CN110625938A - 鼻前庭支撑器、及其设计与制备方法、装置、设备、介质 - Google Patents

鼻前庭支撑器、及其设计与制备方法、装置、设备、介质 Download PDF

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Abstract

本申请提供的一种鼻前庭支撑器、及其设计与制备方法、装置、设备、介质，通过获取对象鼻前庭区域的扫描数据；依据所述扫描数据建立鼻前庭区域气道的三维模型；对所述三维模型进行网格优化与表面光滑处理，通过挖空处理得到中空管状结构的鼻前庭支撑器三维模型；依据所述鼻前庭支撑器三维模获得打印参数，以供导入3D打印机进行3D打印。本申请数据采集为患者的常规CT检查，获得数据快速方便，同时，设计过程简单，设计耗时少，其个性化结构外形与患者个体鼻前庭解剖部位的皮肤贴合度高，达到恢复正常鼻前庭结构的作用，佩戴时更舒适，而不易脱落。

Description

鼻前庭支撑器、及其设计与制备方法、装置、设备、介质
技术领域
本申请涉及耳鼻咽喉头颈外科治疗的医疗器械技术领域，特别是涉及一种鼻前庭支撑器、及其设计与制备方法、装置、设备、介质。
背景技术
鼻部外伤在面部外伤中发生率高达59.3％。开放性鼻部外伤当伤及到软骨鼻锥时，尤其是当鼻部外伤的裂伤伤及到鼻前庭或者靠近鼻瓣区的内衬皮肤黏膜时，则具有很大的隐蔽性，处理不当会导致鼻前庭区域局部的瘢痕形成，并且出现环形狭窄，最终导致该侧前鼻腔的瘢痕性狭窄，影响该侧鼻腔前鼻孔的外形，同时导致鼻腔通气功能障碍，严重影响患者的生活质量。对于外伤后已经形成鼻前庭瘢痕性狭窄的患者，最大的痛苦莫过于严重的鼻塞不适，鼻腔作为上呼吸道的最前端起到了控制气流调节气道阻力的作用，而鼻瓣区则是鼻腔结构中最狭窄的部位，对于控制鼻腔气流分布起到关键性作用，如果因为瘢痕性狭窄导致本来就不宽敞的鼻瓣区更加狭窄，则会影响到整个鼻腔的气流分配，因此解除鼻前庭瘢痕性狭窄是恢复鼻通气功能的关键；其次是鼻孔外形的变形，因为瘢痕收缩、环形狭窄的牵拉作用导致鼻孔变形，尤其越靠近鼻孔缘的瘢痕越是明显。故外伤性鼻前庭狭窄的治疗原则就是鼻前庭区形态和功能上恢复和重建，手术是治疗外伤性鼻前庭狭窄的最佳方式，手术方法固然能很好地切除和松解瘢痕狭窄部位，改善局部狭窄状况，但是如果没有术后长期的鼻前庭支撑扩张，同样会在短时间内出现瘢痕增生，并发生再次狭窄，所以临床上为了防止再次出现瘢痕性狭窄，通常会使用到鼻前庭部位的支撑来保持术后良好的通气效果和较少再狭窄的发生。目前临床上使用的鼻前庭支撑器不具有适合患者鼻前庭形态的支撑作用，存在以下不足：1.未能针对患者鼻前庭结构个性化的设计出适合患者鼻前庭结构的的扩张器；2.留置于鼻腔中易于滑脱；3.长期扩张后，鼻前庭的形态结构发生不可逆的改变，影响鼻前庭和外鼻孔形态。
因此，针对该临床问题，提供一种个性化鼻前庭支撑器的数字化设计方法甚为必要。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请要解决的技术问题在于提供一种鼻前庭支撑器、及其设计与制备方法、装置、设备、介质，用于解决现有技术中问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种鼻前庭支撑器设计与制备方法，所述方法包括：获取对象鼻前庭区域的扫描数据；依据所述扫描数据建立鼻前庭区域气道的三维模型；对所述三维模型进行网格优化与表面光滑处理，通过挖空处理得到中空管状结构的鼻前庭支撑器三维模型；依据所述鼻前庭支撑器三维模获得打印参数，以供导入3D打印机进行3D打印。
于本申请的一实施例中，所述依据所述扫描数据建立鼻前庭区域气道的三维模型，包括：建立正常侧鼻前庭区域气道的三维模型，通过镜像处理获得鼻前庭区域气道的三维模型；或者，建立通用型双侧的鼻前庭区域气道的三维模型。
于本申请的一实施例中，所述三维模型包括：前鼻孔、鼻前庭区、及鼻瓣区。
于本申请的一实施例中，所述对所述三维模型进行网格优化与表面光滑处理，通过挖空处理得到中空管状结构的鼻前庭支撑器三维模型，包括：对所述三维模型表面的三角面片进行网格优化与表面光滑处理；对所述三维实体模型进行挖空处理，以生成中空管状结构鼻前庭三维初体模型；在所述前鼻孔入口和所述鼻瓣区出口部位切割去除少许实体部分，并针对锐角边缘进行圆滑处理，以得到所述鼻前庭支撑器三维模型。
于本申请的一实施例中，所述3D打印的材料采用医用级硅胶类或光敏树脂类材料。
为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种电子装置，所述装置包括：获取模块，用于获取对象鼻前庭区域的扫描数据；处理模块，用于依据所述扫描数据建立鼻前庭区域气道的三维模型；对所述三维模型进行网格优化与表面光滑处理，通过挖空处理得到中空管状结构的鼻前庭支撑器三维模型；依据所述鼻前庭支撑器三维模获得打印参数，以供导入3D打印机进行3D打印。
为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种计算机设备，所述设备包括：存储器、及处理器；所述存储器用于存储计算机指令；所述处理器运行计算机指令实现如上所述的方法。
为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法。
为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种应用上述方法制备的鼻前庭支撑器，包括：放置于左鼻前庭内和/或放置于右鼻前庭内的支撑器本体；所述支撑器本体为一体化中空管状结构，一端开口为前鼻孔入口，另一端开口为内鼻孔出口。
于本申请的一实施例中，所述前鼻孔入口和内鼻孔出口分别位于所述支撑器本体的前下和后上位置。
于本申请的一实施例中，所述支撑器本体的结构依据患者鼻前庭内部结构的影像数据并通过3D打印得到。
于本申请的一实施例中，所述支撑器本体包括：鼻前庭支撑部分、中间过渡部分、及鼻瓣区支撑部分。
于本申请的一实施例中，所述鼻前庭支撑部分为贴合鼻前庭内侧皮肤的光滑弧形部分；所述鼻瓣区支撑部分内衬于前鼻腔最狭窄的鼻瓣区；所述中间过渡部分为所述鼻前庭支撑部分和所述鼻瓣区支撑部分的平滑过渡区，贴合前鼻腔内侧壁。
于本申请的一实施例中，所述支撑器本体管壁厚度可调节，以提供不同支撑强度和扩张强度。
于本申请的一实施例中，所述支撑器本体管壁厚度范围为0.8mm-1.2mm。
于本申请的一实施例中，所述3D打印的材料采用柔性材料。
于本申请的一实施例中，所述柔性材料为医用级硅胶类或光敏树脂类材料。
如上所述，本申请提供的一种鼻前庭支撑器、及其设计与制备方法、装置、设备、介质，通过获取对象鼻前庭区域的扫描数据；依据所述扫描数据建立鼻前庭区域气道的三维模型；对所述三维模型进行网格优化与表面光滑处理，通过挖空处理得到中空管状结构的鼻前庭支撑器三维模型；依据所述鼻前庭支撑器三维模获得打印参数，以供导入3D打印机进行3D打印。
达到了以下有益效果：
1、数据采集为患者的常规CT检查，获得数据快速方便；
2、个性化鼻前庭支撑器设计过程简单，设计耗时少，其个性化结构外形与患者个体鼻前庭解剖部位的皮肤贴合度高，达到恢复正常鼻前庭结构的作用，佩戴时更舒适，而不易脱落；
3、采用医用级3D打印材料，无人体毒性和致敏性，同时具有一定的弹性和强度，鼻前庭支撑效果理想。
附图说明
图1为本申请于一实施例中的鼻前庭支撑器设计与制备方法的流程示意图。
图2为本申请于一实施例中的电子装置的模块示意图。
图3为本申请于一实施例中的计算机设备的结构示意图。
图4A为本申请于一实施例中的鼻前庭支撑器的前视角的结构示意图。
图4B为本申请于一实施例中的鼻前庭支撑器的后视角的结构示意图。
图4C为本申请于一实施例中的鼻前庭支撑器的侧视角的结构示意图。
图4D为本申请于一实施例中的鼻前庭支撑器的俯视角的结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用系统，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用系统，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面以附图为参考，针对本申请的实施例进行详细说明，以便本申请所属技术领域的技术人员能够容易地实施。本申请可以以多种不同形态体现，并不限定于此处说明的实施例。
为了明确说明本申请，省略与说明无关的部件，对于通篇说明书中相同或类似的构成要素，赋予了相同的参照符号。
在通篇说明书中，当说某部件与另一部件“连接”时，这不仅包括“直接连接”的情形，也包括在其中间把其它元件置于其间而“间接连接”的情形。另外，当说某种部件“包括”某种构成要素时，只要没有特别相反的记载，则并非将其它构成要素排除在外，而是意味着可以还包括其它构成要素。
当说某部件在另一部件“之上”时，这可以是直接在另一部件之上，但也可以在其之间伴随着其它部件。当对照地说某部件“直接”在另一部件“之上”时，其之间不伴随其它部件。
虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。例如，第一接口及第二接口等描述。再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
此处使用的专业术语只用于言及特定实施例，并非意在限定本申请。此处使用的单数形态，只要语句未明确表示出与之相反的意义，那么还包括复数形态。在说明书中使用的“包括”的意义是把特定特性、区域、整数、步骤、作业、要素及/或成份具体化，并非排除其它特性、区域、整数、步骤、作业、要素及/或成份的存在或附加。
表示“下”、“上”等相对空间的术语可以为了更容易地说明在附图中图示的一部件相对于另一部件的关系而使用。这种术语是指，不仅是在附图中所指的意义，还包括使用中的装置的其它意义或作业。例如，如果翻转附图中的装置，曾说明为在其它部件“下”的某部件则说明为在其它部件“上”。因此，所谓“下”的示例性术语，全部包括上与下方。装置可以旋转90°或其它角度，代表相对空间的术语也据此来解释。
为解决上述问题，本申请提供一种鼻前庭支撑器、及其设计与制备方法、装置、设备、介质，利用3D打印技术制备个性化功能性鼻前庭支撑器来满足临床治疗对功能和形态恢复的要求，能够实现个性化量身定制，设计出患者佩戴舒适，并能使鼻前庭的形态和功能完全恢复，同时降低瘢痕性狭窄复发率的个性化3D打印功能性鼻前庭支撑器，所制备的鼻前庭支撑器与使用者的鼻前庭结构匹配度高，患者佩戴舒适，不易脱出，同时具有制备简单、精确的特点。
一种根据患者影像学检查结果，并结合3D打印技术，设计出患者佩戴舒适，并能使鼻前庭的形态和功能完全恢复，同时降低瘢痕性狭窄复发率的个性化3D打印功能性鼻前庭支撑器。
如图1所示，展示本申请实施例中的鼻前庭支撑器设计与制备方法的流程示意图。如图所示，所述方法包括：
步骤S101：获取对象鼻前庭区域的扫描数据。
于本实施例中，所述扫描数据可通过薄层CT扫描对象，以获得CT DICOM数据。优选地，本申请可采用64层薄层扫描CT进行扫描，患者采取平卧位，去除前鼻腔内所有填塞物，并保持内部清洁，扫描范围需包括整个鼻腔通气道，据以获得CT DICOM数据。于本申请中，数据采集为患者的常规CT检查，因此获得扫描数据快速且方便。
步骤S102：依据所述扫描数据建立鼻前庭区域气道的三维模型。
于本申请的一实施例中，步骤S102具体包括：建立正常侧鼻前庭区域气道的三维模型，通过镜像处理获得鼻前庭区域气道的三维模型；或者，建立通用型双侧的鼻前庭区域气道的三维模型。
于本申请中，可将步骤S101中获得的DICOM数据导入到mimics软件中，首先进行鼻前庭区域气道的三维重建，选择灰度值Thresholding值为-1024～-260进行气道三维重建，所述三维模型以STL文件格式保存。其中，所述三维模型包括：前鼻孔、鼻前庭区、及鼻瓣区。
以下有两种情况选择来构建立鼻前庭区域气道的三维模型：
可选的一种情况，若为单侧的鼻前庭狭窄，而另一侧正常，构建目标鼻前庭区域三维气道模型需要首先重建出正常侧鼻前庭区域三维气道模型后，运用“mirror”操作来获得目标三维气道模型；
可选的另一种情况，若为双侧鼻前庭区域狭窄，无法通过正常侧来构建目标鼻前庭区域三维气道模型，故利用构建通用型鼻前庭区域三维气道模型，通过适当的修正处理来获得目标三维气道模型。
步骤S103：对所述三维模型进行网格优化与表面光滑处理，通过挖空处理得到中空管状结构的鼻前庭支撑器三维模型。
于本实施例中，所述三维模型包括：前鼻孔、鼻前庭区、及鼻瓣区。
于本申请的一实施例中，步骤S103具体包括：
A、对所述三维模型表面的三角面片进行网格优化与表面光滑处理；
B、对所述三维实体模型进行挖空处理，以生成中空管状结构鼻前庭三维初体模型；
C、在所述前鼻孔入口和所述鼻瓣区出口部位切割去除少许实体部分，并针对锐角边缘进行圆滑处理，以得到所述鼻前庭支撑器三维模型。
于本申请中，可将步骤S102中获得目标鼻前庭气道的三维模型的STL文件导入到3-matic软件中，在3-matic软件中首先对三维模型表面的三角面片进行包裹和光顺处理，再对优化过的三维实体模型进行挖空处理(hollow)，壁厚可选择0.8-1.2mm，生成中空的鼻前庭三维初体模型，并在前鼻孔入口和鼻瓣区出口部位切割去除少许实体部分，以显露完整的前鼻孔入口和鼻瓣区出口，出入口处锐角边缘做相应圆滑处理，最终生成管状结构的鼻前庭支撑器成体模型，保存为STL格式文件。
步骤S104：依据所述鼻前庭支撑器三维模获得打印参数，以供导入3D打印机进行3D打印。
于本实施例中，步骤S104包括将步骤S103中得到的鼻前庭支撑器成体模型的格式文件导入到打印机配套的MAGIC软件中设计好打印的支撑结构，并将设计的支撑结构文件与鼻前庭支撑器成体模型文件合并后作为待打印鼻前庭支撑器模型，保存为STL格式文件。
进一步地，将待打印鼻前庭支撑器模型的STL格式文件拷贝到打印机中，调整好模型位置，确认打印机处于正常工作，进行打印。打印好的模型去除支撑后进行后处理，以得到光滑的个性化鼻前庭支撑器。
3D打印技术是一种快速成型技术，它基于计算机三维数字成像技术和多层次连续打印技术的一种新兴应用技术，其原理是采用分层加工、叠加成型的方式逐层增加材料来生成3D实体，具有成型精度高、重复性好、可实现产业化生产、材料的多样性、成本相对较低。
于本申请的一实施例中，所述3D打印的材料采用医用级硅胶类或光敏树脂类材料。
需说明的是，所述打印的个性化鼻前庭支撑器贴合鼻前庭内放置，所以所选3D打印材料需对人体组织无刺激性、无毒性、无过敏反应、机体排异反应极少，因此本申请中所述打印鼻前庭支撑器的材料选用医用级硅胶类或光敏树脂类材料等具有良好的理化特性，与体液以及组织接触过程中能保持其原有的弹性和软硬度，不被降解的材料。所述医用级硅胶类或光敏树脂类材料均为相当稳定的惰性物质；能耐高温，可消毒；加工成型方便，易加工雕刻形状，使用方便。
综上所述，本申请提供的鼻前庭支撑器设计与制备方法，设计过程简单，设计耗时少，其个性化结构外形与患者个体鼻前庭解剖部位的皮肤贴合度高，达到恢复正常鼻前庭结构的作用，佩戴时更舒适，而不易脱落；采用医用级3D打印材料，无人体毒性和致敏性，同时具有一定的弹性和支撑强度，鼻前庭支撑效果理想。
如图2所示，展示为本申请于一实施例中的电子装置。如图所示，所述装置200包括：
获取模块201，用于获取对象鼻前庭区域的扫描数据；
处理模块202，用于依据所述扫描数据建立鼻前庭区域气道的三维模型；对所述三维模型进行网格优化与表面光滑处理，通过挖空处理得到中空管状结构的鼻前庭支撑器三维模型；依据所述鼻前庭支撑器三维模获得打印参数，以供导入3D打印机进行3D打印。
可以理解的是，所述电子装置200通过各模块的运行，能够实现如图1所述的鼻前庭支撑器设计与制备方法。
需要说明的是，应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，处理模块202可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上处理模块202的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(digital signal processor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。
如图3所示，展示为本申请于一实施例中的计算机设备的结构示意图。如图所示，所述计算机设备300包括：存储器301、及处理器302；所述存储器301用于存储计算机指令；所述处理器302运行计算机指令实现如图1所述的方法。
在一些实施例中，所述计算机设备300中的所述存储器301的数量均可以是一或多个，所述处理器302的数量均可以是一或多个，而图3中均以一个为例。
于本申请一实施例中，所述计算机设备300中的处理器302会按照如图1所述的步骤，将一个或多个以应用程序的进程对应的指令加载到存储器301中，并由处理器302来运行存储在存储器301中的应用程序，从而实现如图1所述的鼻前庭支撑器设计与制备方法。
所述存储器301可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。所述存储器301存储有操作系统和操作指令、可执行模块或者数据结构，或者它们的子集，或者它们的扩展集，其中，操作指令可包括各种操作指令，用于实现各种操作。操作系统可包括各种系统程序，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。
所述处理器302可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
在一些具体的应用中，所述计算机设备300的各个组件通过总线系统耦合在一起，其中总线系统除包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见，在图3中将各种总线都成为总线系统。
为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如图1所述的鼻前庭支撑器设计与制备方法。
所述计算机可读存储介质，本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过计算机程序相关的硬件来完成。前述的计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
为解决上述问题，本申请还根据图1所述方法制备了鼻前庭支撑器，通过个性化量身定制，能够满足临床治疗对功能和形态恢复的要求，并能使鼻前庭的形态和功能完全恢复，同时降低瘢痕性狭窄复发率，所制备的鼻前庭支撑器与使用者的鼻前庭结构匹配度高，患者佩戴舒适，不易脱出，同时具有制备简单、精确的特点。
如图4A-4D所示，分别展示了本申请实施例中的鼻前庭支撑器在不同视角下的结构示意图。如图所示，所述鼻前庭支撑器包括：放置于左鼻前庭内和/或放置于右鼻前庭内的支撑器本体1；所述支撑器本体1为一体化中空管状结构，一端开口为前鼻孔入口2，另一端开口为内鼻孔出口3。
于本申请中，所述前鼻孔入口2和内鼻孔出口3分别位于所述支撑器本体1的前下和后上位置。
在本实施例中，所述鼻前庭支撑器分为左侧和右侧，可依据患者个性化鼻前庭结构而设计，在外观上存在一定个体差异，但总体外观近似鼻前庭内部结构，呈中空管状。
需要注意的是，本申请所述鼻前庭支撑器留有所述前鼻孔入口2和内鼻孔出口3，所述前鼻孔入口2和内鼻孔出口3分别位于支撑器本体1的前下和后上位置，通过所述前鼻孔入口2和内鼻孔出口3的设置，可以在支撑扩张鼻前庭的同时保证正常的鼻腔通气功能，提高患者舒适度。
需要说明的是，本申请所述的鼻前庭支撑器可以根据患者的情况提供单侧鼻前庭支撑器或双侧鼻前庭支撑器，例如，单侧正常者，依据正常侧鼻前庭结构设计患侧；双侧均不正常者，依据正常标准鼻前庭结构修正后设计双侧。
在本实施例中，中空管状结构设计保证了鼻前庭支撑器在支撑扩张的同时，不影响正常鼻腔的通气功能。同时，鼻前庭支撑器在提供功能性支撑扩张效果的同时，能够保持鼻翼正常的形态和实现鼻前庭内结构的重建。
于本申请中，所述支撑器本体1的结构依据患者鼻前庭内部结构的影像数据并通过3D打印得到。
简单来说，可以根据患者鼻前庭区域的CT扫描数据构建3D模型，通过处理修正等常规手段形成可供3D打印机打印的模型和参数。由此，根据患者影像学结果，通过计算机辅助设计和3D打印，可大大降低了鼻前庭支撑器建立摸具的成本。
于本申请中，所述支撑器本体1包括：鼻前庭支撑部分11、中间过渡部分12、及鼻瓣区支撑部分13。
在本实施例中，所述的打印鼻前庭支撑器分为左侧和右侧，外观近似鼻前庭内部结构的管状空腔状扩张支架，包括有前下方的前鼻孔入口2、后上方的内鼻孔出口3两个出口和鼻前庭支撑部分11、中间过渡部分12、鼻瓣区支撑部分13三个区域组成。
于本申请中，所述鼻前庭支撑部分11为贴合鼻前庭内侧皮肤的光滑弧形部分，为保持对称的鼻翼提供一定的支撑和扩张效果；所述鼻瓣区支撑部分13内衬于前鼻腔最狭窄的鼻瓣区，以提供支撑和扩张，防止鼻瓣区再狭窄和保持鼻腔通气功能；所述中间过渡部分12为所述鼻前庭支撑部分11和所述鼻瓣区支撑部分13的平滑过渡区，贴合前鼻腔内侧壁，以提供支撑防止再狭窄。所述鼻前庭支撑部分11、中间过渡部分12、鼻瓣区支撑部分13为3D打印的一体化结构，且管壁为均一的实心部分。
于本申请中，所述支撑器本体1管壁厚度可调节，以提供不同支撑强度和扩张强度。因个体性差异不同而调节扩张器的支撑强度。优选地，所述支撑器本体1管壁厚度范围为0.8mm-1.2mm。鼻前庭支撑器管壁厚度的可调节性，可以不同的支撑和扩张强度的选择，可避免鼻前庭皮肤压力性损伤的几率。
整体来说，本申请所述的鼻前庭支撑器的前后径为15-18mm，左右径为12mm-15mm，上下径为12mm-15mm。
于本申请中，所述3D打印的材料采用柔性材料。具体来说，本申请所述的鼻前庭支撑器采用医用级硅胶类或光敏树脂类材料。
其中，医用级硅胶类材料，具有良好的弹性和韧性，生物相容性好，对人体组织无刺激性、无毒性、无过敏反应、机体排异反应极少；具有良好的理化特性，与体液以及组织接触过程中能保持其原有的弹性和柔软度，不被降解，是一种相当稳定的惰性物质；能耐高温，可消毒；加工成型方便，易加工雕刻形状，使用方便。
医用级光敏树脂类材料，目前广泛运用于口腔和医疗卫生行业，对人体无毒性，具有一定的韧性和硬度，良好的抗张强度、冲击强度耐高低温性特性，可为3D打印的鼻前庭支撑器提供良好的支撑强度和组织接触的相容性。。
综上所述，本申请的一种鼻前庭支撑器、及其设计与制备方法、装置、设备、介质，通过获取对象鼻前庭区域的扫描数据；依据所述扫描数据建立鼻前庭区域气道的三维模型；对所述三维模型进行网格优化与表面光滑处理，通过挖空处理得到中空管状结构的鼻前庭支撑器三维模型；依据所述鼻前庭支撑器三维模获得打印参数，以供导入3D打印机进行3D打印。
本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (17)

1.一种鼻前庭支撑器设计与制备方法，其特征在于，所述方法包括：
获取对象鼻前庭区域的扫描数据；
依据所述扫描数据建立鼻前庭区域气道的三维模型；
对所述三维模型进行网格优化与表面光滑处理，通过挖空处理得到中空管状结构的鼻前庭支撑器三维模型；
依据所述鼻前庭支撑器三维模获得打印参数，以供导入3D打印机进行3D打印。
2.根据权利要求1所述的鼻前庭支撑器设计与制备方法，其特征在于，所述依据所述扫描数据建立鼻前庭区域气道的三维模型，包括：
建立正常侧鼻前庭区域气道的三维模型，通过镜像处理获得鼻前庭区域气道的三维模型；或者，建立通用型双侧的鼻前庭区域气道的三维模型。
3.根据权利要求1所述的鼻前庭支撑器设计与制备方法，其特征在于，所述三维模型包括：前鼻孔、鼻前庭区、及鼻瓣区。
4.根据权利要求3所述的鼻前庭支撑器设计与制备方法，其特征在于，所述对所述三维模型进行网格优化与表面光滑处理，通过挖空处理得到中空管状结构的鼻前庭支撑器三维模型，包括：
对所述三维模型表面的三角面片进行网格优化与表面光滑处理；
对所述三维实体模型进行挖空处理，以生成中空管状结构鼻前庭三维初体模型；
在所述前鼻孔入口和所述鼻瓣区出口部位切割去除少许实体部分，并针对锐角边缘进行圆滑处理，以得到所述鼻前庭支撑器三维模型。
5.根据权利要求1所述的鼻前庭支撑器设计与制备方法，其特征在于，所述3D打印的材料采用医用级硅胶类或光敏树脂类材料。
6.一种电子装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取对象鼻前庭区域的扫描数据；
处理模块，用于依据所述扫描数据建立鼻前庭区域气道的三维模型；对所述三维模型进行网格优化与表面光滑处理，通过挖空处理得到中空管状结构的鼻前庭支撑器三维模型；依据所述鼻前庭支撑器三维模获得打印参数，以供导入3D打印机进行3D打印。
7.一种计算机设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、及处理器；所述存储器用于存储计算机指令；所述处理器运行计算机指令实现如权利要求1至5中任意一项所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任意一项所述的方法。
9.一种应用权利要求1至5中任意一项所述方法制备的鼻前庭支撑器，其特征在于，包括：放置于左鼻前庭内和/或放置于右鼻前庭内的支撑器本体；所述支撑器本体为一体化中空管状结构，一端开口为前鼻孔入口，另一端开口为内鼻孔出口。
10.根据权利要求9所述的鼻前庭支撑器，其特征在于，所述前鼻孔入口和内鼻孔出口分别位于所述支撑器本体的前下和后上位置。
11.根据权利要求9所述的鼻前庭支撑器，其特征在于，所述支撑器本体的结构依据患者鼻前庭内部结构的影像数据并通过3D打印得到。
12.根据权利要求9所述的鼻前庭支撑器，其特征在于，所述支撑器本体包括：鼻前庭支撑部分、中间过渡部分、及鼻瓣区支撑部分。
13.根据权利要求12所述的鼻前庭支撑器，其特征在于，所述鼻前庭支撑部分为贴合鼻前庭内侧皮肤的光滑弧形部分；所述鼻瓣区支撑部分内衬于前鼻腔最狭窄的鼻瓣区；所述中间过渡部分为所述鼻前庭支撑部分和所述鼻瓣区支撑部分的平滑过渡区，贴合前鼻腔内侧壁。
14.根据权利要求9所述的鼻前庭支撑器，其特征在于，所述支撑器本体管壁厚度可调节，以提供不同支撑强度和扩张强度。
15.根据权利要求9所述的鼻前庭支撑器，其特征在于，所述支撑器本体管壁厚度范围为0.8mm-1.2mm。
16.根据权利要求9所述的鼻前庭支撑器，其特征在于，所述3D打印的材料采用柔性材料。
17.根据权利要求16所述的鼻前庭支撑器，其特征在于，所述柔性材料为医用级硅胶类或光敏树脂类材料。
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