專利名稱：一種鈦合金顱骨修復體制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種鈦合金顱骨修復體制備方法，主要應(yīng)用于腦神經(jīng)外科顱骨修復、醫(yī)學整形、整容等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
顱骨修復是腦神經(jīng)外科、醫(yī)學整形整容等常見的外科手術(shù)，所采用的材料主要有硅橡膠、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、好顱比和鈦合金網(wǎng)板。其中鈦合金網(wǎng)板以其良好的生物相容性、無毒性和高強度而獲得廣泛的臨床應(yīng)用。但鈦金屬板目前的制備工藝要么塑形困難、要么制作費用高周期長，嚴重限制了其普及應(yīng)用。目前主要有以下三種制備工藝(1)手工塑形這是國內(nèi)普遍采用的塑形手段，醫(yī)生根據(jù)患者缺損部位的外觀形狀和自身經(jīng)驗，手工預制出修復體的大致形狀，手術(shù)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(shù)。
(2)模具壓制這是國外采用的塑形手段，首先利用數(shù)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，最后裁減消毒完成手術(shù)。
(3)鑄造成形首先利用快速原型技術(shù)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(shù)。
以上三種工藝存在如下一些問題，限制了鈦金屬的應(yīng)用或影響了手術(shù)的質(zhì)量(1)手工塑形勞動強度大，精度差，預先塑形由于得不到顱骨的真實形狀，存在塑形盲區(qū)；另外為便于塑形，常常采用低強度鈦金屬板作為修復體，這給患者術(shù)后的安全埋下了隱患；(2)模具壓制在一定程度上具有一定的先進性，減輕了醫(yī)生的勞動強度。但其制作周期長、費用高(國外一般100000RMB一例)，況且模具固定后，無法解決修復體壓制后產(chǎn)生的回彈問題，從而對修復體的配合精度產(chǎn)生影響。
(3)鑄造法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產(chǎn)生氧化，且修復體厚度不能太薄，否則不能鑄造。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出了一套用于鈦合金修復體制備的新的技術(shù)方案首先基于患者CT圖像設(shè)計、裝配修復體，確保修復體邊緣與缺損部位邊緣重疊區(qū)貼合良好；然后基于修復體三維數(shù)學模型，采用多點成形技術(shù)快速壓制修復體，同時可利用多點技術(shù)的柔性特點反復壓制修復體解決修復體的回彈問題。
本發(fā)明的技術(shù)思路為(1)用螺旋CT機實現(xiàn)患者頭部數(shù)據(jù)采集，存儲到移動硬盤或刻錄到光盤等存儲介質(zhì)，文件格式為dicom；(2)將CT圖像讀入計算機圖像處理軟件系統(tǒng)，分割顱骨數(shù)據(jù)，重建顱骨三維原型；(3)基于顱骨三維原型設(shè)計修復體曲面；(4)將修復體曲面讀入多點成形系統(tǒng)，壓制鈦合金網(wǎng)板；(5)利用快速原型系統(tǒng)制作修復體薄片模型；(6)貼合對比修復體模型和壓制后的鈦網(wǎng)板，裁減鈦網(wǎng)板形成最終鈦網(wǎng)板修復體。
本發(fā)明技術(shù)方案參見圖1、圖2、圖3。這種基于圖象處理、逆向工程、多點成形和快速原型技術(shù)的鈦合金修復體制造方法，是由螺旋CT機采集患者頭部斷層圖像，再將斷層圖像輸入計算機進行數(shù)據(jù)處理，本發(fā)明的特征在于存放有通用圖象處理軟件的計算機將斷層圖像進行數(shù)據(jù)分割后，重建頭部三維原型，依據(jù)三維原型設(shè)計缺損部位的修復體，然后將設(shè)計好的修復體曲面分別導入多點成形系統(tǒng)和快速原型系統(tǒng)壓制鈦網(wǎng)板和制作修復體薄片模型，最后經(jīng)貼合對比裁減鈦網(wǎng)板形成最終修復體；本發(fā)明的具體方法步驟為(1)采用計算機斷層圖像掃描機-CT或磁共振成像機-MRI采集患者頭部斷層圖像，根據(jù)患者顱骨缺損的位置設(shè)定掃描層的間距，掃描間距設(shè)定為2-3mm；
(2)將采集到的CT圖像以醫(yī)學數(shù)字成像標準(dicom)文件格式、存儲到移動硬盤或可刻錄光盤存儲介質(zhì)上；(3)存放有通用的醫(yī)學圖象控制系統(tǒng)軟件(Mimics)的計算機從存儲介質(zhì)讀入CT圖像，分割提取顱骨圖像；在Mimics軟件的分割步驟，設(shè)定顱骨象素點的最小灰度級為1250，最大灰度級為l，其中l(wèi)為CT圖像中顱骨的最大灰度級，通常取l＝4095，分割出的顱骨象素S為S＝{P|1250＜VP＜l}其中S為顱骨象素點集，P為象素點，VP為p象素點灰度級，l為圖像最大灰度級；(4)重建顱骨三維原型，根據(jù)通用的醫(yī)學圖象控制系統(tǒng)軟件(Mimics)的三維區(qū)域增長步驟，首先選取分割后顱骨圖像的任一象素點，則與此象素點連接的三維區(qū)域均被臨時記錄下來，然后按計算機存儲時的通常方式，指定輸出文件的路徑、文件名以及存儲格式，存放有Mimics軟件的計算機自動完成顱骨原型的三維模型重建，文件輸出格式為STL；(5)依據(jù)重建的顱骨三維原型設(shè)計缺損部位的修復體，具體方法為a裝有通用曲面造型軟件(Surfacer)的計算機，讀入顱骨的三維原型數(shù)據(jù)；b調(diào)整顱骨原型的位置；c按軟件的三維曲線生成步驟，確定缺損部位的最終修復體的邊界曲線；d利用通用曲面造型軟件(Surfacer)中的處理技術(shù)，即軟件框選提取點步驟，軟件取截面點云步驟，軟件生成曲線步驟，軟件生成曲面步驟，虛擬裝配修復體曲面和顱骨原型后，再按軟件中裁減步驟，裁減曲面得到最終修復體曲面，修復體曲面設(shè)計后存儲為iges文件格式，同時按軟件中曲面偏置步驟，偏置修復體曲面2mm，形成殼體，存儲為STL文件格式；(6)一方面將修復體曲面iges文件輸入到多點成形系統(tǒng)設(shè)備中，加壓制作鈦網(wǎng)板顱骨修復體。多點成形是金屬板材三維曲面成形的新技術(shù)，其原理是將傳統(tǒng)的整體模具離散成一系列規(guī)則排列、高度可調(diào)的基本體(或稱沖頭)。在傳統(tǒng)模具成型中，板材由模具曲面來成型，而多點成形中則由基本體群沖頭構(gòu)成要求的包絡(luò)面(或成形曲面)來完成。壓制具體步驟為a讀入修復體曲面到多點成形系統(tǒng)中；b調(diào)整修復體在控制軟件坐標系中的位置，使之沿z軸方向尺寸最小，即使成形深度最??；c根據(jù)曲面的形狀自動調(diào)整各個沖頭的行程，形成成形包絡(luò)面；d加入鈦網(wǎng)板，加壓保壓成形。
另一方面將修復體殼體STL文件輸入到快速原型系統(tǒng)，制成修復體殼體模型。修復體是從方形毛坯板壓制而成，要獲得手術(shù)使用的修復體必須進行裁減。由于修復體曲面沒有明顯的便于確認的邊界特征，裁減所利用的邊界又是一條空間曲線，所以很難直接裁減出所需要的形狀。本發(fā)明采用實物對比法圓滿的解決了這個問題，具體過程如下a讀入修復體殼體文件(STL文件)到快速原型系統(tǒng)，快速成形是基于材料堆積思想新的三維零件成形工藝，其基本原理是首先將三維模型離散成一定厚度的二維輪廓，然后逐層疊加制造形成三維零件；b對殼體模型進行分層，分層厚度為0.15mm，存儲為cli文件格式；c利用分層文件驅(qū)動快速原型控制系統(tǒng)，逐層疊加制造，形成修復體殼體模型；(7)將制作好的修復體殼體模型與壓制好的鈦網(wǎng)板貼合比較，直至二者完全貼合(參見附圖8)，沿修復體模型的邊界裁減鈦網(wǎng)板，形成最終鈦網(wǎng)板修復體(參見附圖9)。
本發(fā)明依據(jù)顱骨的三維原型設(shè)計修復體，關(guān)鍵是修復體邊緣與顱骨缺損部位邊緣貼合良好。修復體邊緣要將缺損部位周圍覆蓋1-1.5厘米用于鈦釘固定。貼合良好能夠保證修復體與顱骨的接觸面積，增加手術(shù)的成功率和患者術(shù)后的舒適度。根據(jù)患者顱骨的缺損情況，確定兩種不同的設(shè)計方法方法一若當患者顱骨為一側(cè)缺損，另一側(cè)完好，可采用鏡像法，利用另一側(cè)健康數(shù)據(jù)設(shè)計修復體，其步驟為
a裝有通用曲面造型軟件(Surfacer)的計算機讀入顱骨三維原型；b調(diào)整三維原型的位置，使原型的對稱面與YZ坐標平面重合，參見附圖4。具體方法是首先在顱骨對稱面位置選取三點生成平面1，然后在YZ坐標平面生成平面2，將三維原型與平面1組合為一體，按軟件系統(tǒng)中的對齊步驟，移動組合體使平面1與平面2重合，完成位置調(diào)整。調(diào)整后的三維原型便于后續(xù)的數(shù)據(jù)提取以及評估修復體曲面的外觀；c沿YZ坐標面鏡像復制顱骨原型；d按軟件的三維曲線生成步驟，依次用鼠標點取顱骨缺損部位邊緣的點，生成一條空間閉合曲線，參見附圖6內(nèi)部閉合曲線。再按軟件的偏置步驟，將生成的閉合曲線向外偏置10mm，作為修復體的裁減邊界，參見附圖6外圈閉合曲線；e按軟件框選提取點步驟，將缺損部位正對操作者，沿裁減邊界勾畫矩形邊框，將邊框以外的點數(shù)據(jù)裁剪掉，參見附圖6；f按軟件取截面點云步驟，將e步提取的點數(shù)據(jù)沿與顱面垂直方向作一組平行截面，截面間距D＝3mm，并提取截面點，提取的截面點參見附圖6；g按軟件生成曲線步驟，用通用圖形學技術(shù)中的3次基本樣條曲線插值截面點，生成一組截面曲線，再按軟件重新參數(shù)化步驟，對生成的曲線組重新參數(shù)化，保證所有曲線具有相同的控制點和方向；h按軟件生成曲面步驟，利用通用圖形學技術(shù)中的蒙皮曲面插值截面曲線，所得曲面即為修復體曲面；i虛擬裝配修復體曲面和顱骨原型，觀察二者的貼合與外觀是否達到設(shè)計要求，同時可對曲面的控制頂點作相應(yīng)調(diào)整，直至達到滿意形狀，參見附圖5；j按軟件中裁減步驟，利用d步生成的邊界曲線，將邊界以外的曲面裁減掉，裁減曲面即為最終修復體曲面；方法二若缺損部位面積較小，或無鏡像數(shù)據(jù)可供參考，則采用趨勢過渡的方法設(shè)計修復體，步驟為a裝有通用曲面造型軟件(Surfacer)的計算機讀入顱骨三維原型；b調(diào)整三維原型的位置，使模型的對稱面與YZ坐標平面重合，參見附圖4。具體方法是首先在顱骨對稱面位置選取三點生成平面1，然后在YZ坐標平面生成平面2，將三維原型與平面1組合為一體，按軟件系統(tǒng)中的對齊步驟，移動組合體使平面1與平面2重合，完成位置調(diào)整；c按軟件的三維曲線生成步驟，依次用鼠標點取顱骨缺損部位邊緣的點，生成一條空間閉合曲線，參見附圖7內(nèi)部閉合曲線。再按軟件的偏置步驟，將生成的閉合曲線向外偏置10mm，作為修復體的裁減邊界，參見附圖7外圈閉合曲線；d按軟件框選提取點步驟，將缺損部位正對操作者，用鼠標沿裁減邊界勾畫矩形邊框，將邊框以外的點數(shù)據(jù)裁剪掉，參見附圖7，為保證易于生成修復體過渡曲面，取盡量多的點云信息供參考，矩形域的范圍取四周大于裁減邊界20mm左右，參見附圖7；其余步驟同方法一的f-j步驟。
本發(fā)明集成運用計算機圖像處理、逆向工程、多點成形和快速原型等先進制造技術(shù)來共同完成鈦合金修復體的制作，保證了每一環(huán)節(jié)的精度與效率。由于本發(fā)明修復體的設(shè)計與制造參數(shù)的調(diào)節(jié)、優(yōu)化均在計算機中完成，柔性強，成本低，速度快，最終修復體質(zhì)量高，解決了鈦合金修復體的快速塑形問題；并且保證了貼合精度，沒有造型盲區(qū)，實現(xiàn)了顱骨修復體的個性化。


圖1是鈦合金修復體制造系統(tǒng)框圖1螺旋CT機，2存儲介質(zhì)，3計算機，4圖象處理，5修復體設(shè)計，6多點成形系統(tǒng)，7快速原型系統(tǒng)，8貼合對比裁減，9最終修復體；圖2是本發(fā)明方法主流程圖；圖3是本發(fā)明方法中修復體設(shè)計流程圖；
圖4是調(diào)整顱骨原型位置的影像圖，A為顱骨原型點云數(shù)據(jù)，P1為顱骨對稱平面，B為確定P1的顱骨原型上的三點，P2為YZ坐標平面；圖5是修復體曲面的控制頂點圖；圖6是采用鏡像法設(shè)計修復體時提取的局部點云，外部曲線為裁減邊界，D為截面點的等間距距離，通常取為3mm；圖7是采用趨勢過渡方法設(shè)計修復體時提取的局部點云，外部曲線為裁減邊界，d是矩形域邊界距裁減邊界的距離，通常大于20mm；圖8是修復體殼體模型與壓制后的鈦網(wǎng)板的貼合對比；圖9是最終鈦網(wǎng)板修復體；圖10是術(shù)中修復體與患者顱骨良好貼合。
具體實施例方式
利用本發(fā)明技術(shù)，在北京市天壇醫(yī)院進行了臨床應(yīng)用。患者數(shù)據(jù)采集在天壇醫(yī)院信息中心完成，CT圖像處理采用Mimics軟件系統(tǒng)，修復體設(shè)計采用Surfacer軟件系統(tǒng)，鈦網(wǎng)板壓制采用多點成形系統(tǒng)，修復體殼體模型采用FDM快速原型系統(tǒng)，最后經(jīng)貼合對比裁減形成最終鈦網(wǎng)板修復體，具體步驟如下(1)首先對患者顱骨進行螺旋CT掃描，掃描間距為3mmCT掃描可以得到高質(zhì)量、清晰的患者骨骼的斷層影像，本發(fā)明是根據(jù)患者顱骨缺損的位置設(shè)定掃描層的間距，若缺損部位形狀比較復雜，、像顳部或耳根部，掃描間距設(shè)定為2mm。若缺損部位形狀變化比較平緩，掃描間距設(shè)定為3mm；(2)輸出圖像到移動硬盤或光盤，存儲格式為dicom格式；dicom格式是醫(yī)學數(shù)字成像與通信標準文件格式，dicom格式記錄信息全，灰度級范圍為0-4095，組織表達細膩；(3)從CT圖像中分割出顱骨數(shù)據(jù)，灰度閾值范圍1250-4095；(4)基于Mimics軟件重構(gòu)三維顱骨原型；(5)基于顱骨三維原型設(shè)計修復體；(6)利用YAM3多點成形系統(tǒng)壓制鈦網(wǎng)板。系統(tǒng)參數(shù)為最大成形面積140mm×140mm，沖頭直徑10mm，沖頭數(shù)目196個，曲面高度差100mm，成形壓力630KN；(7)利用快速原型系統(tǒng)制作修復體殼體模型具體參數(shù)為ABS材料絲直徑為0.4mm，材料成形溫度220℃，成形室溫度70℃，成形后保溫30min；(8)貼合對比修復體殼體模型與壓制后的鈦網(wǎng)板，裁減形成最終修復體。(9)消毒后用于臨床手術(shù)，參見圖10。
本發(fā)明制備的修復體與患者顱骨貼合良好，臨床醫(yī)生評價說這種發(fā)明縮短手術(shù)時間，減少病人痛苦，手術(shù)質(zhì)量明顯提高。
按以上步驟實施鈦合金顱骨修復體體的制備，從患者做CT掃描到預制出鈦合金修復體，總共不到兩天時間，這其中還包括患者、醫(yī)生、制備方之間來回溝通的時間。最終修復體術(shù)中與患者缺損部為貼合非常好，大小合適，手術(shù)一次成功。經(jīng)臨床醫(yī)生比較，較之以往手工塑形方法，外形流暢、美觀，周邊剪口少，甚至無需剪口，鈦釘術(shù)數(shù)量減少，由于沒有術(shù)中塑形時間，手術(shù)整體時間縮短。
下表是本發(fā)明與目前主要制備工藝的比較結(jié)果

權(quán)利要求
1.一種鈦合金顱骨修復體制備方法，是由CT機采集頭部斷層圖像，再將斷層圖像輸入計算機中進行數(shù)據(jù)處理，本發(fā)明的特征在于存放有通用圖象處理軟件的計算機將斷層圖像進行數(shù)據(jù)分割后，重建頭部缺損部位的三維修復體，然后將設(shè)計好的修復體曲面分別讀入多點成形系統(tǒng)和快速原型系統(tǒng)壓制鈦網(wǎng)板和制作修復體薄片模型，最后經(jīng)貼合對比裁減鈦網(wǎng)板形成最終修復體。本發(fā)明的具體方法步驟為(1)采用圖像掃描機-CT或磁共振成像機-MRI采集患者頭部斷層圖像；(2)將采集到的CT圖像以dicom文件格式、存儲到移動硬盤或可刻錄光盤存儲介質(zhì)上；(3)存放有通用的醫(yī)學圖象控制系統(tǒng)軟件(Mimics)的計算機從存儲介質(zhì)讀入CT圖像，分割提取顱骨圖像；(4)重建顱骨三維原型，根據(jù)通用的醫(yī)學圖象控制系統(tǒng)軟件(Mimics)的三維區(qū)域增長步驟，首先選取分割后顱骨圖像的任一象素點，則與此象素點連接的三維區(qū)域均被臨時記錄下來，然后按計算機存儲時的通常方式，指定輸出文件的路徑、文件名以及STL存儲文件格式，存放有Mimics軟件的計算機自動完成顱骨原型的三維重建；(5)依據(jù)顱骨原型設(shè)計缺損部位的三維修復體，具體方法為a裝有通用曲面造型軟件(Surfacer)的計算機，讀入顱骨的三維原型數(shù)據(jù)；b調(diào)整顱骨原型的位置；c按軟件的三維曲線生成步驟，確定缺損部位的最終修復體的邊界曲線；d利用通用曲面造型軟件(Surfacer)中的處理技術(shù)，即軟件框選提取點步驟，軟件取截面點云步驟，軟件生成曲線步驟，軟件生成曲面步驟，設(shè)計修復體曲面、虛擬裝配修復體曲面和顱骨原型后，再按軟件中裁減步驟，裁減曲面得到最終修復體曲面，將修復體曲面存儲為iges文件格式，同時按軟件中曲面偏置步驟，偏置修復體曲面2mm，形成殼體，存儲為stl文件格式；(6)一方面將修復體曲面iges文件輸入到多點成形系統(tǒng)設(shè)備中，加壓制作顱骨修復體鈦網(wǎng)板；另一方面將修復體殼體STL文件輸入到快速原型系統(tǒng)，用ABS材料疊加制造修復體殼體模型；(7)將制作好的修復體殼體模型與壓制好的鈦網(wǎng)板貼合比較，沿修復體模型的邊界裁減鈦網(wǎng)板，形成最終鈦網(wǎng)板修復體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦合金顱骨修復體制備方法，其特征在于根據(jù)患者顱骨缺損的位置設(shè)定掃描層的間距，掃描間距設(shè)定為2-3mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦合金顱骨修復體制備方法，其特征在于用醫(yī)學圖象控制系統(tǒng)軟件(Mimics)分割提取顱骨圖像的分割步驟為設(shè)定顱骨象素點的最小灰度級為1250，最大灰度級為l，其中l(wèi)為CT圖像中顱骨的最大灰度級，通常取l＝4095，分割出的顱骨象素S為S＝{P|1250＜VP＜l}其中S為顱骨象素點集，P為象素點，VP為p象素點灰度級，l為圖像最大灰度級；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦合金顱骨修復體制備方法，其特征在于所述的依據(jù)顱骨原型設(shè)計缺損部位的三維修復體，根據(jù)患者顱骨的缺損情況，確定兩種不同的設(shè)計方法方法一若當患者顱骨為一側(cè)缺損，另一側(cè)完好，可采用鏡像法，利用另一側(cè)健康數(shù)據(jù)，其步驟為a裝有通用曲面造型軟件(Surfacer)的計算機讀入顱骨三維原型；b調(diào)整三維原型的位置，使模型的對稱面與YZ坐標平面重合，具體方法是首先在顱骨對稱面位置選取三點生成平面1，然后在YZ坐標平面生成平面2，將三維原型與平面1組合為一體，按軟件系統(tǒng)中的拼合步驟，移動組合體使平面1與平面2重合，完成位置調(diào)整；c沿YZ坐標面鏡像復制顱骨原型；d按軟件的三維曲線生成步驟，依次用鼠標點取顱骨缺損部位邊緣的點，生成一條空間閉合曲線；再按軟件的偏置步驟，將生成的閉合曲線向外偏置10mm，作為修復體的裁減邊界；e按軟件框選提取點步驟，將裁減邊界勾畫矩形邊框，將邊框以外的點數(shù)據(jù)裁剪掉；f按軟件取截面點云步驟，將e步提取的點數(shù)據(jù)沿與顱面垂直方向作一組平行截面，截面間距D＝3mm，并提取截面點；g按軟件生成曲線步驟，用通用圖形學技術(shù)中的3次基本樣條曲線插值截面點，生成一組截面曲線，再按軟件重新參數(shù)化步驟，對生成的一組曲線重新參數(shù)化，保證所有曲線具有相同的控制點和方向；h按軟件生成曲面步驟，利用蒙皮曲面插值截面曲線，所得曲面即為修復體曲面；i對曲面的控制頂點作相應(yīng)移動，虛擬裝配修復體曲面和顱骨原型；j按軟件中裁減步驟，利用d步生成的邊界曲線，將邊界以外的曲面裁減掉，裁減曲面即為最終修復體曲面；方法二若缺損部位面積較小，或無鏡像數(shù)據(jù)可供參考，則采用趨勢過渡的方法設(shè)計修復體，步驟為a裝有通用曲面造型軟件(Surfacer)的計算機讀入顱骨三維原型；b調(diào)整三維原型的位置，使模型的對稱面與YZ坐標平面重合，具體方法是首先在顱骨對稱面位置選取三點生成平面1，然后在YZ坐標平面生成平面2，將三維原型與平面1組合為一體，按軟件系統(tǒng)中的拼合步驟，移動組合體使平面1與平面2重合，完成位置調(diào)整；c按軟件的三維曲線生成步驟，依次用鼠標點取顱骨缺損部位邊緣的點，生成一條空間閉合曲線，再按軟件的偏置步驟，將生成的閉合曲線向外偏置10mm，作為修復體的裁減邊界；d按軟件框選提取點步驟，將裁減邊界勾畫矩形邊框，邊框以外的點數(shù)據(jù)裁剪掉，矩形域的范圍取四周大于裁減邊界20mm左右；其余步驟同方法一的f-j步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦合金顱骨修復體制備方法，其特征在于采用多點成形系統(tǒng)加壓制作顱骨修復體鈦網(wǎng)板的壓制具體步驟為a讀入修復體曲面到多點成形系統(tǒng)中；b調(diào)整修復體在控制軟件坐標系中的位置，使之沿z軸方向尺寸最小，即使成形深度最小；c根據(jù)曲面的形狀自動調(diào)整各個沖頭的行程，形成成形包絡(luò)面；d加入鈦網(wǎng)板，加壓保壓成形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦合金顱骨修復體制備方法，其特征在于采用快速原型系統(tǒng)加壓制作修復體殼體模型的具體過程為a讀入修復體殼體文件(STL文件)到快速原型系統(tǒng)；b對殼體模型進行分層，分層厚度為0.15mm，存儲為cli文件格式；c利用分層文件驅(qū)動快速原型控制系統(tǒng)，逐層疊加制造，形成修復體殼體模型；具體參數(shù)為ABS材料絲直徑為0.4mm，，材料成形溫度220℃，成形室溫度70℃，成形后保溫30min。
全文摘要
一種鈦合金顱骨修復體制備方法，應(yīng)用于腦神經(jīng)外科顱骨修復等領(lǐng)域。本發(fā)明是基于患者CT圖像設(shè)計、裝配修復體；特征在于存放有通用圖象處理軟件和反求設(shè)計軟件的計算機將斷層圖像進行數(shù)據(jù)分割后，重建患者頭部三維原型，依據(jù)三維原型設(shè)計缺損部位的修復體，然后將設(shè)計好的修復體曲面分別導入多點成形系統(tǒng)和快速原型系統(tǒng)壓制鈦網(wǎng)板和制作修復體薄片模型，最后經(jīng)貼合對比裁減鈦網(wǎng)板形成最終修復體；采用多點成形技術(shù)快速壓制修復體，可利用無模多點技術(shù)的柔性特點反復壓制修復體解決修復體的回彈問題。本發(fā)明所完成的鈦合金修復體的制作，使得修復體的制備精度高，成本低，速度快，最終修復體與患者顱骨吻合良好，實現(xiàn)了顱骨修復體的個性化定制。
文檔編號G06F19/00GK1523530SQ0315684
公開日2004年8月25日 申請日期2003年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月10日
發(fā)明者李彥生, 楊文通, 褚國民, 費仁元, 韓景蕓 申請人:北京工業(yè)大學