专利名称：骨修复体成型设计制造系统的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及医疗领域，尤其涉及骨修复体钛合金数字化成型设计制造系统。
背景技术：
颅骨修复时一般使用的材料主要有硅橡胶、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、好颅比和钛合金网板。但钛合金板目前的制备工艺要么塑形困难、要么制作费用及周期长，严重限制了其普及应用。目前主要有手工塑形、模具压制及铸造成形三种制备工艺。但这种工艺存在一些问题，限制了钛金属的应用或影响了手术的质量(1)手工塑形劳动强度大，精度差，预先塑形由于得不到露骨的真实性庄，存在塑形盲区；另外为便于塑形，常常采用低强度钛金属作为修复体，给患者术后的安全买下了隐患；(2)磨具压制在一定程度上具有一定的先进性，减轻了一生的劳动强度。但其制作周期产、费用高，况且其磨具固定后无法解决修复体亚之后产生的回弹问题，从而对修复体的配合精度产生了影响。
(3)铸造法解决了修复体的精度问题，但工艺复杂、成本高，钛合金在铸造过程中会产生氧化、且修复厚度不能太薄，否则不能铸造。
发明内容本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种制造工艺先进、制造成本低的骨修复体成型设计制造系统。
一种骨修复体成型设计制造系统，所述系统包括数据采集装置、安装有合体医学重建系统软件的计算机及钛网成型机。所述数据采集装置将采集的图像传输给安装有合体医学重建系统软件的计算机进行处理之后产生相应的数据传输给钛网成型机进行加工，其特征在于所述计算机对数据采集装置采集的图像进行处理的流程包括以下步骤步骤1根据所述数据采集模块采集的图像利用合体医学重建系统软件进行颅骨原形的三维重建；步骤2利用镜像牵引配准法对缺损的颅骨进行修复，具体方法为a将缺损对称面的骨结构做中心面镜像，再对镜像体分层，分层的轮廓线设置一条中间控制线；b将中间控制线在垂直方向上下贴合颅骨缺损的边缘，再对每层轮廓线进行牵引配准；c将镜像体分成轮廓线以中间控制线作起点，以形心与缺损边缘连线与镜像体轮廓线的交点为动点，将动点牵引到缺损边缘线贴合；步骤3根据计算机对颅骨的修复设计三维钛网修复体曲面及钛钉安装位；步骤4将设计好的三维钛网修复体曲面与颅骨原形进行虚拟装配；步骤5计算机生成手术参照图及钛网成型机加工所需的数据。
更具体地，所述钛网成型机包括转盘、顶杆、前压板套筒、顶架、压环、上模及下模，所述转盘、顶架、压环及上模依次以顶杆为轴，穿接于所述顶杆，所述上模和下模将所要加工的钛网夹住，转动所述转盘依次推动顶架、压环及上模对钛网进行加工。
更具体地，所述钛网成型机还包括固定转盘、前压板套筒及压框，所述前压板套筒的一端固定所述固定转盘，另一端与所述压框连接，转动固定转盘时连动所述前压板套筒使所述压框推动上模边缘，将钛网的边缘固定在上模和下模之间。
更具体地，所述钛网成型机的上模和下模分别包括外框及冲头组，所述冲头组置于所述外框内部，所述冲头组用于调成钛网所需加工的形态。
更具体地，所述冲头组包括若干个冲头及调型片，根据计算机输出的数据在冲头后面加装调型片进行调型。
本发明的骨修复体钛合金数字化成型设计制造系统实现了对露骨缺损的重建，并且其重建部分充分继承了人体骨骼对称部位的三维形态，输出压制修复体所需的数据用于制造修复体。另外，本发明的骨修复体钛合金数字化成型设计制造系统的钛网成型机解决了没有专门的钛网成型加工机的问题，不用消耗任何材料费用可以反复构建，多次使用、效率高、效果好、成本低、可靠性强的优点。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明图1是本发明的系统结构示意图。
图2是本发明的计算机对图像进行处理的流程图。
图3是修复前后效果比较图。
图4是本发明的钛网成型机示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明的骨修复体钛合金数字化成型设计制造系统包括数据采集装置100，安装有合体医学重建系统软件的计算机200及钛网成型机300。所述数据采集装置100将采集的图像传输给安装有合体医学重建系统软件的计算机200进行处理之后产生相应的数据传输给钛网成型机300进行加工。
所述数据采集装置100为CT或MRI(核磁共振机)。所述数据采集装置100利用CT或MRI采集所要修复的地方的图片后以Dicom文件格式存储后，利用EMAIL或数据光盘或其他方式传送给所述安装有合体医学重建系统软件的计算机200进行处理。
所述安装有合体医学重建系统软件的计算机200主要负责对CT或MRI采集的图片进行处理，输出钛网成型机300加工钛网修复体所需的数据。
请参阅图2，所述安装有合体医学重建系统软件的计算机对数据采集装置采集的图像进行处理的流程包括以下步骤步骤1根据所述数据采集装置100采集的图像在计算机200上重建颅骨三维模型，使用合体医学重建系统软件将医学图像数据转换成图片文件，再将图片文件输送进CorelTRACE，从CorelTRACE(是corelDRAW附带的软件，主要是执行位图矢量化的功能)生成图片的轮廓线。合体医学重建系统软件将轮廓线数据提取出来，送进solidworks(三维机械设计软件)，合体医学重建系统软件对solidworks实施重建操作和三维显示。
步骤2利用镜像牵引配准法对缺损的颅骨进行修复，具体方法为a将缺损对称面的骨结构做中心面镜像，再对镜像体分成，分成的轮廓线设置一条中间控制线，所述中间控制线起总体形态保持的控制作用；b将中间控制线在垂直方向上下贴合颅骨缺损的边缘，再对每层轮廓线进行牵引配准；c将镜像体分成轮廓线以中间控制线作起点，以形心与缺损边缘连线与镜像体轮廓线的交点为动点，将动点牵引到缺损边缘线贴合，所述镜像轮廓线被整体以弹性模式牵引，逐层进行牵引，将最后得到的修复体最大限度的继承对称面的三维形态，又能完全与缺损边缘的自体骨贴合，达到完美的修复设计目的，其效果请参阅图3；步骤3根据计算机200对颅骨的修复设计三维钛网修复体曲面及钛钉安装位；步骤4将设计好的三维钛网修复体曲面与颅骨原形进行虚拟装配；步骤5计算机200生成钛网成型机300加工所需的数据及手术导引图，将数据传送给钛网成型机300。
所述钛网数字化成型机300接收计算机200传输的数据进行调型之后进行加工。
请参阅图4，所述钛网成型机300主要包括转盘301、顶杆302、固定转盘303、前压板套筒304、顶架305、压框306、压环307、上模308及下模309。所述顶杆302放置于前压板套筒304内部，所述前压板套筒304为带有螺纹的空心筒状的金属管。所述顶杆302放置于前压板套304简内部。所述顶杆302依次转盘301、顶架305、压环307及上模308依次以顶杆302为轴，穿接于所述顶杆302。所述前压板套筒304的一端固定所述固定转盘303，另一端与所述压框306连接，利用固定转盘303固定压框306之后，转动转盘302依次推动顶架305、压环307及上模308对钛网进行加工。所述压框306推动上模308，将固定钛网的边缘。所述上模308和下模309都包括外框3081及冲头组(图未示)，所述冲头组放置于所述外框3081内部。所述冲头组包括若干个冲头及调形片。所述冲头为长方形的条。所述外框将冲头及调形片放在其内部。所述调型片将方形小块，与冲头的断面大小一样，根据计算机200输出的数据加装调型片调型。当压环307推动上模308时上模308的将外框内部的冲头推动，进而推动夹在上模308和下模309之间的钛网进行加工。
所述钛网成型机300的加工方法主要包括以下步骤步骤1根据计算机200输出的数据进行调型，中间的用于控制三维关系的调型片，根据合体医学重建系统软件输出的数据，以手动或者机械手调整调型条的上下模中调型片数量的增减，达到对应空间位置的构成；所述上下杆条的总长度保持恒定，因此任何三维曲面购建好后，上下模合起来保持长方形形态。
步骤2将钛合板放入上下模中间，所述上模会梯形突起，压环307相应梯次突起，压环307相应梯次突起；取去中间部分，从外圈开始向圈环施加压力，压环307对应得圈状区域的杆对板网直接施压成型，压环307与基准面平齐时，对应区域达到成型要求，所有的压环307平齐基准面后，则整个成型实现。
步骤3释放对压环307的压力后，板网的回弹会将圈环抬起，抬起量就是板网的回弹量。根据回弹量选择回弹垫圈在下模底部，选择回弹锥饼垫于上模顶部，再次施压，直至回弹锥饼与基准面平。
加工成型后先松压盘，调好压块位置，再松顶盘取出压好的形。
之后将所述压好的钛网板贴合于修复体壳体模型，裁减形成最终修复体。
权利要求
1.一种骨修复体成型设计制造系统，所述系统包括数据采集装置，计算机及钛网成型机，所述数据采集装置将采集的图像传输给计算机进行处理之后产生相应的数据传输给钛网成型机进行加工，其特征在于所述计算机安装有合体医学重建系统软件，所述计算机对数据采集装置采集的图像进行处理的流程包括以下步骤步骤1根据所述数据采集模块采集的图像利用合体医学重建系统软件进行颅骨原形的三维重建；步骤2利用镜像牵引配准法对缺损的颅骨进行修复，具体方法为a将缺损对称面的骨结构做中心面镜像，再对镜像体分层，分层的轮廓线设置一条中间控制线；b将中间控制线在垂直方向上下贴合颅骨缺损的边缘，再对每层轮廓线进行牵引配准；c将镜像体分成轮廓线以中间控制线作起点，以形心与缺损边缘连线与镜像体轮廓线的交点为动点，将动点牵引到缺损边缘线贴合；步骤3根据计算机对颅骨的修复，设计三维钛网修复体曲面及钛钉安装位；步骤4将设计好的三维钛网修复体曲面与颅骨原形进行虚拟装配；步骤5计算机生成手术参照图及钛网成型机加工钛网所需的数据。
2.如权利要求1所述的骨修复体成型设计制造系统，其特征在于所述计算机在数据采集装置采集的图像进行处理过程中，将所述镜像轮廓线整体以弹性模式牵引，逐层进行牵引，进行修复。
3.如权利要求1所述的骨修复体成型设计制造系统，其特征在于所述钛网成型机包括转盘、顶杆、前压板套筒、顶架、压环、上模及下模，所述转盘、顶架、压环及上模依次以顶杆为轴，穿接于所述顶杆，所述上模和下模将所要加工的钛网夹住，转动所述转盘依次推动顶架、压环及上模对钛网进行加工。
4.如权利要求3所述的骨修复体成型设计制造系统，其特征在于所述钛网成型机还包括固定转盘、前压板套筒及压框，所述前压板套筒的一端固定所述固定转盘，另一端与所述压框连接，转动固定转盘时连动所述前压板套筒使所述压框推动上模边缘，将钛网的边缘固定在上模和下模之间。
5.如权利要求4所述的骨修复体成型设计制造系统，其特征在于所述钛网成型机的上模和下模分别包括外框及冲头组，所述冲头组置于所述外框内部，所述冲头组用于调成钛网所需加工的形态。
6.如权利要求5所述的骨修复体成型设计制造系统，其特征在于所述冲头组包括若干个冲头及调型片，根据计算机输出的数据在所述冲头后面加装调型片进行调型。
全文摘要
一种骨修复体数字化成型设计制造系统包括数据采集装置、计算机及钛网成型机，所述计算机安装有合体医学重建程序，对数据采集装置采集的图像进行处理，产生钛网成型机加工钛网所需的数据，所述钛网成型机根据计算机输出的数据进调型之后对钛网进行加工。本发明的骨修复体数字化成型设计制造系统的合体医学重建程序实现了对颅骨缺损的重建，充分部分继承了人体骨骼对称部位的三维形态，输出准确数据；并，钛网成型机实现了对复杂三位曲面实现无损精确成型，而且，构造三位曲面不用消耗任何材料费用可以反复构建、多次使用、效率高、效果好、成本低、可靠性强。
文档编号B21D31/00GK101086745SQ20061006098
公开日2007年12月12日 申请日期2006年6月7日 优先权日2006年6月7日
发明者伍胜富, 刘浩, 伍胜国 申请人:深圳市合体医疗系统有限公司