一種采用3D打印模具制作定制義乳的方法技術

一種采用3D打印模具制作定制義乳的方法，本發明專利技術涉及醫學制造技術領域；它的制作步驟如下：數據采集：獲取患者健側乳房和術側體表特征的MRI、CT掃描斷層數據或采用高精度非接觸式激光三維人體掃描儀采集數據；模型建立：通過醫學仿真軟件MIMICS、計算機輔助設計等軟件對所得的數據進行處理，建立義乳三維模型；制作模具：應用Geomagic和CAD等軟件對義乳三維模型進行修改、編輯、抽殼處理，并以合適格式輸出到3D打印機制作實體義乳模具；在義乳模具中灌注硅膠等義乳用材料，固化成型得定制義乳。不僅實現個體差異對個性化義乳的需求，而且，可實現基于現有義乳材料的訂制義乳的低成本、低技術門檻快速生產，實用性強，易于推廣和普及。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及醫學制造
，具體涉及一種采用3D打印模具制作定制義乳的方法。
技術介紹
義乳，又稱假乳或人造乳房，是乳房缺失人群除乳房重置術外最為理想的替代品。它的主要作用是維持形體美觀、保護患者術后胸部、維持術后胸部重量均衡（尤其是對單側缺失者）以免造成患者肩膀傾斜、脊柱彎曲或肌肉酸痛等癥狀。 近年來，隨著高科技的發展和新材料的研發義乳向更加人性化、科學化方向邁進，但是，由于女性乳房大小、形狀和體形各有差異，有限的幾種型號和形狀的大眾化義乳難以滿足實際應用需求；且患者的手術切口、疤痕位置、尺寸和高低等各有不同，現有義乳由于與患者術口、疤痕摩擦等會造成佩帶不適甚至皮膚破損或感染。因此，如何根據患者健側乳房和術側實際情況高效、快速制作個性化義乳不僅可以滿足佩帶者的實際需求，成為了現代醫學和整形方面亟待解決的問題之一。這對提高其生活質量、解決其生理、心理、家庭等問題非常重要。
技術實現思路
本專利技術的目的在于針對現有技術的缺陷和不足，提供一種結構簡單，設計合理、使用方便的采用3D打印模具制作定制義乳的方法，不僅實現個體差異對個性化義乳的需求，而且，可實現基于現有義乳材料的訂制義乳的低成本、低技術門檻快速生產，實用性強，易于推廣和普及。為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案是：它的制作步驟如下：一、數據采集：獲取患者健側乳房和術側體表特征的MRI、CT掃描斷層數據或采用高精度非接觸式激光三維人體掃描儀采集數據；二、模型建立：通過醫學仿真軟件MIMICS、計算機輔助設計（CAD）等軟件對步驟一中所得的數據進行處理，建立義乳三維模型；三、制作模具：應用Geomagic和CAD等軟件對義乳三維模型進行修改、編輯、抽殼處理，并以合適格式輸出到3D打印機制作實體義乳模具；四、在步驟三中制成的義乳模具中灌注硅膠等義乳用材料，固化成型得定制義乳。所述的步驟一中的CT掃描斷層數據是利用CT機進行連續斷層掃描獲得其Dicom醫學數字圖像標準數據，CT機掃描參數包括掃描層厚、曝光時間和電壓根據個體差異進行調整。所述步驟一中的高精度非接觸式激光三維人體掃描儀是對病人站立、側臥、平躺等身位下的健側乳房、術側疤痕進行數據采集。所述的步驟二模型建立，其特征在于利用多種數據源，充分考慮患者個體特征、術側體表特征等的基礎上，經包括圖像定位、閾值分割、動態分割、每層圖像經選擇性編輯和漏洞處理、去除冗余數據、平滑處理等3D計算處理，建立術側義乳三維模型。所述的步驟三制作模具，其特征在于三維模型處理是在考慮患者乳房和體形特征以及個人喜好等因素，采用Geomagic 軟件對三維模型進行修改、編輯和調整，最后經抽殼處理獲取義乳模具三維模型，并以STL文件格式輸出至3D打印機進行義乳模具制作；所述3D打印機包括FDM、SLA、DLP等各種設備。所述的步驟四中的義乳用材料包括硅膠、聚氨酯、水凝膠、天然凝膠等。本專利技術有益效果為：1、借助MIR、CT等醫學影像設備可快速簡便實現患者健側乳房和術側體表特征的數據采集；2、在構建數字模型時，可以根據不同患者的乳房、體形、術側體表等數據進行個性化模型的設計，并可充分考慮使用者的個人喜好，具有可設計性，可完全滿足佩戴者的要求；3、借助3D打印技術，具有快速成型的特點，大大縮短了義乳模具的制備時間，成本低、實用性強，可小批量生產，同時，制備個性義乳所用材料與義乳市場所用材料完全相同，可快速被市場接受，因此易于推廣和普及，具有顯著的社會和經濟效益。具體實施方式本具體實施方式采用的技術方案是：它的制作步驟如下：一、數據采集：獲取患者健側乳房和術側體表特征的MRI、CT掃描斷層數據或采用高精度非接觸式激光三維人體掃描儀采集數據；二、模型建立：通過醫學仿真軟件MIMICS、計算機輔助設計（CAD）等軟件對步驟一中所得的數據進行處理，建立義乳三維模型；三、制作模具：應用Geomagic和CAD等軟件對義乳三維模型進行修改、編輯、抽殼處理，并以合適格式輸出到3D打印機制作實體義乳模具；四、在步驟三中制成的義乳模具中灌注硅膠等義乳用材料，固化成型得定制義乳。所述的步驟一中的CT掃描斷層數據是利用CT機進行連續斷層掃描獲得其Dicom醫學數字圖像標準數據，CT機掃描參數包括掃描層厚、曝光時間和電壓根據個體差異進行調整。所述步驟一中的高精度非接觸式激光三維人體掃描儀是對病人站立、側臥、平躺等身位下的健側乳房、術側疤痕進行數據采集。所述的步驟二模型建立，其特征在于利用多種數據源，充分考慮患者個體特征、術側體表特征等的基礎上，經包括圖像定位、閾值分割、動態分割、每層圖像經選擇性編輯和漏洞處理、去除冗余數據、平滑處理等3D計算處理，建立術側義乳三維模型。所述的步驟三制作模具，其特征在于三維模型處理是在考慮患者乳房和體形特征以及個人喜好等因素，采用Geomagic 軟件對三維模型進行修改、編輯和調整，最后經抽殼處理獲取義乳模具三維模型，并以STL文件格式輸出至3D打印機進行義乳模具制作；所述3D打印機包括FDM、SLA、DLP等各種設備。所述的步驟四中的義乳用材料包括硅膠、聚氨酯、水凝膠、天然凝膠等。本具體實施方式有益效果為：它不僅實現個體差異對個性化義乳的需求，而且，可實現基于現有義乳材料的訂制義乳的低成本、低技術門檻快速生產，實用性強，易于推廣和普及實施例一：將專利技術應用于單側乳房缺失患者硅膠義乳的制備，其具體步驟如下：1、數據采集：采用CT、MRI機對患者健側乳房和術側體表進行連續斷層掃描獲得其Dicom醫學數字圖像標準數據；利用三維數字掃描儀掃描患者在站立、平躺、側臥等體位下健側乳房和術側體表三維數據；2、將CT掃描Dicom格式斷層數據輸入MIMICS軟件，經包括圖像定位、閾值分割、動態分割、每層圖像選擇性編輯和漏洞處理、去除冗余數據、平滑處理等3D計算處理；對患者不同體位下健側乳房和術側體表的特征進行人體工學分析，并與患者CT、MRI等數據進行綜合處理、分析，建立義乳三維模型；3、利用Geomagic軟件，選中健側乳房和術側體表三維模型外表面，刪除模型內部多余三角網格，處理模型文件中的錯誤，生成一個封閉的內部無孔洞的乳房三維模型；接下來，結合患者的實際述求及喜好，對模型進行編輯、光滑處理，生成形態完整、表面無異常的乳房三維模型，最后去除模型頂蓋、抽殼，得到乳模模具的三維模型；輸出乳模模具三維模型STL格式文件到弘瑞X500 3D打印機，設置層厚0.2mm進行切片處理，然后利用通用的PLA材料制作得到義乳模具；4、根據患者膚色調和醫用硅膠，真空抽氣后將其灌注在上述3D打印所得模具中，固化成型后取出即可獲得定制硅膠義乳。實施例二：將專利技術應用于即將進行切除手術患者的義乳制備，其具體步驟如下：1、數據采集：首先利用三維數字掃描儀掃描患者在站立、平躺、側臥等體位下雙側乳房和體表三維數據；患者CT、MRI等醫學數字圖像標準數據通過患者主治醫院獲得；2、依據患者不同體位下健側乳房和即將手術側乳房的三維掃描數據和特征建立義乳三維模型；3、進行三維掃描獲取患者術后體表切口數據，對模型進行編輯、光滑處理，生成形態完整、表面無異常的乳房三維模型，最后去除模型頂蓋、抽殼，得到乳模模具的三維模型；輸出乳模模具三維模型STL格式文件到弘瑞X500 3D本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種采用3D打印模具制作定制義乳的方法，其特征在于：它的制作步驟如下：(一)、數據采集：獲取患者健側乳房和術側體表特征的MRI、CT掃描斷層數據或采用高精度非接觸式激光三維人體掃描儀采集數據；(二)、模型建立：通過醫學仿真軟件MIMICS、計算機輔助設計CAD等軟件對步驟(一)中所得的數據進行處理，建立義乳三維模型；(三)、制作模具：應用Geomagic和CAD等軟件對義乳三維模型進行修改、編輯、抽殼處理，并以合適格式輸出到3D打印機制作實體義乳模具；(四)、在步驟(三)中制成的義乳模具中灌注硅膠等義乳用材料，固化成型得定制義乳。

【技術特征摘要】
1.一種采用3D打印模具制作定制義乳的方法，其特征在于：它的制作步驟如下：(一)、數據采集：獲取患者健側乳房和術側體表特征的MRI、CT掃描斷層數據或采用高精度非接觸式激光三維人體掃描儀采集數據；(二)、模型建立：通過醫學仿真軟件MIMICS、計算機輔助設計CAD等軟件對步驟(一)中所得的數據進行處理，建立義乳三維模型；(三)、制作模具：應用Geomagic和CAD等軟件對義乳三維模型進行修改、編輯、抽殼處理，并以合適格式輸出到3D打印機制作實體義乳模具；(四)、在步驟(三)中制成的義乳模具中灌注硅膠等義乳用材料，固化成型得定制義乳。2.根據權利要求1所述的一種采用3D打印模具制作定制義乳的方法，其特征在于：所述的步驟(三)制作模具，其特征在于三維模型處理是在考慮患者乳房和體形特征以及個人喜好等因素，采用Geomagic 軟件對三維模型進行修改、編輯和調整，最后經抽殼處理獲取義乳模具三維模型，并以STL文件格式輸出至3D打印機進行義乳模具制作；所述3D打印機包括FDM、SLA...

【專利技術屬性】
技術研發人員：潘盈，化得川，閆昌友，周峰，王曉龍，
申請(專利權)人：潘盈，
類型：發明
國別省市：甘肅;62