[發明專利]一種鈦網顱骨修復體數字化制備方法

有效

• 申請號: 201010504733.0
• 申請日: 2010-10-13
• 公開（公告）號: CN102033980A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 韓飛;鄧穎哲;莫健華;王培
• 申請（專利權）人: 北方工業大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;A61F2/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

一種鈦網顱骨修復體數字化制備方法，主要用于醫學領域，特別適用于腦神經外科顱骨修復和醫學整容整形領域。?

背景技術

在腦神經外科顱骨修復領域，鈦合金因其組織相容性好、質輕和強度高而成為目前顱骨修復的理想材料。而鈦合金制備顱骨修復體最初依靠手工塑形，并且目前仍是國內所普遍所采用的塑形手段。醫生根據患者缺損部位的外觀形狀和自身經驗，手工預制出修復體的大致形狀，手術時與患者暴露的顱骨進行比較，再手工反復修形，最后消毒完成手術。這樣的方法手術時間長，在美觀要求上難以達到理想的效果，不可能與缺損顱骨完整適配，植入材料與固定裝置之間具有相互抵抗力，術后容易松動、移位、頭痛。這給患者術后的安全埋下了隱患。?

顱骨成性的個性化設計國外已有研究。首先利用數控機床加工出修復體沖壓模具，然后在壓力機上利用模具壓制修復體，最后裁減清毒完成手術。模具壓制在一定程度上具有一定的先進性，減輕了醫生的勞動強度，但其制作周期長(大約3個月)，費用高(國外一般10萬人民幣/例)，況且模具固定后，無法解決修復體壓制后產生的回彈問題，從而對修復體的配合精度產生影響。?

顱骨修復體制作還有一種普遍應用的方法就是失蠟鑄造。首先利用快速原型技術制備出修復體的蠟模型，采用失蠟鑄造的方法鑄造鈦合金，然后在鈦合金修復體上鉆安裝孔及生長孔，最后消毒完成手術。鑄造法雖然解決了修復體的精度問題，但工藝復雜成本高，鈦合金在鑄造過程中會氧化，且修復體厚度不能太薄，否則不能鑄造。?

在國內也有人提出運用數字設計及快速成型系統制備顱骨修復體的方法。專利“一種鈦合金顱骨修復體制備方法”(專利號：03156843.2)運用數字設計修復體三維模型進而運用多點成形系統制作顱骨修復體，此方法雖然解決了以前其它方法修復體邊緣與缺損部位邊緣貼合、成本高、制作時間長的問題，具有一定的先進性。但此方法采用多點成形系統壓制修復體需多次壓制和過壓壓制修復體以防回彈現象，效率低且壓制的較大的修復體仍有回彈現象。?

專利“一種鈦合金顱骨修復體制備方法”(專利號：20041007339.2)中運用數字設計修復體三維模型再運用漸進成形系統制作顱骨補片。此方法成形的修復體尺寸精度差且曲率半徑受到工具頭半徑的限制，盡管用柔軟的布包裹模具等措施，都無法避免因工具頭直接接觸?擠壓成形而存在的滑痕，表面質量較差，且工具頭阻力大而易使鈦網起皺和拉破。?

專利“顱骨補片及其制備方法”(申請號：200710064204)經數字設計修復體后再制作模具壓制修復體。此方法中在設計修復體時運用鏡像法，因顱骨的不對稱性，所制的修復體并不十分符合患者，而尋找相似顱骨者的方法，難以尋找相似者、難度大、工作復雜等缺點，且采用先加工模具再壓制的方法，制作時間長，且壓制的修復體回彈量大、貼合精度低、殘余應力大等缺點。?

專利“鈦網顱骨修復體的制備方法”(申請號：200810060908)中從CT薄層掃描圖片逐張導入制作各單元點數據，再運用多點成形系統依照各單元點數據壓制鈦網而成。此方法因CT圖冊量多而使工作量非常大而復雜，且沒有直觀的三維模型供設計者參考，運用多點成形系統壓制修復體，回彈量大且精度低，壓后并無參考修復體對比裁剪，邊界精度低等明顯缺點。?

發明內容

本發明主要針對現有技術的不足和缺點，提出一種鈦網顱骨修復體數字化制備方法。具體技術思路是以二維斷層數字成像技術采集患者顱骨缺損部位的信息，經圖像處理后，重建顱骨的三維原型，運用逆向工程技術提取缺損部位的數據后進行修復體的曲面重建和三維造型設計并導入快速原型系統制作參照修復體，同時對修復體進行成形及回彈過程的數值模擬分析，獲得修復體的回彈大小，反復修改加工軌跡和支撐模，直至回彈量符合一定要求后將修復體曲面和加工軌跡數據導入板材動圈電磁漸進成形系統進行修復體成形，最后與參照修復體反復對比裁剪獲得最終顱骨修復體。?