CN108246862A - 一种接骨板快速成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种接骨板快速成型方法，步骤一：先用医学影像系统对患者的骨骼扫描，并采集患者的骨骼外形数据；步骤二：对步骤一所得的骨骼外形数据进行分析，再采用建模的方式，设计与患者骨骼外形相匹配的接骨板三维模型；步骤三：利用三维打印设备将步骤二所得的接骨板三维模型打印出来，得到模型板；步骤四：以步骤三所得的模型板为标准，确定接骨板成型装置的模具的模腔形状；步骤五：将未成型接骨板放入接骨板成型装置中，然后接骨板成型装置通过压力成型接骨板，得到接骨板成品。本发明操作简便快捷，能在手术前成型与患者骨骼相匹配的接骨板，以供手术中使用，预制好的接骨板成品能与骨骼患处准确匹配，缩短手术时间，提高治疗效果。

Description

一种接骨板快速成型方法
技术领域
本发明涉及骨科医疗技术领域，尤其是涉及一种接骨板快速成型方法。
背景技术
接骨板是一种辅助医生对出现骨折、骨裂等骨骼问题的患者进行治疗的工具，其应用方式主要是根据人体骨骼的形状而固定骨骼患处，其目的是用于固定骨骼断裂或弯折的部分，使该患处能够在接骨板的固定下愈合，防止患处恶化。
现有的接骨板应用方式一般是医生根据患者的骨折及骨裂的状况先选定接骨板的类型，然后通过观察患者的骨骼扫描图像和手术中实际情况，人工调整接骨板的形状成型接近于配合患者骨骼患处的不规则形状。
然而，该方法存在以下弊端：接骨板的调整过程通常是根据医生自身的临床经验而手动按压或机械按压完成，其成型过程由于缺乏基准，成型后的接骨板难以与患者的骨骼患处贴合，接骨板与患者骨骼之间的连接不够牢固，接骨手术后患者可能会感觉不适并影响患者日后的恢复效果；医生在通过手动按压或机械按压调整接骨板形状的过程需要花费很长时间，并且该过程经常设置在手术期间，这导致患者的手术时间延长，患者受病痛折磨的时间也会延长，同时，贴合不完全，还延长了患者的康复时间，甚至可能有日后再次手术风险。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种接骨板快速成型方法，其能在手术前预先成型与患者骨骼相匹配的接骨板。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种接骨板快速成型方法，
步骤一：先用医学影像系统对患者的骨骼进行扫描，采集患者的骨骼外形数据；
步骤二：对步骤一所得的骨骼外形数据进行分析，再采用建模的方式，设计与患者骨骼外形相匹配的接骨板三维模型；
步骤三：利用三维打印设备将步骤二所得的接骨板三维模型打印出来，得到模型板；
步骤四：以步骤三所得的模型板为标准，确定接骨板成型装置的模具的模腔形状；
步骤五：将未成型接骨板放入接骨板成型装置中，然后接骨板成型装置通过压力成型接骨板，得到接骨板成品。
作为上述方案的进一步改进，所述步骤一中，医学影像系统可为CT医学影像系统、CAT医学影像系统或MRI医学影像系统。
作为上述方案的进一步改进，所述步骤二中，采用三维建模软件建立接骨板三维模型。
作为上述方案的进一步改进，所述步骤三中，三维打印设备为3D打印机。
作为上述方案的进一步改进，所述步骤四中，将模型板放入接骨板成型装置的下模组件中，上模组件下压并抵顶在模型板上，通过调整若干上、下调整杆至与模型板的上、下表面相接触，使若干上、下调整杆的冲压接触端面整体形成与模型板的上、下表面相吻合的轮廓，从而上、下模组件的模腔共同形成了接骨板的形状。
作为上述方案的进一步改进，还包括步骤六，对完成步骤五的接骨板成品进行消毒封装。
本发明的有益效果是：本接骨板快速成型方法通过扫描和建模，得到接骨板三维模型，由于现阶段的打印技术无法直接打印出符合医疗手术使用的接骨板成品，因此本发明通过接骨板三维模型得到模型板，并以模型板为标准调整接骨板成型装置的模具模腔形状，接骨板成型装置对符合医疗手术使用的接骨板进行冲压，进而得到接骨板成品。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得的其他设计方案和附图：
图1为本发明中接骨板成型装置实施例1的结构示意图；
图2为本发明中接骨板成型装置实施例1的上、下模组件的结构示意图；
图3为本发明中接骨板成型装置实施例1的上、下模组件的主视图；
图4为本发明中接骨板成型装置实施例1的驱动装置及机架的结构示意图；
图5为本发明中接骨板成型装置实施例2的结构示意图；
图6为本发明中接骨板成型装置实施例2中自动调整装置的结构示意图；
图7为本发明中接骨板成型装置实施例2中调整杆调节机构和Z轴滑动装置的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
本发明的一种接骨板快速成型方法，
步骤一：先用医学影像系统对患者的骨骼进行扫描，采集患者的骨骼外形数据；
步骤二：对步骤一所得的骨骼外形数据进行分析，再采用建模的方式，设计与患者骨骼外形相匹配的接骨板三维模型；
步骤三：利用三维打印设备将步骤二所得的接骨板三维模型打印出来，得到模型板；
步骤四：以步骤三所得的模型板为标准，确定接骨板成型装置的模具的模腔形状；
步骤五：将未成型接骨板放入接骨板成型装置中，然后接骨板成型装置通过压力成型接骨板，得到接骨板成品。
具体地，所述步骤一中，医学影像系统可为CT医学影像系统、CAT医学影像系统或MRI医学影像系统。医学影像系统主用用于扫描患者的骨骼患处，本实施例采用CT医学影像系统作为扫描工具，对骨骼患处进行扫描，获得骨骼外形数据并形成扫描图像，以待下一步使用。本步骤中的医学影像系统可以是上述的CT、CAT、MRI等医学影像系统，还可以是能实现扫描功能的其他医学影像系统。
进一步地，所述步骤二中，采用三维建模软件建模。三维建模软件可以为UG、SolidWorks等三维设计软件，还可以为其余能实现数据读取及三维建模的软件。
进一步地，所述步骤三中，三维打印设备为3D打印机。通过3D打印机，将步骤二中的接骨板三维模型打印出来，得到模型板。优选的，所述模型板采用塑料或金属制成。
进一步地，所述步骤四中接骨板成型装置是一种用于接骨板压力成型的装置，该装置的形式可以多种，只要能实现接骨板冲压成型的装置均可。本实施例中，将在下文详细阐述其中两种可行方式。具体地，当采用本实施例中的接骨板成型装置作为加工工具时，步骤四具体地为：将模型板放入接骨板成型装置的下模组件4中，上模组件3下压并抵顶在模型板上，以准备调整上模组件3和下模组件4。先调整若干上调整杆32至与模型板的上表面相接触，再调整若干下调整杆42至与模型板的下表面相接触，使若干上调整杆32和下调整杆42的冲压接触端面整体形成与模型板的上、下表面相吻合的轮廓，所述轮廓即为模具的模腔形状。
进一步地，所述步骤五中的未成型接骨板可采用符合医疗手术使用的金属材料制成。
进一步地，本方法还包括步骤六，对完成步骤五的接骨板成品进行消毒封装。
本接骨板快速成型方法使用到一种接骨板成型装置，现对本接骨板成型装置的其中两种形式进行公开，然而下述实施例1和2中公开的接骨板成型装置仅为成型装置的其中两个方式，只要能对未成型接骨板进行冲压的接骨板成型装置，均可以用于本发明公开的方法中。
实施例1的接骨板成型装置公开如下：
参照图1至图4，一种接骨板成型装置，包括机架1，还包括上模组件3以及安装在机架1上的下模组件4，所述上模组件3通过驱动装置2活动安装在机架1上，上模组件3位于下模组件4上方，所述下模组件4上可放置未成型接骨板，上模组件3在驱动装置2的作用下朝下模组件4运动以压合未成型接骨板。
其中，参照图1、图2和图3，所述上模组件3包括上模主体31以及若干螺设在上模主体31下端的上调整杆32，下模组件4包括下模主体41以及若干螺设在下模主体41上端的下调整杆42。具体地，所述上调整杆32通过其与上模主体31的螺纹配合可相对上模主体31旋转，从而调整了上调整杆32的长度，同样地，所述下调整杆42通过其与下模主体41的螺纹配合可相对下模主体41旋转以调整下调整杆42的长度。所述若干上调整杆32和下调整杆42通过调整长度，使若干上调整杆32的冲压接触端面整体形成与接骨板实际模型上表面相吻合的轮廓，若干下调整杆42的冲压接触端面整体形成与接骨板实际模型下表面相吻合的轮廓。通过若干上调整杆32和下调整杆42的精准调整，冲压成型的接骨板精度大大提高，也可快速对应不同接骨板模型调节。
进一步地，参照图2和3，所述上模组件3包括若干设置在上模主体31下端并向下延伸的上限位柱33，冲压时，上限位柱33抵顶在接骨板上表面。所述下模组件4还包括安装在下模主体41上端的限位块43和限位板44，所述限位块43位于若干下调整杆42的一侧，限位板44位于若干下调整杆42的另一侧，所述限位板44上水平设置有若干下限位柱45，所述若干下限位柱45将接骨板抵顶在限位块4上。优选的，所述上、下限位柱33、45均为弹簧柱。通过上限位柱33、限位块43和限位板44的设置，提高了接骨板冲压时的稳定性，从而保障冲压接骨板的精度。
此外，参照图2，所述驱动装置2包括安装在机架1上的液压装置21，所述液压装置21的驱动杆下端连接有连接板22，所述上模主体31与连接板22下端固定连接。所述机架1上设置有导向板11，所述液压装置21的驱动杆从导向板11穿过，所述连接板22上设置有向上延伸的导向杆7，所述导向板11上开设有可与导向杆7配合的导向孔，所述导向杆7从导向孔中穿过，从而保证液压装置21的驱动杆在冲压过程中的稳定性。
所述液压装置21包括液压缸211以及用于控制液压缸211运动的液压阀212，所述机架1一侧设置有控制箱5，控制箱5内部设置有PLC控制系统，所述导向板11上设置有位移传感器6，所述PLC控制系统与液压阀212、位移传感器6连接，可以对液压缸211精准控制，从而实现了对成型压力的大小控制来保证成型质量。
参照图1、图2和图3，所述连接板22下端开设有上模T型槽，上模主体31上端呈T型并通过螺栓固定在上模T型槽中，所述机架1上开设有下模T型槽，下模主体41下端设置有T型安装部411，下模主体41通过T型安装部411插入在下模T型槽中，并通过一止动块8顶紧固定。通过上模T型槽和下模T型槽的设置，上模主体31和下模主体41不仅得到牢牢固定，而且还可快速拆装上、下模，便于维护和调试。
实施例2的接骨板成型装置公开如下：
参照图5至图7，实施例2与实施例1的不同在于：所述上模组件3和下模组件4包括自动调整装置9。具体地，本实施例2中，上模组件3包括上自动调整装置机箱34，下模组件4包括下自动调整装置机箱46，所述上自动调整装置机箱34和下自动调整装置机箱46中均设置有自动调整装置9。
进一步地，所述自动调整装置9包括X轴滑动装置91、滑动设置于X轴滑动装置91上的Y轴滑动装置92、滑动设置于Y轴滑动装置92上的Z轴滑动装置93以及位移传感器6，所述Z轴滑动装置93上设置有调整杆调节机构94。
再进一步地，所述调整杆调节机构94包括依次连接的驱动马达94a、联轴器94b、减速机94c、感应片94d以及调节轴94e，所述感应片94d侧端设置有传感器94f。
本实施例2通过图形输入系统和自动计算数据，对上模组件3和下模组件4中的自动调整装置9进行控制，实现上调整杆32或下调整杆42的高度自动调节，从而实现了自动化调整，减轻手动对技术要求，接骨板成型的精度。
所述上述实施例是对本发明的上述内容作进一步的说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例，凡基于上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

Claims (6)

1.一种接骨板快速成型方法，其特征在于：
步骤一：先用医学影像系统对患者的骨骼进行扫描，采集患者的骨骼外形数据；
步骤二：对步骤一所得的骨骼外形数据进行分析，再采用建模的方式，设计与患者骨骼外形相匹配的接骨板三维模型；
步骤三：利用三维打印设备将步骤二所得的接骨板三维模型打印出来，得到模型板；
步骤四：以步骤三所得的模型板为标准，确定接骨板成型装置的模具的模腔形状；
步骤五：将未成型接骨板放入接骨板成型装置中，然后接骨板成型装置通过压力成型接骨板，得到接骨板成品。
2.根据权利要求1所述的一种接骨板快速成型方法，其特征在于：所述步骤一中，医学影像系统可为CT医学影像系统、CAT医学影像系统或MRI医学影像系统。
3.根据权利要求1所述的一种接骨板快速成型方法，其特征在于：所述步骤二中，采用三维建模软件建立接骨板三维模型。
4.根据权利要求1所述的一种接骨板快速成型方法，其特征在于：所述步骤三中，三维打印设备为3D打印机。
5.根据权利要求1所述的一种接骨板快速成型方法，其特征在于：所述步骤四中，将模型板放入接骨板成型装置的下模组件(4)中，上模组件(3)下压并抵顶在模型板上，通过调整若干上、下调整杆(32、42)至与模型板的上、下表面相接触，使若干上、下调整杆(32、42)的冲压接触端面整体形成与模型板的上、下表面相吻合的轮廓，从而上、下模组件(3、4)的模腔共同形成了接骨板的形状。
6.根据权利要求1至5所述的任意一种接骨板快速成型方法，其特征在于：还包括步骤六，对完成步骤五的接骨板成品进行消毒封装。
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