[發明專利]一種個性化體外夾層物理模型的制作方法

有效

• 申請號: 202011378422.4
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112669687B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 遲青卓;母立眾;賀纓;曹禛
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G09B23/28
• 分類號: G09B23/28;B29C64/10;B29C64/379;B05D7/24;B05D3/00;B33Y10/00;B33Y40/20
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 李曉亮;潘迅

1.一種個性化體外夾層物理模型的制作方法，其特征在于，所述的個性化體外夾層物理模型的制作方法包括以下步驟：

步驟1、通過3D打印技術制作基于醫學影像的三維幾何模型，并對所獲得的三維幾何模型的表面進行光滑處理；

步驟2、在步驟1中得到的三維幾何模型上制作底層涂層，底層涂層為具有個性化體外夾層物理模型底層的設計厚度的硅膠層；

步驟2.1、在步驟1中得到的三維幾何模型上進行標記點位制作，所述的標記點位設置在三維幾何模型上測量手段便于實施的位置處；

步驟2.2、在步驟2.1中制作標記點位后，獲取各標記點位的徑向尺寸數據，并進行底層涂層制作，各標記點位的徑向尺寸數據在每次涂膠后的增量用于指示當前位置硅膠層的厚度，以每次涂敷固化后的硅膠層的厚度增量作為定厚加工的反饋數據，以此，在三維幾何模型上制作底層涂層，使三維幾何模型上的硅膠層的厚度達到個性化體外夾層物理模型底層的設計厚度的70-90％；

步驟2.3、在步驟2.2中獲得硅膠層上繼續涂敷硅膠層，同時采用接觸式和/或非接觸式的去除硅膠方式對附著硅膠進行去除，使厚度逐漸趨近個性化體外夾層物理模型的底層的設計厚度，即完成底層涂層的制作；

步驟3、在步驟2中獲得的底層涂層上制作撕裂口：

從CT影像中獲取撕裂形狀，并基于該撕裂形狀制作切割刀具；在步驟2中得到的涂敷有底層涂層的三維幾何模型上，以撕裂形狀的切割工具切割底層涂層，或采用基于病灶特征的定形狀輔助切割加工方式進行底層涂層的硅膠切割，最終在底層涂層上制作得到撕裂口，并獲得切割下的撕裂口狀的硅膠薄片；

步驟4、通過表面改性處理，對步驟3中切割下的撕裂口狀的硅膠薄片進行表面改性或附加層涂敷，使該撕裂口狀的硅膠片薄片，在形狀上與步驟3中三維幾何模型的底層涂層上的撕裂口繼續貼合，在后續的硅膠涂敷加工過程中不再與后續的硅膠發生難以分離的粘接；將經表面改性處理的撕裂口狀的硅膠薄片放置于步驟3獲得的底層涂層上得撕裂口中，使二者貼合；

步驟5、在步驟4中得到的三維幾何模型的底層涂層上制作外層涂層，外層涂層為具有個性化體外夾層物理模型外層的設計厚度的硅膠層：

步驟4得到貼合經表面改性處理的撕裂口狀的硅膠薄片的三維幾何模型的底層涂層上，采用步驟2中的方法，繼續制作硅膠層，直至厚度達到個性化體外夾層物理模型的外層涂層的設計厚度，并在個性化體外夾層物理模型完全固化后將模型內芯溶解；在需要進行對應病例形狀或個性化病灶發展方向的假腔誘導模型建立的實際應用場景中，在底層涂層與外層涂層之間額外涂敷對應病例形狀的輔助涂層或輔助構件，使內層涂層與外層涂層在涂敷輔助涂層或輔助構件的區域上更易分離；將步驟4中的撕裂口狀的硅膠薄片取出，使個性化體外夾層物理模型在撕裂口狀的硅膠薄片的取出位置出現僅有外層涂層構成的模型結構。

2.根據權利要求1所述的個性化體外夾層物理模型的制作方法，其特征在于，輔助涂層選自：不同濃度的PVA水溶液或糖溶液，以及脫模劑；所述的輔助構件選自3D打印得到的病灶形狀的薄片，該病灶形狀的薄片選自可溶材質打印的薄片、可后期取出的薄片、可后期脫落的薄片、或者由不同硬度硅膠制成的帶有個性化病灶特征的鈣化或囊腫。

3.根據權利要求1所述的個性化體外夾層物理模型的制作方法，其特征在于，在步驟4中，需要在撕裂位置制作鈣化的病患個性化病灶特征時，鈣化結構采用不同硬度的滴膠或亞克力薄片經過層疊堆積形成，經由粘接或物理方法將其固定在撕裂口狀的硅膠薄片上，形成存在于底層涂層和外層涂層間的植入結構。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的個性化體外夾層物理模型的制作方法，其特征在于，在步驟2中，在接觸式去除硅膠方式中，采用硅膠刷和多孔吸附工具，從三維幾何模型的小直徑端逐步的吸附去除硅膠，硅膠刷的刷動規則為先垂直于三維幾何模型的走向，每跨過兩個硅膠刷寬度的距離將硅膠刷上的硅膠進行一次去除；在接觸式去除硅膠方式操作在整體范圍內進行過兩次后，采用非接觸式的去除硅膠方式，以瓶裝高壓空氣作為氣源，使用長桿狀噴氣口對模型分叉處等難以接觸的位置進行殘余硅膠的去除；最后再次采用接觸去除的方式，在與三維幾何模型走向成45°角的方向上進行接觸式去除硅膠方式，吸附去除硅膠，并同樣跨過兩個硅膠刷寬度后去除膠刷上的硅膠。