。
[0038]本發(fā)明實施例選用熔融層積(FDM)型多噴頭打印機(jī)做為3D打印設(shè)備，至少具備兩個打印噴頭。假肢接受腔本體的打印材料有兩種，包括用于打印外殼的熱塑性塑料和用于打印內(nèi)襯的硅橡膠或熱塑性聚氨酯彈性體橡膠(TPU)，實現(xiàn)外殼與內(nèi)襯的一體打印成型。
[0039]木塑的打印溫度為180°C _200°C，聚丙烯的打印溫度為210°C _220°C，硅橡膠的打印溫度為180°C -190°C，聚氨酯彈性體橡膠的打印溫度為210°C -215°C。
[0040]上述本發(fā)明實施例提出的假肢接受腔及其3D打印制備方法中，采用三維掃描儀獲取患者殘肢的信息，結(jié)合殘肢掃描信息和生理解剖結(jié)構(gòu)，設(shè)計出假肢接受腔的初步三維模型，采用有限元分析方法進(jìn)行生物力學(xué)分析更新三維模型數(shù)據(jù)，最后根據(jù)確定的三維模型數(shù)據(jù)進(jìn)行3D打印，打印出假肢接受腔；該過程使接受腔的測量、設(shè)計和制作過程數(shù)字化，操作簡單且準(zhǔn)確性稿，解決現(xiàn)有假肢接受腔制備方法中存在的制備過程復(fù)雜、定制時間長且成本高的技術(shù)問題；基于生物力學(xué)分析后的接受腔，實現(xiàn)殘肢末端的接觸與承重，提高了殘肢與接受腔的吻合度，提高了患者佩戴的舒適性，輔助提高患者的行為能力。
[0041]應(yīng)該指出的是，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種假肢接受腔，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，其特征在于，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)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的假肢接受腔，其特征在于，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。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的假肢接受腔，其特征在于，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。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的假肢接受腔，其特征在于，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。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的假肢接受腔，其特征在于，還包括安裝于假肢接受腔下端的自動排氣閥和金屬連接件。6.—種假肢接受腔的3D打印制備方法，用于如權(quán)利要求1-5任一項權(quán)利要求所述的假肢接受腔，其特征在于，包括以下步驟:獲取患者殘肢?目息；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。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的假肢接受腔的3D打印制備方法，其特征在于，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。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的假肢接受腔的3D打印制備方法，其特征在于，在設(shè)計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。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的假肢接受腔的3D打印制備方法，其特征在于，設(shè)定所述填充結(jié)構(gòu)為蜂窩狀結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種假肢接受腔及其3D打印制備方法，該假肢接受腔包括外殼、在外殼內(nèi)壁與外殼粘貼成一體的內(nèi)襯、以及與殘肢末端匹配的襯墊；外殼與內(nèi)襯采用3D打印機(jī)一體打印成型，襯墊采用3D打印機(jī)打印成型后裝配于假肢接受腔內(nèi)。制備時，首先獲取殘肢信息，根據(jù)殘肢信息建立初步的三維模型，并建立殘肢與接受腔的幾何模型進(jìn)行生物力學(xué)分析，基于分析結(jié)果更新接受腔三維模型數(shù)據(jù)，并最終根據(jù)三維模型數(shù)據(jù)進(jìn)行3D打印；使得制備過程簡單且準(zhǔn)確性高，縮短制備時長且降低了制備成本，基于生物力學(xué)分析的制備，使殘肢與接受腔實現(xiàn)接觸和承重，提高了接受腔與殘肢的吻合程度。
【IPC分類】A61F2/80
【公開號】CN105287064
【申請?zhí)枴緾N201510682209
【發(fā)明人】王紅, 張莉, 施敏超
【申請人】青島尤尼科技有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年10月21日