本公開涉及矯形器，特別是用于重塑包括但不限于嬰兒和兒童(例如，年齡大約3至18個(gè)月)的年輕人類的頭部形狀的顱骨重塑矯形器設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、嬰兒早期的人類頭骨是由被稱為顱縫的韌帶互連的骨板形成的。隨著嬰兒的成熟，這些板塊將融合以形成最終的永久頭骨形狀。然而，在形成永久頭骨形狀之前，頭骨可以是柔韌的或以其他方式足夠柔軟以通過外部壓力而變形。例如，如果兒童的頭部長(zhǎng)時(shí)間段處于一個(gè)靠著堅(jiān)固表面的位置，那么兒童可能在其頭骨上形成一個(gè)或多個(gè)平坦區(qū)域或分區(qū)。

2、在某些方面，該過程被理解為嬰兒平頭綜合征。理解的是，嬰兒平頭綜合征可以以多種方式存在，包括但不限于形變斜頭畸形、短頭畸形和舟狀頭畸形(也稱為長(zhǎng)頭癥)中的一種或其組合。在一些實(shí)例中，嬰兒可以被安裝有頭骨塑形頭盔，以便促進(jìn)頭骨塑形回到典型的或以其他方式可接受的頭部形狀。通常這些頭盔包括具有泡沫內(nèi)襯的剛性外殼，該泡沫內(nèi)襯充當(dāng)模具以促進(jìn)嬰兒的頭骨生長(zhǎng)成特定形狀。

3、盡管先前的頭盔已經(jīng)有些成功，但是先前的方法具有某些缺點(diǎn)。例如，制造先前的頭盔是勞動(dòng)密集型的并且誤用相應(yīng)的頭盔材料。先前的方法也需要大量的頭盔改造以促進(jìn)逐步的頭骨改造，這繼而也不必要地增加了成本和頭盔功效。

4、本公開的解決方案解決了將清楚的這些和其他缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、在一些方面，公開了一種顱骨變形矯形器設(shè)備。該設(shè)備可以包括剛性外殼，該剛性外殼包括可拆卸地連接到后部的前部，該前部被成形和配置成穿戴在嬰兒頭骨的前部上，并且該后部被成形和配置成穿戴在嬰兒頭骨的尾部上。前部和后部中的每一個(gè)可以包括內(nèi)表面，該內(nèi)表面具有至少一個(gè)帶襯里區(qū)和至少一個(gè)無襯里區(qū)，該至少一個(gè)帶襯里區(qū)包括選擇性定位的填充墊以防止在其下對(duì)齊的頭骨的區(qū)域中的頭骨生長(zhǎng)，并且該至少一個(gè)無襯里區(qū)被配置成允許在其下對(duì)齊的頭骨的區(qū)域中的頭骨生長(zhǎng)，該至少一個(gè)無襯里區(qū)具有通過內(nèi)表面延伸到外表面的多個(gè)通風(fēng)孔。在該方面，該至少一個(gè)無襯里區(qū)可以被配置成允許在期望顱骨生長(zhǎng)的區(qū)域上有空間。

2、在一些方面，前部和后部中的每一個(gè)包含在內(nèi)表面和外表面之間的中空空隙。

3、在一些方面，基于嬰兒頭骨的精確三維掃描的數(shù)據(jù)來指派至少一個(gè)帶襯里區(qū)的每個(gè)尺寸和形狀，其中選擇性定位的填充墊被配置成當(dāng)設(shè)備被佩戴時(shí)防止在對(duì)應(yīng)頭骨區(qū)域中的頭骨的進(jìn)一步生長(zhǎng)。

4、在一些方面，基于嬰兒頭骨的精確三維掃描的數(shù)據(jù)來指派至少一個(gè)不對(duì)稱無襯里區(qū)的每個(gè)尺寸和形狀。

5、在一些方面，至少一個(gè)不對(duì)稱無襯里區(qū)的通風(fēng)孔選擇性地布置成終止于共同內(nèi)圓的一系列相交和/或間隔開的螺旋形曲線或圖案。通風(fēng)孔的直徑可以從靠近或鄰近前部和/或后部的外邊緣的最大直徑逐漸變化到更接近于共同內(nèi)圓的最小直徑。在一些方面，通風(fēng)孔定位在前部和后部的整個(gè)外表面上，朝向外邊緣延伸并且終止于貫穿矯形器的整個(gè)周邊的實(shí)心部分。通風(fēng)孔定位在前殼和后殼的內(nèi)表面上的無襯里區(qū)處，終止于帶襯里區(qū)和/或貫穿設(shè)備的整個(gè)周邊的實(shí)心部分。通風(fēng)孔有利地允許兒童或嬰兒的頭部被冷卻和通風(fēng)，以允許兒童或嬰兒的頭部的適當(dāng)生長(zhǎng)。

6、在一些方面，在連接狀態(tài)下，在前部和后部的相鄰的上波狀外形邊緣之間形成環(huán)形開口。

7、在一些方面，在連接狀態(tài)下，在前部和后部的相鄰的橫向側(cè)邊緣之間形成狹縫。

8、在一些方面，前部和后部中的每一個(gè)包括在上波狀外形邊緣和下波狀外形邊緣之間延伸的一對(duì)橫向邊緣，以及一體地定位在每個(gè)橫向邊緣上的至少一個(gè)連接器，前部的每個(gè)連接器被配置成與后部的對(duì)應(yīng)連接器牢固地連接。

9、在一些方面，前部的每個(gè)橫向邊緣的至少一個(gè)連接器是從相應(yīng)橫向邊緣正交地突出的舌狀物。

10、在一些方面，后部的每個(gè)橫向邊緣的至少一個(gè)連接器是形成在相應(yīng)橫向邊緣中的接收槽并且被配置成防止剪切并牢固地接收前部的對(duì)應(yīng)舌狀物。

11、在一些方面，固定機(jī)構(gòu)被配置成在前部和后部連接時(shí)的連接狀態(tài)與前部和后部斷開時(shí)的斷開狀態(tài)之間移動(dòng)。該固定機(jī)構(gòu)可以包括周邊脊和卡扣，該周邊脊從前部和后部的外表面突出并圍繞內(nèi)部部分，該卡扣被配置成在連接狀態(tài)下牢固地接合內(nèi)部部分的閂鎖并在斷開狀態(tài)下從該閂鎖樞轉(zhuǎn)離開。

12、在一些方面，公開了一種用于生產(chǎn)用于嬰兒頭骨的定制的顱骨變形矯形器設(shè)備的方法。該方法可以包括：由三維掃描儀基于嬰兒頭骨的三維掃描生成嬰兒頭骨的三維模型；由計(jì)算設(shè)備分析該三維模型，以確定需要由顱骨變形矯形器設(shè)備進(jìn)行改造的頭骨的一個(gè)或多個(gè)顯著區(qū)域；由計(jì)算設(shè)備基于所確定的一個(gè)或多個(gè)顯著區(qū)域生成嬰兒頭骨的校正后的對(duì)稱形狀模型；以及由增材制造器基于由計(jì)算設(shè)備發(fā)送的校正后的對(duì)稱形狀模型的信息生成定制的顱骨變形矯形器設(shè)備的外殼的前部和后部，前部和后部中的每一個(gè)包括內(nèi)表面，該內(nèi)表面包括至少一個(gè)帶襯里區(qū)和至少一個(gè)無襯里區(qū)，該至少一個(gè)無襯里區(qū)被配置成允許在其下對(duì)齊的頭骨的區(qū)域中的頭骨生長(zhǎng)，至少一個(gè)無襯里區(qū)包括通過內(nèi)表面延伸到外表面的多個(gè)通風(fēng)孔。這多個(gè)通風(fēng)孔是開放的，以允許空氣容易地到達(dá)頭骨而沒有任何阻礙。

13、在一些方面，該方法可以包括沿后部和/或前部的至少一個(gè)帶襯里區(qū)進(jìn)行選擇性定位的填充墊，以便在定制的顱骨變形矯形器設(shè)備被佩戴時(shí)防止在嬰兒頭骨的一個(gè)或多個(gè)顯著區(qū)域中的頭骨生長(zhǎng)。

14、在一些方面，由計(jì)算設(shè)備分析三維模型以確定需要由顱骨變形矯形器設(shè)備進(jìn)行改造的頭部的一個(gè)或多個(gè)顯著區(qū)域的步驟包括將機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)應(yīng)用于該三維模型以識(shí)別一個(gè)或多個(gè)顯著區(qū)域并確定與校正后的對(duì)稱形狀模型有關(guān)的變形處置方案，該機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)是通過處理患者數(shù)據(jù)和多個(gè)歷史訓(xùn)練嬰兒頭部模型而生成的。

15、在一些方面，由計(jì)算設(shè)備并基于所確定的一個(gè)或多個(gè)顯著區(qū)域生成嬰兒頭骨的校正后的對(duì)稱形狀模型的步驟包括將一個(gè)或多個(gè)填充區(qū)覆蓋在前部和后部的至少一個(gè)無襯里區(qū)中以重塑嬰兒頭骨。在這方面，該方法可以包括：通過計(jì)算設(shè)備和三維模型檢測(cè)嬰兒的顱骨形狀狀況，顱骨形狀狀況包括對(duì)稱或不對(duì)稱短頭畸形、斜頭畸形以及對(duì)稱或不對(duì)稱舟狀頭畸形中的至少一個(gè)；以及由計(jì)算設(shè)備基于所檢測(cè)到的顱骨形狀狀況確定填充布置，以將嬰兒頭骨重塑成與校正后的對(duì)稱形狀模型相關(guān)聯(lián)的形狀。

16、在一些方面，該方法可以包括：外殼的前部和后部是單個(gè)整體單元。

17、在一些方面，本公開的增材制造器可以是粉末床熔合、粘結(jié)劑噴射、材料噴射、材料擠出、vat光聚合、基于激光的立體光刻(sla)系統(tǒng)、連續(xù)液體界面生產(chǎn)(clip)系統(tǒng)、熔絲制造(fff)系統(tǒng)、選擇性激光燒結(jié)(sls)系統(tǒng)或選擇性熱燒結(jié)(shs)系統(tǒng)中的至少一個(gè)。

18、在一些方面，該方法可以包括將至少一個(gè)無襯里區(qū)的通風(fēng)孔選擇性地布置成終止于共同內(nèi)圓的一系列相交和/或間隔開的螺旋形曲線或圖案，并且其中通風(fēng)孔的直徑從靠近或鄰近前部和/或后部的外邊緣的最大直徑逐漸變化到更接近于共同內(nèi)圓的最小直徑。

19、在一些方面，用于制造定制的顱骨變形矯形器設(shè)備的系統(tǒng)包括存儲(chǔ)指令的至少一個(gè)存儲(chǔ)器和配置成執(zhí)行這些指令以執(zhí)行操作的至少一個(gè)處理器，這些操作可以包括：基于嬰兒頭骨的三維掃描生成嬰兒頭骨的三維模型；分析該三維模型，以確定需要由顱骨變形矯形器設(shè)備進(jìn)行改造的頭骨的一個(gè)或多個(gè)顯著區(qū)域；基于所確定的一個(gè)或多個(gè)顯著區(qū)域生成嬰兒頭骨的校正后的對(duì)稱形狀模型；使增材制造器基于校正后的對(duì)稱形狀模型的信息生成定制的顱骨變形矯形器設(shè)備的外殼的前部和后部，前部和后部中的每一個(gè)包括至少一個(gè)帶襯里區(qū)和至少一個(gè)無襯里區(qū)的內(nèi)表面，至少一個(gè)無襯里區(qū)包括通過內(nèi)表面延伸到外表面的多個(gè)通風(fēng)孔。

20、為了實(shí)現(xiàn)前述和相關(guān)的目的，本文結(jié)合以下描述和附圖描述了某些說明性方面。然而，這些方面指示其中可以采用所要求保護(hù)的主題的原理的各種方式中的少數(shù)幾個(gè)，并且所要求保護(hù)的主題旨在包括所有這些方面及其等同物。其他優(yōu)點(diǎn)和新穎特征在結(jié)合附圖考慮時(shí)可從以下詳細(xì)描述中變得清楚。