本公開涉及數(shù)據(jù)庫及用于訪問該數(shù)據(jù)庫的方法。更特別地，本公開的數(shù)據(jù)庫將允許用戶訪問、輸入及下載與許多不同類型的醫(yī)療設備和工具相關(guān)的模型、效果圖或文件，其可以被下載、修正和/或打印。

背景技術(shù)：

目前在醫(yī)療應用中的三維(3D)打印價格昂貴、人工密集且僅僅限于很少的應用。更重要地，采用目前的設備及方法的3D打印花費24小時和30天之間時間來生產(chǎn)能夠幫助患者的設備。目前的3D打印設備或方法可使用一種程序，通過該程序期望制出修復體(諸如替換器官或骨)的醫(yī)生采集患者身體的相關(guān)區(qū)域或部分的圖像，并且然后將圖像發(fā)送出到遠程位置以創(chuàng)建產(chǎn)品。數(shù)日到數(shù)周后，送達的產(chǎn)品常常配合不良且可能要求第二生產(chǎn)周期，從而導致治療進一步延時，并且在許多情況下，導致第二次手術(shù)。附加手術(shù)可為患者帶來眾多并發(fā)癥和危險，還有大量不適和情感抑郁，因為手術(shù)的傷口通常必須在手術(shù)之間保持開放。本公開提供用于克服這些不足的設備及方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本公開提供用于生產(chǎn)用于多種醫(yī)療程序(如，手術(shù))和/或教學的假體、工具、儀器、引導和模型的數(shù)據(jù)庫及工藝。針對假體等的設計可以被上傳到數(shù)據(jù)庫并且在三維(3D)制造平臺上被重制。在一個實施例中，可以要求客戶為了在其位置處打印設計而支付費用。數(shù)據(jù)庫將儲存由終端用戶上傳的全部設計，以便對全部用戶的未來使用收費。這為手術(shù)的應用提供了目前不具有的便利性、靈活性和移動性。

為易于描述，本公開中術(shù)語“假體”指示可以在本公開的設備及方法中而被設計及創(chuàng)建的植入物的類型、骨替換物、組織替換物、假體或甚至整個器官。因而，如在本公開中所用的，術(shù)語“假體”可指示但不限于定制的面部植入物(骨、氣道、血管或軟組織植入)，面部骨折及修復，小耳畸形支架，眼、血管和心臟假體，鼻假體，上頜假體，腭假體，中隔假體，顱頂假體，下頜骨替換物(骨移植打印物)，上頜骨替換物，定制的軟組織植入物(身體的全部區(qū)域包括但不限于氣道支架、血管支架或移植，或者經(jīng)皮或手術(shù)血管閉塞設備)，手/肢體植入物/假體，關(guān)節(jié)替換物(如腕/指的小關(guān)節(jié))，大關(guān)節(jié)替換物(如，髖、膝、肩)，脊柱體替換物，長骨替換物(股骨、脛骨、腓骨、橈骨、尺骨、肱骨)，胸腔替換物，骨盆缺損修復，大關(guān)節(jié)替換物，不可植入的修復體(如，指、其它附屬體、四肢、矯正物或充填體)，其組合，或其它適合的植入物。

術(shù)語“儀器”和“工具”被用于指示對于醫(yī)療程序中的醫(yī)生或技術(shù)人員有用的設備。適合且非限定性示例可以為解剖刀或牽開器。

通過“手術(shù)中使用”，本公開意指假體或儀器在相同的手術(shù)程序內(nèi)或者在與獲取假體所基于的圖像的位置相同的手術(shù)位置而被打印或制作。目前的設備或方法可指“快速原型”，但這典型地意指當獲取特定部分的圖像時，然后其可被發(fā)送出以在可花費數(shù)周的工藝中被遠程打印。使用術(shù)語“超速原型”及“手術(shù)中”，使本公開有別于這些工藝。在本公開的方法中，可以在手術(shù)程序期間提供所需的假體。如下面更詳細的討論，這可全部可選地在當患者處于單次麻醉時發(fā)生。

為易于描述在此使用術(shù)語“文件”，并且指示與儲存于本公開的數(shù)據(jù)庫中的假體或醫(yī)療工具相關(guān)的文件、圖像、設計或其他數(shù)字數(shù)據(jù)。例如，“文件”可表示與由用戶設計的新解剖刀相關(guān)的圖像，以及關(guān)聯(lián)的圖像數(shù)據(jù)。文件也可為假體的三維效果圖，例如針對患者眼眶窩的骨。本公開的文件可為：以適合于數(shù)字儲存、操縱及傳輸?shù)酱蛴C的任何格式。適合的示例為，但不限于，.CAD、.DWG、.STL、.OBJ或.thing文件。如下面將更詳細討論的，用戶可以上傳或下載文件，并且在終端用戶站處發(fā)送文件到打印機。再一次，文件可以針對假體、工具、儀器、引導、模型或任何其他適合于醫(yī)療應用的設備。

因而，在一個實施例中，本公開提供一種用于通過訪問數(shù)據(jù)庫而生產(chǎn)假體或手術(shù)工具的工藝，包括的步驟為:上傳文件到數(shù)據(jù)庫；在顯示設備上顯示文件；傳輸圖像到制造平臺；以及在制造平臺上根據(jù)文件打印假體或手術(shù)的工具。

在另一個實施例中，本公開提供一種生產(chǎn)手術(shù)的器具或假體的方法，包括的步驟為:訪問數(shù)據(jù)庫；訪問數(shù)據(jù)庫上的文件，其中文件包含與手術(shù)的器具或假體相關(guān)的信息；下載文件；傳輸文件到打印機；以及使用文件打印手術(shù)的器具或假體。

附圖說明

圖1示出描述可以將數(shù)據(jù)上傳到本公開的數(shù)據(jù)庫，以及可以與其他用戶共享數(shù)據(jù)終端用戶費用的方法的流程圖。

具體實施方式

本公開提供位于由管理員維護的服務器上或在云中的數(shù)據(jù)庫及市場，其儲存一個或多個與醫(yī)療工具、裝備和/或假體相關(guān)的文件。數(shù)據(jù)庫及市場將允許針對各種醫(yī)療應用的修復體和儀器的超速原型。用戶(例如，醫(yī)生、技術(shù)人員或教師)可以從數(shù)據(jù)庫及市場下載文件并且將其發(fā)送到打印機以使所描繪的物體可以被打印。用戶也可以在本地儲存文件以便審閱及操縱，或者當文件處于數(shù)據(jù)庫中時執(zhí)行該審閱及操縱。用戶也可以上傳圖像或文件到數(shù)據(jù)庫及市場。如下面更詳細的討論，用戶可以上傳到數(shù)據(jù)庫的文件可以是針對儀器、模型、切割引導(cutting guide)或假體的設計規(guī)格。用戶也可以使用多種成像或映射技術(shù)來創(chuàng)建圖像或文件，并且然后將其上傳到數(shù)據(jù)庫。

然后可以在用戶的位置處打印文件。在另一個實施例中，用戶上傳的文件可以在不同位置處由其他用戶操縱或?qū)忛?。在一個實施例中，作為客戶的用戶，對于打印或上傳文件兩者，均要向管理數(shù)據(jù)庫的實體支付服務費用。用戶將也能搜索與可以應用戶請求而打印的其他設備相關(guān)的各種其他文件，此外這有時收費。而且，用戶將能夠操縱已在數(shù)據(jù)庫中的文件，以針對用戶的特別項目來對該文件進行定制。新的操縱的文件或圖像可以被保存到數(shù)據(jù)庫以便將來打印。數(shù)據(jù)庫也可允許開放信息共享，因而允許醫(yī)生和醫(yī)師可以訪問其他發(fā)明人的研究，同時允許一定程度的定制來調(diào)整產(chǎn)品從而符合其特定的患者。

因而，本公開的數(shù)據(jù)庫及市場(為易于描述下文中“數(shù)據(jù)庫”)減輕或消除采用目前的醫(yī)療設備打印系統(tǒng)的許多問題。采用本數(shù)據(jù)庫，用戶可以訪問與假體或醫(yī)療工具相關(guān)的潛在適合的文件庫，并且在其位置處打印必要的裝備。對于其應用或程序，用戶也可以操縱所儲存的文件以滿足期望的或特定的需要。因為不存在較長的用于訂購定制的工具或假體的前置時間，所以節(jié)約了極大量的時間并且對患者大大有利。采用本公開的數(shù)據(jù)庫，要求定制的假體或器具的手術(shù)的程序可以在患者處于單次麻醉時而被執(zhí)行。這對于醫(yī)生和患者均具有極大的益處。

本公開的數(shù)據(jù)庫也可以適合于多種合作用途。例如，在聯(lián)合研究項目中，團組的一個或多個成員可創(chuàng)建并且上傳文件，以便由團組的其他成員審閱、發(fā)表評論及修改。圖像可由密碼保護，以便僅特定團組的成員可以訪問它。在另一應用中，期望提高風險投資的個人或業(yè)務實體可使用本公開的數(shù)據(jù)庫向投資者展示思想。投資者可針對項目的思想或?qū)⑼顿Y的公司來瀏覽數(shù)據(jù)庫。在另一應用中，公司可贊助或主持數(shù)據(jù)庫上的空間，并且允許客戶或潛在的研究伙伴針對可能的合作或合資企業(yè)而上傳文件。

數(shù)據(jù)庫對于教學應用也有利。在目前的系統(tǒng)中不能獲得這種靈活性和便利性。本公開的數(shù)據(jù)庫將克服醫(yī)生或技術(shù)人員不能具有與針對醫(yī)療程序的準確規(guī)格相符的甚至可以在手術(shù)期間被現(xiàn)場打印的設備。

此外，采用本公開的數(shù)據(jù)庫，醫(yī)生、醫(yī)療導師或本領(lǐng)域的其他用戶可以將與新手術(shù)的治療、工具、假體或其他適合的醫(yī)療信息的新思路相關(guān)的文件上傳到數(shù)據(jù)庫。以這種方式，本公開的數(shù)據(jù)庫可以用作在線或基于云的研究平臺。用戶將具有研究以及與數(shù)據(jù)庫的其他用戶合作的能力以發(fā)展與新醫(yī)療設備和程序相關(guān)的思想。數(shù)據(jù)庫可以在該模式下為醫(yī)療進步作為開放資源。潛在的發(fā)明人可以針對發(fā)明人可能不具備時間或手段來發(fā)展自己的新概念的投資機會，來審閱數(shù)據(jù)庫及市場。由于涉及過高的成本，許多發(fā)明人決定不將其思想追進而商品化。本公開的數(shù)據(jù)庫將使他們能夠向廣大受眾上傳其思想，并且如果其他人希望進一步追進思想，則他們可以與所有者商談。從事制造醫(yī)療設備的公司也可在數(shù)據(jù)庫上占據(jù)有品牌的空間，以銷售其產(chǎn)品。執(zhí)行專利性或自由使用權(quán)的搜索者可使用數(shù)據(jù)庫及市場作為現(xiàn)有技術(shù)數(shù)據(jù)庫，來代表專利申請人進行搜索。在審閱位于數(shù)據(jù)庫及市場的概念之前，用戶可被要求簽訂保密協(xié)議。

參照圖1，示出一種說明用于本應用的數(shù)據(jù)庫的可能應用100的流程圖。醫(yī)生(如，發(fā)明人)具有針對假體或工具的特定患者需要，該假體或工具或者目前由供貨商提供而太昂貴，或者完全不存在，并且創(chuàng)建設計或文件新假體或工具(101)。中介幫助該假體或工具的設計、制造，并且對于發(fā)明人沒有花費，將設計保存于可搜索的數(shù)據(jù)庫中(102)。當將來在另一個應用中出現(xiàn)需求時，其可以在其他機器上由其他用戶下載及使用(103)以在世界的其他地方對其設計、更改和制造。然后，原發(fā)明人接收該次使用及所有未來使用的使用費。每次設計被更改時，原發(fā)明人連同設計的最后“編輯”一起接收使用費。同樣在圖1中示出，工藝(100')詳細說明在應用(100)期間可以在數(shù)據(jù)庫內(nèi)發(fā)生的步驟。

采用本公開的數(shù)據(jù)庫，高質(zhì)量的定制的假體、儀器和假體可以被現(xiàn)場設計。用戶能夠獲得原始設計并且對其定制以符合他們特定于患者或特定于場地的需要。這些修改或定制可以是最小限度的或是顯著的。因為他們可以從數(shù)據(jù)庫搜索儀器，所以數(shù)據(jù)庫也將允許醫(yī)師快速打印針對任務的恰當?shù)墓ぞ?。該儀器可以在現(xiàn)場以及單次麻醉期間而被容易地打印。數(shù)據(jù)庫管理器可以通過反復打印來提供質(zhì)量保證，以確保終端用戶可使用高質(zhì)量產(chǎn)品。數(shù)據(jù)庫管理器可以測試打印針對數(shù)據(jù)庫的所有上傳的圖像，以便為其他終端用戶確保圖像上傳的質(zhì)量。

用戶也可以在完成后上傳其定制的設計。這可以是非常有利的，例如，當一隊醫(yī)療人員正在就特定程序進行合作時。當定制的設計被上傳到數(shù)據(jù)庫時，多名用戶可以訪問設計并且如有需要對其修改。一旦設計滿足確保僅具有小的后制造工藝(PMP)的高質(zhì)量打印的全部條件時，數(shù)據(jù)庫才將接受設計上傳。

在三維(3D)打印(也被稱為“增量制造”)的環(huán)境中討論本公開的設備及方法。3D打印可包括但不限于：諸如方法：熔融沉積成型、熔融長絲(filament)制作、自動注漿成型(robocasting)、電子束無模制作、直接金屬激光燒結(jié)、電子束熔煉(melting)、選擇性激光熔煉、選擇性熱燒結(jié)、選擇性激光燒結(jié)、基于石膏的3D打印、疊層實體制造、光固化成型(stereolithography)及數(shù)字光處理。也可采用“減量”制造的工藝。在該實施例中，同上所述，圖像獲取設備將發(fā)送期望的假體的圖像到計算機。有修正或無修改的最終圖像被發(fā)送到制作器。制作器使用減量方法來生產(chǎn)假體，其中假體可以由實心的可植入的材料來鑿削。減量方法可包括車床加工假體，以激光、水或氣刀切削工具切削，沖壓，磨削或雕刻。

根據(jù)本公開，在手術(shù)程序期間醫(yī)生或技術(shù)人員可以獲取與手術(shù)工具相關(guān)的文件，或者在數(shù)據(jù)庫中找到正確的設備。軟件與數(shù)據(jù)庫結(jié)合工作可以顯示圖像，并且如有必要允許用戶/醫(yī)生修改文件，或者如患者的解剖所指示的。軟件程序可以允許醫(yī)生、技術(shù)人員，在無論有或無來自患者自己的輸入時，將掃描的圖像定制為所期望的設置或特性。最終圖像(如適用，被定制的圖像)然后被發(fā)送到打印機或制作器以便創(chuàng)建。如先前討論的，制造工藝在醫(yī)生的位置處發(fā)生，盡管事實是技術(shù)設計特性已在其它位置完成/預先完成。這些定制的設計可以被輸入數(shù)據(jù)庫，所以其可以被重復使用，或者可以以最小限度的改變從定制的掃描中制成其他儀器或假體。設計文件，如由數(shù)據(jù)庫獲得的或者在用戶定制后，可以或者被下載并在用戶的位置處本地儲存，或者直接發(fā)送到打印機。

采用本公開的設備及方法，用戶可以從數(shù)據(jù)庫上的文件找到正確的儀器或假體，并且如果有必要重組數(shù)據(jù)以符合其規(guī)格。重做的文件然后可以被發(fā)送到制造平臺，并且可以創(chuàng)建設計的物體。針對—從文件獲取，如必要時重組文件，以及打印—的工藝的總周期時間可以為從5分鐘到24小時，或者在其間的任何子范圍。時間周期也可以為從30分鐘到24小時，或者在其間的任何子范圍。這些時間周期允許當患者仍然處于麻醉時手術(shù)將完成。這也被稱為“手術(shù)中使用”。

通過“手術(shù)中使用”，本公開意指假體和/或儀器在相同的手術(shù)程序內(nèi)(如，在“單次美容(aesthetic)”下)或者在與獲取假體所基于的圖像的位置相同的手術(shù)位置而打印或制作。目前可用的設備和方法可指示“快速原型”，但這典型地意指當獲取特定部分的圖像時，然后在可需要數(shù)周的工藝中將其發(fā)出以便遠程打印。使用術(shù)語“超速原型”及“手術(shù)中”，使本公開有別于這些工藝。在本公開的方法中，可以在手術(shù)程序期間提供所需的假體。該公開最獨特的方面之一是對于患者來說，患者的掃描和圖像的處理，以及修復體或其它可植入的設備的打印都可以在單次麻醉下完成。

本公開的打印機或制作器也可以消除在目前可用的設備及方法中與可植入的假體的滅菌相關(guān)的時間。在目前可用的系統(tǒng)中，當醫(yī)生或醫(yī)生在長的打印延時之后接收可植入的假體時，存在與假體的滅菌相關(guān)的附加時間，其進一步增加程序的成本及對患者的風險。然而，采用本公開的設備及方法，該時間被顯著降低或完全消除。打印機或制作器可以提供以便立即使用的已滅菌的假體。在假體經(jīng)由計算機引導的車床加工而生產(chǎn)的情況下，假體的加工將很可能仍然要求滅菌，但是車床加工工藝可以比打印更迅速，所以從安全立場來說滅菌所用的附加時間不應該過長。

適合于本公開的假體的材料可能不同。材料可以包括經(jīng)美國食品和藥品管理局對于可植入設備核準的聚乳酸和丙烯腈·丁二烯·苯乙烯。預想的其它材料可包括橡膠、陶瓷、光固化聚合物、金屬和可植入的浸入抗生素的實體。

除了提供適合的用于患者的假體及工具之外，本公開的數(shù)據(jù)庫及方法還可以為醫(yī)生和患者提供手術(shù)的計劃模型。醫(yī)生可以從數(shù)據(jù)庫搜索模型以向患者顯示，或者將一個掃描入數(shù)據(jù)庫并將其打印。這將減少患者在手術(shù)之前需要門診就醫(yī)的次數(shù)，并且允許單次手術(shù)，因為任何可掃描的物體均可以通過這些方法來打印并且為快速及安全手術(shù)做好準備。

本公開的數(shù)據(jù)庫可以與其他共同放置的三維掃描及打印設備結(jié)合使用。在該環(huán)境下術(shù)語“共同放置”意指掃描儀和打印機位于相同的設施中或甚至于相同的室中，以允許超速原型掃描及打印。這些包括可處于傳統(tǒng)永久性醫(yī)院或醫(yī)療設施中的系統(tǒng)，或者可以被運輸?shù)母咭苿有缘哪K化單元中的系統(tǒng)。不論哪種情況，與三維系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的計算機或掃描儀可以通過通信網(wǎng)絡訪問數(shù)據(jù)庫。因而，用戶可掃描患者或工具，并且上傳文件到本公開的數(shù)據(jù)庫。然后如上所述，可以使用或操縱文件。

雖然已經(jīng)參考一個或多個特定實施例來對本公開進行描述，將理解的是由本領(lǐng)域的技術(shù)人員可在不背離其范圍的前提下做出各種變化且同等設備可被其元素所替代。此外，可不背離其范圍對該公開的教導做出許多修改以適應特定情況或材料。因此，旨在該公開不限于由用于實施本公開所預期的最佳模式而公開的特定實施例。