CN111544178A - 一种个性化颅骨缺损保护装置及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种个性化颅骨缺损保护装置及制备方法，其保护装置，包括：帽体、与患者受损部位匹配的3D打印保护支撑，3D打印保护支撑具有光滑的轮廓边缘，其能够覆盖患者的颅骨缺损部位，3D打印保护支撑的外侧包裹有连接罩，连接罩的背离患者受损部位侧与帽体内侧连接。个性化3D打印保护支撑的设置，使得缺损部位能够得到实质性保护；其制备方法，依据患者头部的三维数据重建患者头部的三维计算机图像，得到患者缺损部位的三维计算机图像，提取出缺损部位的三维计算机图像的曲面，并依据曲面重建出保护支撑计算机三维模型；3D打印出保护支撑的实体，得到与患者缺损部位匹配的保护支撑，有利于患者头部缺损的恢复以及提高患者的舒适感。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种个性化颅骨缺损保护装置及制备方法。
背景技术
颅骨(skull)位于脊柱上方，由23块形状和大小不同的扁骨和不规则骨组成(中耳的3对听小骨未计入)。除下颌骨及舌骨外，其余各骨彼此借缝或软骨牢固连结，起着保护和支持脑、感觉器官以及消化器和呼吸器的起始部分的作用。
对于神经外科与脑外科去骨瓣手术的患者，骨瓣无法在初次手术后直接回纳。一般情况下，若术后无感染，2至3月左右患者需要再次进行颅骨修补手术，但也有部分患者因为一些原因需要延长颅骨修补的时间，甚至有些患者终身无法进行颅骨修补，因此患者的颅骨在进行修补手术之前一直处在缺损状态，缺损部位的大脑仅有一层头皮铺盖，没有任何保护，外部轻微的撞击都很可能对脑组织产生巨大影响。
尤其是去骨瓣手术的儿童与青少年，喜四处走动，颅骨缺损处受外部撞击的风险更大，对疾病的康复存在巨大隐患。同时，颅骨缺损处凹陷或凸出的头型外观，会让很多患者觉得缺乏安全感，并会对自身产生不良心理暗示，这对患者的后期康复也是非常不利的。
目前，市场上也出现一些颅骨缺损保护装置，但多为通用型，存在以下几点问题：
1、通用型的颅骨保护帽是全头包围型，整体质量较重，对患者颈椎压迫比较明显；
2、每个患者的头型都不一样，据临床反映，通用型保护帽虽然有几款型号，但保护帽与患者头部贴合不好，导致保护帽戴上后非常容易掉，患者体验感差；
3、通用型保护帽外观统一，不能满足病人喜好或心理需求。
中国专利公开了一种3D打印重型颅脑外伤去除颅骨保护装置(申请号：201810414357.2)，包括帽体和钛合金网套，所述帽体的右侧壁上开设有缺口，且帽体的右侧外部通过销轴铰接有与缺口相匹配的弧形透明盖板，所述帽体的内顶壁底部固定安装有第一橡胶块、内部带有插孔的第二橡胶块和内部带有插孔的第三橡胶块，该专利的颅骨保护装置能够对患者的颅脑外伤起到保护的作用，尤其是能够防止较大的风吹进帽体的内部，从而避免重型颅脑外伤去除颅骨的患者的病情加重，但该专利的帽体从其附图来看，采用全头包围型，整体质量较重，且对患者的缺损部位的贴合度一般。
中国专利公开了一种通用型颅骨保护帽的设计方案与制备方法(申请号：201711343630.9)，该发明设计和制备了一个三层帽体，帽体中间层设有预制大小和形状的通用护板，帽体的大小和形状根据用户的实际需求分为X，M，L等型号，分别在UG软件中建立三维原型，依据三维原型导出数控NC代码，然后采用无模热渐进负成形快速制备钛合金护板。该护板通过点焊连接固定在帽体外层的金属骨架上，内外层填充相应透气棉和生物材料。该发明覆盖大部分人脑颅骨，起到代替颅骨缺损部位的颅骨作用，有效防止碰撞对颅骨的损害。但由于每个患者的头型都不一样，据临床反映，通用型保护帽虽然有几款型号，但保护帽与患者头部贴合不好，导致保护帽戴上后非常容易掉，患者体验感差。
因此，亟需一种个性化颅骨缺损保护装置，能够与患者的缺损部位良好贴合，起到保护支撑的作用，又能满足患者的个性化需求，提高患者的使用舒适度。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种个性化颅骨缺损保护装置，能够与患者的缺损部位良好贴合，起到保护支撑的作用，又能满足患者的个性化需求，提高患者的使用舒适度。
为了实现上述目的，本发明提供一种个性化颅骨缺损保护装置，包括：帽体、与患者受损部位匹配的3D打印保护支撑，所述3D打印保护支撑具有光滑的轮廓边缘，所述3D打印保护支撑能够覆盖患者的颅骨缺损部位，所述3D打印保护支撑的外侧包裹有连接罩，所述连接罩的背离患者受损部位侧与所述帽体内侧连接。
作为上述方案进一步的改进：所述连接罩的贴合患者受损部位侧设有容纳空腔，所述容纳空腔内设有填充软垫。
作为上述方案进一步的改进：所述填充软垫的材质为乳胶、硅胶、橡胶、柔性织物、棉花、丝绵中的一种或几种。
作为上述方案进一步的改进：所述连接罩的背离患者受损部位侧通过魔术贴或缝接或扣接的方式与帽体内侧连接，方便便捷。
作为上述方案进一步的改进：所述3D打印保护支撑的材质为PLA材质或树脂材质，便于通过个体化设计、3D打印工艺制备而成，无需开模，节约制造成本，同时能有效承受和分散冲击力，对患者颅骨缺损部位起到了实质性保护作用。
作为上述方案进一步的改进：所述3D打印保护支撑上设有若干通孔，所述若干通孔间隔均匀分布在保护支撑上，所述通孔的直径范围在2～4mm之间，孔间距为8～15mm之间，通孔的设置在保证透气性的同时，减低保护支撑的重量。
作为上述方案进一步的改进：所述3D打印保护支撑的厚度在2.4～2.8mm之间。
作为上述方案进一步的改进：所述帽体上设有可调节伸缩带，便于适用不同个体的头围差异。
作为上述方案进一步的改进：所述帽体外观为市场上通用的带帽檐或不带帽檐的帽子，可根据患者的年龄、性别、个人喜好、头围等因素选择合适的帽体外观。
本发明还提供一种个性化颅骨缺损保护装置的制备方法，包括如下步骤：
S1:获取患者头部三维数据，然后基于获取的三维数据对头部进行头部计算机三维重建，得到患者头部计算机三维图像；
S2:根据步骤S1得到的头部计算机三维图像进行缺损部位的修补重建，提取出缺损部位匹配的计算机重建模型，得到患者头部缺损部位计算机重建模型；
S3:从步骤S2中得到的缺损部位计算机重建模型中再提取出修复后的缺损部位对应的曲面，并依据所述曲面重建出保护支撑计算机三维模型；
S4:将所述步骤S3得到的头部缺损部位的保护支撑计算机三维模型利用3D打印机进行三维实物的3D打印，得到头部缺损部位的保护支撑实体；
S5:将步骤S4得到的保护支撑实体外侧包裹连接罩；
S6:根据患者年龄、性别、个人喜好、头围等因素选出适合患者的帽体外观；
S7:将包裹了连接罩的保护支撑实体与缺损对应部位的帽体内侧连接。
作为上述方案进一步的改进：所述步骤S1中头部三维数据的获得通过电子计算机断层扫描(CT)、核磁共振成像、X线成像、B超成像、电子成像中的一种或者几种获取患者头部三维数据，获得的三维数据包括患者头部健康侧的三维数据和缺损部位的三维数据；通过逆向工程软件对头部的三维数据进行头颅计算机三维重建，得到头部的计算机三维图像。
作为上述方案进一步的改进：所述步骤S1中头部三维数据的获得通过人工测量患者头围、头型，基于测量所得的患者头部三维数据，导入头部模型数据库中，匹配与患者适合的头部计算机三维图像。
作为上述方案进一步的改进：
对于患者的头部为凹型缺损时，所述步骤S2中患者头部缺损部位计算机重建步骤如下：
首先将患者头部的三维数据导入逆向工程软件，再基于头颅的对称性将患者头部健康侧的数据复制到受损部位，得到患者完整的头颅计算机三维图像；
然后将得到的完整的头颅计算机三维图像与患者缺损部位进行位置比对，从完整头颅计算机三维图像中提取出与患者缺损部位匹配的头部缺损部位计算机三维图像；
对于患者的头部为凸型缺损或者无明显的凸凹型缺损时，患者头部缺损部位计算机重建只需要基于患者的凸型缺损或当前头型的数据进行计算机模型重建。
作为上述方案进一步的改进：所述步骤S3中保护支撑计算机三维模型的步骤如下：基于提取出修复后的缺损部位对应的曲面，生成具有厚度的能够覆盖住缺损部位的三维实体，然后对所述三维实体进行打孔和边缘修缮，即得到保护支撑计算机三维模型。
作为上述方案进一步的改进：所述三维实体的边缘均宽于患者受损部位的1～1.5mm。
作为上述方案进一步的改进：所述逆向工程软件为mimics软件。
作为上述方案进一步的改进：所述步骤S4中保护支撑实体的材质为PLA材质或树脂材质，能有效承受和分散冲击力，对患者颅骨缺损部位起到了实质性保护作用。
作为上述方案进一步的改进：所述步骤S5中连接罩的材质为具有弹性的透气棉或生物材料中一种或几种。
作为上述方案进一步的改进：所述步骤S5中连接罩包括第一层、第二层和第三层，所述第一层和第二层形成保护支撑容纳空腔，所述第二层和第三层形成填充物容纳空腔。
作为上述方案进一步的改进：所述步骤S7中包裹了连接罩的保护支撑实体与缺损对应部位的帽体内侧通过魔术贴或缝接或扣接的方式与帽体内侧连接。
由于本发明采用了以上技术方案，使本申请具备的有益效果在于：
1、本发明的一种个性化颅骨缺损保护装置，通过设置个性化的与患者颅骨缺损部位匹配的3D打印保护支撑，使得颅骨缺损患者的缺损部位能够得到实质性保护；由于是贴合患者缺损部位的3D打印保护支撑，使得本个性化颅骨缺损保护装置相对于通用的保护帽来说适合患者的头围和头型，不易掉落。
2、本发明的一种个性化颅骨缺损保护装置，由于在连接罩的朝向患者缺损部位面设有容纳空腔，且其容纳空腔内设有填充软垫，因此填充软垫的厚度，材质等都可根据患者的损伤程度以及患者脑组织的形态改变而选择或更换，提高了患者的舒适性和良好的体验感。
3、本发明的一种个性化颅骨缺损保护装置，包括：帽体、与患者受损部位匹配的3D打印保护支撑，3D打印保护支撑的外侧包裹有连接罩，连接罩贴合患者受损部位侧设有容纳空腔，容纳空腔内设有填充软垫，结构简单，相对于通用型的颅骨保护帽是全头包围型，整体质量较重，对患者颈椎压迫较轻；且3D打印保护支撑材质为PLA材质或树脂材质，满足轻量化的设计的同时，能有效承受和分散冲击力，对患者颅骨缺损部位起到了实质性保护作用。
4、本发明的一种个性化颅骨缺损保护装置，帽体外观为市场上通用的带帽檐或不带帽檐的帽子，可根据患者的年龄、性别、个人喜好、头围等因素选择合适的帽体外观，满足了患者对帽体外观的需求，使得本个性化颅骨缺损保护装置在满足患者头部安全的条件下，能够提高整个保护帽的外观美感，满足患者的心理需求。
5、本发明的一种个性化颅骨缺损保护装置，所述帽体上设有可调节伸缩带，便于适用不同个体的头围差异，避免因个体差异引起帽体过松或过紧对患者造成不适。
6、本发明的一种个性化颅骨缺损保护装置的制备方法，首先依据患者头部的三维数据重建患者头部的三维计算机图像，再得到患者缺损部位的三维计算机图像，然后提取出缺损部位的三维计算机图像的曲面，并依据所述曲面重建出保护支撑计算机三维模型；然后再通过3D打印出保护支撑的实体，这样就能够得到与患者缺损部位匹配的保护支撑，有利于患者头部缺损的恢复以及提高患者的舒适感。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
图1为本发明的一种个性化颅骨缺损保护装置立体示意图1；
图2为本发明的一种个性化颅骨缺损保护装置立体剖视示意图；
图3为本发明的保护支撑的立体示意图：
附图标记如下：
1、帽体；2、3D打印保护支撑；3、容纳空腔；4、填充软垫；5、可调节伸缩带。
具体实施例
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示诸如第一、第二、上、下、左、右、前、后……仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
以下面结合附图以对本发明作进一步描述:
实施例1：
参照图1-图3，本发明提供一种个性化颅骨缺损保护装置，包括：帽体1、与患者受损部位匹配的3D打印保护支撑2，3D打印保护支撑2具有光滑的轮廓边缘，3D打印保护支撑2能够覆盖患者的颅骨缺损部位，3D打印保护支撑2的外侧包裹有连接罩，所述连接罩的背离患者受损部位侧与帽体1内侧连接，所述连接罩的贴合患者受损部位侧设有容纳空腔3，容纳空腔3内设有填充软垫4，帽体1上设有可调节伸缩带5，本个性化颅骨缺损保护装置结构简单，仅对患者缺损部位设置3D打印保护支撑2，相对于通用型的颅骨保护帽是全头包围型，整体质量较重，对患者颈椎压迫较轻；且个性化的与患者颅骨缺损部位匹配的3D打印保护支撑2，使得颅骨缺损患者的缺损部位能够得到实质性保护；由于是贴合患者缺损部位的3D打印保护支撑2，使得本个性化颅骨缺损保护装置相对于通用的保护帽来说适合患者的头围和头型，不易掉落；由于在连接罩的朝向患者缺损部位面设有容纳空腔3，且其容纳空腔3内设有填充软垫4，因此填充软垫4的厚度，材质等都可根据患者的损伤程度以及患者脑组织的形态改变而选择或更换，提高了患者的舒适性和良好的体验感。
作为优选的实施例，填充软垫4的材质为乳胶、硅胶、橡胶、柔性织物、棉花、丝绵中的一种或几种，具体根据患者的头颅缺损情况进行选择或者根据患者的脑组织变化情况进行调整，以满足患者在保护治疗的前提下，提高患者的佩戴舒适度。
作为优选的实施例，所述连接罩的背离患者受损部位侧通过魔术贴或缝接或扣接的方式与帽体1内侧连接，方便便捷，可拆卸式的连接方式，使得待患者痊愈后，帽体还能够作为通用帽子使用，节约资料。
作为优选的实施例，3D打印保护支撑2的材质为PLA材质或树脂材质，便于通过个体化设计、3D打印工艺制备而成，无需开模，节约制造成本，在保证其能有效承受和分散冲击力，对患者颅骨缺损部位起到了实质性保护作用的同时，还能实现本个性化颅骨缺损保护装置的轻量化设计。
作为优选的实施例，3D打印保护支撑2上设有若干通孔，所述若干通孔间隔均匀分布在保护支撑2上，所述通孔的直径范围在2～4mm之间，孔间距为8～15mm之间，通孔的设置在保证透气性的同时，减低保护支撑的重量。
作为优选的实施例，3D打印保护支撑2的厚度在2.4～2.8mm之间，3D打印保护支撑2的厚度根据患者缺损情况而定，具体的根据患者颅内压的情况等选择个性化的厚度，以适应不同患者的需求，提高患者的使用舒适度。
作为优选的实施例，帽体1上设有可调节伸缩带5，便于适用不同个体的头围差异，避免因个体差异引起帽体1过松或过紧对患者造成不适。
作为优选的实施例，帽体1外观为市场上通用的带帽檐或不带帽檐的帽子，可根据患者的年龄、性别、个人喜好、头围等因素选择合适的帽体外观，满足了患者对帽体1外观的需求，使得本个性化颅骨缺损保护装置在满足患者头部安全的条件下，能够提高整个个性化颅骨缺损保护装置的外观美感，满足患者的心理需求，同时当患者痊愈后，拆卸掉保护支撑，帽体能够作为通用的家常帽使用。
实施例2：
本发明还提供一种个性化颅骨缺损保护装置的制备方法，包括如下步骤：
S1:获取患者头部三维数据，然后基于获取的三维数据对头部进行头部计算机三维重建，得到患者头部计算机三维图像；
S2:根据步骤S1得到的头部计算机三维图像进行缺损部位的修补重建，提取出缺损部位匹配的计算机重建模型，得到患者头部缺损部位计算机重建模型；
S3:从步骤S2中得到的缺损部位计算机重建模型中再提取出修复后的缺损部位对应的曲面，并依据所述曲面重建出保护支撑2计算机三维模型；
S4:将所述步骤S3得到的头部缺损部位的保护支撑计算机三维模型利用3D打印机进行三维实物的3D打印，得到头部缺损部位的保护支撑2实体；
S5:将步骤S4得到的保护支撑实体外侧包裹连接罩；
S6:根据患者年龄、性别、个人喜好、头围等因素选出适合患者的帽体1外观；
S7:将包裹了连接罩的保护支撑2实体与缺损对应部位的帽体1内侧连接。
作为优选的实施例，对于方便通过电子扫描的方式获得患者头部三维数据的情况，所述步骤S1中头部三维数据的获得通过电子计算机断层扫描(CT)、核磁共振成像、X线成像、B超成像、电子成像中的一种或者几种获取患者头部三维数据，获得的三维数据包括患者头部健康侧的三维数据和缺损部位的三维数据；通过逆向工程软件对头部的三维数据进行头颅计算机三维重建，得到头部的计算机三维图像。
作为优选的实施例，对于不方便通过电子扫描的方式获得患者头部三维数据的情况，所述步骤S1中头部三维数据的获得通过人工测量患者头围、头型，基于测量所得的患者头部三维数据，导入头部模型数据库中，匹配与患者适合的头部计算机三维图像。
作为优选的实施例，对于患者的头部为凹型缺损时，所述步骤S2中患者头部缺损部位计算机重建步骤如下：
首先将患者头部的三维数据导入逆向工程软件，再基于头颅的对称性将患者头部健康侧的数据复制到受损部位，得到患者完整的头颅计算机三维图像，具体的利用逆向工程软件的镜像功能，得到患者完整的头颅计算机三维图像；
然后将得到的完整的头颅计算机三维图像与患者缺损部位进行位置比对，从完整头颅计算机三维图像中提取出与患者缺损部位匹配的头部缺损部位计算机三维图像，具体的，通过患者缺损部位投影到完整的头颅计算机三维图像上，然后切割出与患者缺损部位轮廓一致的头部缺损部位计算机三维图像；
对于患者的头部为凸型缺损或者无明显的凸凹型缺损时，患者头部缺损部位计算机重建只需要基于患者的凸型缺损或当前头型的数据进行计算机模型重建。
作为优选的实施例，所述步骤S3中保护支撑计算机三维模型的步骤如下：基于提取出修复后的缺损部位对应的曲面，生成具有厚度的能够覆盖住缺损部位的三维实体，然后对所述三维实体进行打孔和边缘修缮，即得到保护支撑计算机三维模型。
作为优选的实施例，所述三维实体的边缘均宽于患者受损部位的1～1.5mm，具体根据患者缺损部位而定，如遇到眼眶或者鼻梁或口腔的情况需要避开。
作为优选的实施例，所述逆向工程软件为mimics软件。
作为优选的实施例，所述步骤S4中保护支撑实体的材质为PLA材质或树脂材质，能有效承受和分散冲击力，对患者颅骨缺损部位起到了实质性保护作用。
作为优选的实施例，所述步骤S5中连接罩的材质为具有弹性的透气棉或生物材料中一种或几种，弹性透气性材质的选择，利用其自身的弹性能够牢固的包裹保护支撑的，同时还能提高保护支撑的透气性和舒适性，在本实施例中，选择弹性莫代尔材质。
作为优选的实施例，所述步骤S5中连接罩包括第一层、第二层和第三层，所述第一层和第二层形成保护支撑容纳空腔，所述第二层和第三层形成填充物容纳空腔。保护支撑容纳空腔具有可开合的封口，用户使用时，该封口处于闭合状态，以防止保护支撑在使用过程中移动；填充物容纳空腔设有信封式开口，便于填充或更换填充软垫。
作为优选的实施例，所述步骤S7中包裹了连接罩的保护支撑实体与缺损对应部位的帽体内侧通过魔术贴或缝接或扣接的方式与帽体内侧连接。
本发明的一种个性化颅骨缺损保护装置的制备方法，首先依据患者头部的三维数据重建患者头部的三维计算机图像，再得到患者缺损部位的三维计算机图像，然后提取出缺损部位的三维计算机图像的曲面，并依据所述曲面重建出保护支撑计算机三维模型；然后再通过3D打印出保护支撑的实体，这样就能够得到与患者缺损部位匹配的3D打印保护支撑，相对于通用型的保护支撑，本发明的3D打印保护支撑更加贴合患者的缺损部位，且整个建模过程基于计算机的精确建模和3D数据精确打印，使得3D打印保护支撑的精度较高，与患者的缺损部位贴合度也较高，有利于患者头部缺损的恢复以及提高患者的舒适感。
以上是本发明的详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法以及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种个性化颅骨缺损保护装置，其特征在于，包括：帽体、与患者受损部位匹配的3D打印保护支撑，所述3D打印保护支撑具有光滑的轮廓边缘，且能够覆盖患者的颅骨缺损部位，所述3D打印保护支撑的外侧包裹有连接罩，所述连接罩的背离患者受损部位侧与所述帽体内侧连接，所述连接罩的贴合患者受损部位侧设有容纳空腔，所述容纳空腔内设有填充软垫。
2.根据权利要求1所述的一种个性化颅骨缺损保护装置，其特征在于，所述填充软垫的材质为乳胶、硅胶、橡胶、柔性织物、棉花、丝绵中的一种或几种。
3.根据权利要求1或2所述的一种个性化颅骨缺损保护装置，其特征在于，所述连接罩的背离患者受损部位侧通过魔术贴或缝接或扣接的方式与帽体内侧连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种个性化颅骨缺损保护装置，其特征在于，所述3D打印保护支撑的材质为PLA材质或树脂材质。
5.根据权利要求1或2所述的一种个性化颅骨缺损保护装置，其特征在于，所述帽体上设有可调节伸缩带，用于适用不同个体的头围差异。
6.一种如权利要求1-5任意一项所述的个性化颅骨缺损保护装置的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1:成像***获取患者头部三维数据，然后逆向工程软件基于获取的三维数据对头部进行头部计算机三维重建，得到患者头部计算机三维图像；
S2:逆向工程软件基于步骤S1得到的头部计算机三维图像进行缺损部位的修补重建，提取出缺损部位匹配的计算机重建模型，得到患者头部缺损部位计算机重建模型；
S3:逆向工程软件从步骤S2中得到的缺损部位计算机重建模型中再提取出修复后的缺损部位对应的曲面，并依据所述曲面重建出保护支撑计算机三维模型；
S4:将所述步骤S3得到的头部缺损部位的保护支撑计算机三维模型利用3D打印机进行三维实物的3D打印，得到头部缺损部位的保护支撑实体；
S5:将步骤S4得到的保护支撑实体外侧包裹连接罩；
S6:根据患者年龄、性别、个人喜好、头围等因素选出适合患者的帽体外观；
S7:将包裹了连接罩的保护支撑实体与缺损对应部位的帽体内侧连接。
7.根据权利要求6所述的一种个性化颅骨缺损保护装置的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的成像***为电子计算机断层扫描(CT)、核磁共振成像、X线成像、B超成像、电子成像中的一种或者几种，成像***获得的三维数据包括患者头部健康侧的三维数据和缺损部位的三维数据。
8.根据权利要求6或7所述的一种个性化颅骨缺损保护装置的制备方法，其特征在于，
对于患者的头部为凹型缺损时，所述步骤S2中患者头部缺损部位计算机重建步骤如下：
首先将患者头部的三维数据导入逆向工程软件，再基于头颅的对称性将患者头部健康侧的数据复制到受损部位，得到患者完整的头颅计算机三维图像；
然后将得到的完整的头颅计算机三维图像与患者缺损部位进行位置比对，从完整头颅计算机三维图像中提取出与患者缺损部位匹配的头部缺损部位计算机三维图像；
对于患者的头部为凸型缺损或者无明显的凸凹型缺损时，患者头部缺损部位计算机重建只需要基于患者的凸型缺损或当前头型的数据进行计算机模型重建。
9.根据权利要求8所述的一种个性化颅骨缺损保护装置的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中保护支撑计算机三维模型的步骤如下：
基于提取出修复后的缺损部位对应的曲面，生成具有厚度的能够覆盖住缺损部位的三维实体，然后对所述三维实体进行打孔和边缘修缮，即得到保护支撑计算机三维模型。
10.根据权利要求9所述的一种个性化颅骨缺损保护装置的制备方法，其特征在于，所述三维实体的边缘宽于患者受损部位的1～1.5mm。
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| CN202010434636.2A CN111544178A (zh) | 2020-05-21 | 2020-05-21 | 一种个性化颅骨缺损保护装置及制备方法 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112686202A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-04-20 | 武汉大学 | 一种基于3d重建的人头识别方法及*** |
| CN113827375A (zh) * | 2021-11-01 | 2021-12-24 | 福州大学 | 颅骨缺损脑保护方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2422844Y (zh) * | 2000-05-27 | 2001-03-14 | 于耀宇 | 医用颅骨缺损安全帽 |
| CN101953726A (zh) * | 2010-09-20 | 2011-01-26 | 李长安 | 一种个性化颅骨修复体及其制备方法 |
| US20120330427A1 (en) * | 2008-01-04 | 2012-12-27 | Yaremchuk Michael J | Craniofacial Implant Registration Features and Methods |
| CN205626126U (zh) * | 2016-01-28 | 2016-10-12 | 湖南博科生物技术有限公司 | 一种用于颅骨缺损后的脑保护帽 |
| CN108294847A (zh) * | 2018-01-23 | 2018-07-20 | 广州迈普再生医学科技有限公司 | 一种颅骨缺损修补假体的制作方法 |
| CN110478099A (zh) * | 2019-09-16 | 2019-11-22 | 江苏锐辰光电技术有限公司 | 保护头套及其制作方法 |
| CN209966676U (zh) * | 2019-01-28 | 2020-01-21 | 宁夏医科大学总医院 | 一种颅骨缺损保护帽 |
-
2020
- 2020-05-21 CN CN202010434636.2A patent/CN111544178A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2422844Y (zh) * | 2000-05-27 | 2001-03-14 | 于耀宇 | 医用颅骨缺损安全帽 |
| US20120330427A1 (en) * | 2008-01-04 | 2012-12-27 | Yaremchuk Michael J | Craniofacial Implant Registration Features and Methods |
| CN101953726A (zh) * | 2010-09-20 | 2011-01-26 | 李长安 | 一种个性化颅骨修复体及其制备方法 |
| CN205626126U (zh) * | 2016-01-28 | 2016-10-12 | 湖南博科生物技术有限公司 | 一种用于颅骨缺损后的脑保护帽 |
| CN108294847A (zh) * | 2018-01-23 | 2018-07-20 | 广州迈普再生医学科技有限公司 | 一种颅骨缺损修补假体的制作方法 |
| CN209966676U (zh) * | 2019-01-28 | 2020-01-21 | 宁夏医科大学总医院 | 一种颅骨缺损保护帽 |
| CN110478099A (zh) * | 2019-09-16 | 2019-11-22 | 江苏锐辰光电技术有限公司 | 保护头套及其制作方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112686202A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-04-20 | 武汉大学 | 一种基于3d重建的人头识别方法及*** |
| CN113827375A (zh) * | 2021-11-01 | 2021-12-24 | 福州大学 | 颅骨缺损脑保护方法 |
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