CN102920538A - 假肢接受腔制造方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种假肢接受腔制造方法，该方法包括：根据预先制作的假肢阳模，通过反求工程并预留接受腔空间，制作接受腔阴模壳体；组合所述接受腔阴模壳体与所述假肢阳模，形成一成型空腔；在预设压力和预设温度下，将固化材料灌注到所述成型空腔内，形成假肢接受腔毛坯；将所述假肢接受腔毛坯进行曲线切割，留下有效部分，得到假肢接受腔。本发明还公开了一种假肢接受腔制造系统，该方法及系统能够得到高精度的假肢接受腔，无需再经过手工抽真空树脂成型工序，节省了大量的人工操作，可以实现机器化自动大规模制造。

Description

假肢接受腔制造方法及系统

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种假肢接受腔制造方法及系统。

背景技术

假肢是供截肢者使用，以代偿缺损肢体部分功能的人造肢体，例如小腿假肢，如图1所示，包括：假肢接受腔1，连接件2和模拟肢体3；

其中，假肢接受腔1用于容纳残肢，将残肢收纳在其中，并通过连接件2和模拟肢体3相连，从而将相关的力有效地传递到假肢远端部位（远离人体心脏的方向，反之为假肢近端），是人体-机械系统的界面部件。

在现有技术中，假肢接受腔的制作通常分为4个步骤，第一步，制造假肢阴模，第二步，由该阴模制造假肢阳模，第三步，修改该假肢阳模以为残肢的敏感区域提供防护，第四步，利用经修改的假肢阳模形成假肢接受腔。其中，在第四步利用经修改的假肢阳模形成假肢接受腔时，通常使用真空成型工艺实现，即在经修整后的阳模表面上依次进行套膜、套增强材料、灌注树脂、抽真空成型等步骤，形成假肢接受腔。

现有技术中，上述真空成型工艺是由有经验的技师手工完成的，而且在形成假肢接受腔之后，一般还需要依赖技师的经验和技巧根据截肢者穿戴情况进行反复的调试，才能得到最终的假肢接受腔成品，使假肢装配尚不能完全脱离手工作坊式的制造模式，无法实现机器化制造。。

而且在假肢接受腔真空成型及反复调试的过程中，化学反应产生的气体及打磨和切削产生的大量的材料碎屑，这些对假肢技师伤害很大。

另外，由于假肢接受腔制造工艺复杂，对残肢阳模的修整和对接受腔的调试均没有形成可精确量化的操作记录，更不能进行精准的控制，所以无法实现异地远程制作。

发明内容

本发明提供了一种假肢接受腔制造方法及系统，能够减少人工操作，实现自动化大规模制造。

为达上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种假肢接受腔制造方法，该方法包括：

根据预先制作的假肢阳模，通过反求工程并预留接受腔空间，制作接受腔阴模壳体；

组合所述接受腔阴模壳体与所述假肢阳模，形成一成型空腔；

在预设压力和预设温度下，将固化材料灌注到所述成型空腔内，形成假肢接受腔毛坯；

将所述假肢接受腔毛坯进行曲线切割，留下有效部分，得到假肢接受腔成品。

优选地，所述预留的接受腔空间包括：

接受腔腔壁占用空间、连接件占用空间以及固化材料灌注通道。

优选地，所述将固化材料灌注到所述成型空腔之前，该方法进一步包括：

在所述阴模壳体内壁及所述假肢阳模外壁覆盖型腔膜；在所述阴模壳体内壁及所述阳模外壁覆盖的型腔膜之间，填充增强材料和连接件。

优选地，所述预设压力为80帕以上，所述预设温度为20~60℃。

优选地，将诉述假肢接受腔毛坯进行曲线切割，留下有效部分之后，该方法进一步包括：

对所述假肢接受腔毛坯进行边缘抛光。

优选地，所述假肢阳模通过石膏修形或计算机辅助设计（CAD）/计算机辅助制造（CAM）得到。

一种假肢接受腔制造系统，该系统包括：

阳模制造装置，用于制作假肢阳模；

阴模制造装置，用于通过反求工程并预留接受腔空间，制做接受腔阴模壳体；

灌注装置，用于在预设压力和预设温度下，将固化材料灌注到通过组合所述阴模壳体与所述假肢阳模所形成的成型空腔内，得到假肢接受腔毛坯；

切割装置，用于将所述假肢接受腔毛坯进行曲线切割，留下有效部分，得到假肢接受腔。

优选地，所述灌注装置包括：

压力调节单元，与所述成型空腔连接，用于调节所述成型空腔内的压力；

温度调节单元，与所述成型空腔连接，用于调节所述成型空腔内的温度；

灌注单元，与所述成型空腔连接，用于向所述成型空腔内灌注固化材料。

优选地，该系统进一步包括：

抛光装置，用于对所述假肢接受腔进行边缘抛光。

优选地，所述阳模制造装置包括：

数据处理单元，用于获取假肢的空间形状数据；

数控机床，用于根据所述空间形状数据对模具外形进行切削，得到所述假肢阳模。

由上述技术方案可见，本发明的这种假肢接受腔制造方法及系统，通过阴模和阳模组合形成模具，并在其中灌注固化材料形成假肢接受腔毛胚的方法，之后再通过简单的切割抛光即可得到加工精度符合要求的假肢接受腔，避免了技师长期接触化学半成品的对身体的危害，更节省了大量的人工操作，制造成本低，可以实现完全机器化加工。

另外，通过反求工程并预留接受腔空间，制作接受腔阴模壳体的数据可以通过网络远程传输，因此不需要患者在制造现场配合制造，该方法及系统制造假肢接受腔的过程完全可以不在患者所在地的异地实现，进一步免除了患者的差旅负担，大大方便了患者。

附图说明

图1为现有假肢结构示意图。

图2为本发明实施例一的假肢阳膜、假肢接受腔阴模壳体示意图。

图3为本发明实施例一的假肢接受腔制造方法流程图。

图4为本发明实施例二的假肢接受腔制造方法流程图。

图5为本发明实施例一的假肢接受腔制造系统结构示意图。

图6为本发明实施例的灌注装置结构示意图。

图7为本发明实施例的阳模制造装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

如图2、3所示，本发明实施例一的假肢接受腔制造方法包括如下步骤：

步骤301，根据预先制作的假肢阳模201，通过反求工程（又称逆向工程或反向工程）并预留接受腔空间203，得到接受腔阴模壳体202；

在本发明中，假肢阳模可以是考虑了假肢接受腔修型技术，即在残肢形状基础上做了免荷、压力垫、压缩量控制等必要处理的用于制造假肢接受腔的残肢模型。此假肢阳模可采用任意现有成熟技术得到，例如来源于石膏修型技术，也可来源于假肢接受腔快速成型技术。

针对假肢阳模通过计算机反求工程制作假肢接受腔阴模壳体的过程，其首要条件是得到假肢阳模的计算机3维数据；其次，是预置假肢接受腔的厚度、边缘走向等数据；最后，通过数据计算得到假肢接受腔阴模壳体的3维数据。得到假肢接受腔阴模壳体的3维数据后，即可通过数控机床等设备制作假肢接受腔的阴模壳体。在此过程中，还可以通过有限元等方法计算出预置假肢接受腔的空间，也就是生产此假肢接受腔所需材料的量。

由于制作假肢阳膜和接受腔阴模壳体的3维数据均可以通过网络进行远程传输，因此在患者所在地获取到数据后，可以远程传输给异地的制作工厂进行制作，从而实现远程制作，免去了患者的奔波之苦。

步骤302，组合所述阴模壳体与所述阳模，形成一成型空腔；

假肢阳模的外表面与假肢接受腔阴模壳体的内表面形状是一一匹配的，每一对组合模具仅可制造出适应于该患者残肢的个性化假肢接受腔，而通过此模具生产假肢接受腔的过程可以通过网络在异地实现。而假肢接受腔阳模与假肢接受腔阴模壳体的外表面形状可以根据设备需要进行调整和统一，几乎不会影响到假肢接受腔的功能。

步骤303，在预设压力和预设温度下，将固化材料灌注到所述成型空腔内，形成假肢接受腔毛坯；

固化材料可以采用现有任意固化材料，例如树脂、硅胶和各种板材，注射时可以采用注射枪。

步骤304，将诉述假肢接受腔毛坯进行曲线切割，留下有效部分，得到假肢接受腔成品。

假肢接受腔毛胚在制作时可能会留有一部分冗余量，以对应可能的制造误差，这时需要通过曲线切割将成品的这部分冗余部分切割掉，留下的即为有效部分。

曲线切割时可以采用数控机床等加工设备按照预先设置的假肢接受腔的有效部分的3维数据自动完成。

上述假肢接受腔制作过程中，假肢阳模和假肢接受腔阴模壳体的制作、固化材料的灌注、曲线切割等，均可以采用机械设备自动化完成，相比现有依靠假肢技师根据假肢阳膜手工套膜、注入固化材料、抽真空成型并手工修整打磨来说，大大减少了人工操作，能够实现自动化大规模制造。

另外，作为优选实施例，如图4所示，本发明实施例二的假肢接受腔制造方法包括如下步骤：

步骤401，根据预先制作的假肢阳模，通过计算机反求工程并预留接受腔空间，得到接受腔阴模壳体；

其中，所述假肢阳模通过石膏修形或CAD/CAM得到；预留的接受腔空间可以包括接受腔腔体空间、连接件占用空间以及固化材料灌注通道。

加工制造假肢接受腔阴模壳体技术还可以包括通过假肢接受腔阳模数据反求假肢接受腔阴模数据，同时预留接受腔空间，生成假肢接受腔阴模壳体数据。

加工制造假肢接受腔阴模壳体技术还可以包括：使用机械切削的方法加工假肢接受腔阳模和假肢接受腔阴模壳体。

步骤402，组合所述阴模壳体与所述阳模，形成一成型空腔；

步骤403，在所述阴模壳体内壁及所述阳模外壁覆盖型腔膜；在所述阴模壳体内壁及所述阳模外壁覆盖的型腔膜之间，填充增强材料和假肢接受腔连接件。

其中，固化材料可以是树脂、硅胶、板材等现有任意常用的固化材料，增强材料可以是玻璃纤维、碳纤维和棉织物等，主要用于增加制作的假肢接受腔的强度，延长假肢接受腔的使用寿命，假肢接受腔的连接件可以是钢四爪、钛四爪、可旋三爪等任意与模拟假肢配合连接的连接件。

步骤404，在预设压力和预设温度下，将固化材料灌注到所述成型空腔内，形成假肢接受腔毛坯；

其中，所述预设压力可以为80帕以上，所述预设温度可以为20~60℃，具体的压力和温度，可以根据所使用的固化材料和成品的强度要求确定，这里不再一一赘述。

步骤405，对所述假肢接受腔毛坯进行曲线切割，留下有效部分。

步骤406，将诉述假肢接受腔毛坯进行抛光边缘处理，得到假肢接受腔成品。

本发明实施例还提供一种假肢接受腔制造系统，如图5所示，包括：

阳模制造装置501，用于制作假肢阳模；

阴模制造装置502，用于通过反求工程并预留接受腔空间，制造接受腔阴模壳体；

灌注装置503，用于在预设压力和预设温度下，将固化材料灌注到组合所述阴模壳体与所述阳模所形成的成型空腔内，得到假肢接受腔毛坯；

切割装置504，用于将诉述假肢接受腔毛坯进行曲线切割，留下有效部分，得到假肢接受腔。

作为优选实施例，该系统还可以进一步包括抛光装置（图中未示出），用于对所述假肢接受腔进行边缘抛光，进一步增加假肢接受腔佩戴的舒适度。

优选地，如图6所示，所述灌注装置503包括：

压力调节单元601，与所述成型空腔连接，用于调节所述成型空腔内的压力；

温度调节单元602，与所述成型空腔连接，用于调节所述成型空腔内的温度；

灌注单元603，与所述成型空腔连接，用于向所述成型空腔内灌注固化材料。

优选地，所述阳模制造装置501如图7所示，包括：

数据处理单元701，用于获取假肢的空间形状数据；

数控机床702，用于根据所述空间形状数据对模具外形进行切割，得到所述假肢阳模。

上述装置实施例中各设备的作用均可参考方法实施例中的描述，这里不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种假肢接受腔制造方法，其特征在于，该方法包括：

根据预先制作的假肢阳模，通过反求工程并预留接受腔空间，制作接受腔阴模壳体；

组合所述接受腔阴模壳体与所述假肢阳模，形成一成型空腔；

在预设压力和预设温度下，将固化材料灌注到所述成型空腔内，形成假肢接受腔毛坯；

将所述假肢接受腔毛坯进行曲线切割，留下有效部分，得到假肢接受腔。

2.如权利要求1所述的假肢接受腔制造方法，其特征在于，所述预留的接受腔空间包括：

接受腔腔壁占用空间、连接件占用空间以及固化材料灌注通道。

3.如权利要求1所述的假肢接受腔制造方法，其特征在于，所述将固化材料灌注到所述成型空腔之前，该方法进一步包括：

在所述阴模壳体内壁及所述假肢阳模外壁覆盖型腔膜；在所述阴模壳体内壁及所述阳模外壁覆盖的型腔膜之间，填充增强材料和连接件。

4.如权利要求1所述的假肢接受腔制造方法，其特征在于，所述预设压力为80帕以上，所述预设温度为20~60℃。

5.如权利要求1所述的假肢接受腔制造方法，其特征在于，将诉述假肢接受腔毛坯进行曲线切割，留下有效部分之后，该方法进一步包括：

对所述假肢接受腔毛坯进行边缘抛光。

6.如权利要求1所述的假肢接受腔制造方法，其特征在于，所述假肢阳模通过石膏修形或计算机辅助设计CAD/计算机辅助制造CAM得到。

7.一种假肢接受腔制造系统，其特征在于，该系统包括：

阳模制造装置，用于制作假肢阳模；

阴模制造装置，用于通过反求工程并预留接受腔空间，制做接受腔阴模壳体；

灌注装置，用于在预设压力和预设温度下，将固化材料灌注到通过组合所述阴模壳体与所述假肢阳模所形成的成型空腔内，得到假肢接受腔毛坯；

切割装置，用于将所述假肢接受腔毛坯进行曲线切割，留下有效部分，得到假肢接受腔。

8.如权利要求7所述的假肢接受腔制造系统，其特征在于，所述灌注装置包括：

压力调节单元，与所述成型空腔连接，用于调节所述成型空腔内的压力；

温度调节单元，与所述成型空腔连接，用于调节所述成型空腔内的温度；

灌注单元，与所述成型空腔连接，用于向所述成型空腔内灌注固化材料。

9.如权利要求7所述的假肢接受腔制造系统，其特征在于，该系统进一步包括：

抛光装置，用于对所述假肢接受腔进行边缘抛光。

10.如权利要求7所述的假肢接受腔制造系统，其特征在于，所述阳模制造装置包括：

数据处理单元，用于获取假肢的空间形状数据；

数控机床，用于根据所述空间形状数据对模具外形进行切削，得到所述假肢阳模。

Images