專利名稱：假肢接受腔制造方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種假肢接受腔制造方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
假肢是供截肢者使用，以代償缺損肢體部分功能的人造肢體，例如小腿假肢，如圖I所示，包括假肢接受腔1，連接件2和模擬肢體3 ；其中，假肢接受腔I用于容納殘肢，將殘肢收納在其中，并通過連接件2和模擬肢體3相連，從而將相關(guān)的力有效地傳遞到假肢遠(yuǎn)端部位(遠(yuǎn)離人體心臟的方向，反之為假肢近端)，是人體-機(jī)械系統(tǒng)的界面部件。在現(xiàn)有技術(shù)中，假肢接受腔的制作通常分為4個步驟，第一步，制造假肢陰模，第 二步，由該陰模制造假肢陽模，第三步，修改該假肢陽模以為殘肢的敏感區(qū)域提供防護(hù)，第四步，利用經(jīng)修改的假肢陽模形成假肢接受腔。其中，在第四步利用經(jīng)修改的假肢陽模形成假肢接受腔時，通常使用真空成型工藝實(shí)現(xiàn)，即在經(jīng)修整后的陽模表面上依次進(jìn)行套膜、套增強(qiáng)材料、灌注樹脂、抽真空成型等步驟，形成假肢接受腔?，F(xiàn)有技術(shù)中，上述真空成型工藝是由有經(jīng)驗(yàn)的技師手工完成的，而且在形成假肢接受腔之后，一般還需要依賴技師的經(jīng)驗(yàn)和技巧根據(jù)截肢者穿戴情況進(jìn)行反復(fù)的調(diào)試，才能得到最終的假肢接受腔成品，使假肢裝配尚不能完全脫離手工作坊式的制造模式，無法實(shí)現(xiàn)機(jī)器化制造。。而且在假肢接受腔真空成型及反復(fù)調(diào)試的過程中，化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氣體及打磨和切削產(chǎn)生的大量的材料碎屑，這些對假肢技師傷害很大。另外，由于假肢接受腔制造工藝復(fù)雜，對殘肢陽模的修整和對接受腔的調(diào)試均沒有形成可精確量化的操作記錄，更不能進(jìn)行精準(zhǔn)的控制，所以無法實(shí)現(xiàn)異地遠(yuǎn)程制作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種假肢接受腔制造方法及系統(tǒng)，能夠減少人工操作，實(shí)現(xiàn)自動化大規(guī)模制造。為達(dá)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的一種假肢接受腔制造方法，該方法包括根據(jù)預(yù)先制作的假肢陽模，通過反求工程并預(yù)留接受腔空間，制作接受腔陰模殼體；組合所述接受腔陰模殼體與所述假肢陽模，形成一成型空腔；在預(yù)設(shè)壓力和預(yù)設(shè)溫度下，將固化材料灌注到所述成型空腔內(nèi)，形成假肢接受腔毛還;將所述假肢接受腔毛坯進(jìn)行曲線切割，留下有效部分，得到假肢接受腔成品。優(yōu)選地，所述預(yù)留的接受腔空間包括接受腔腔壁占用空間、連接件占用空間以及固化材料灌注通道。
優(yōu)選地，所述將固化材料灌注到所述成型空腔之前，該方法進(jìn)一步包括在所述陰模殼體內(nèi)壁及所述假肢陽模外壁覆蓋型腔膜；在所述陰模殼體內(nèi)壁及所述陽模外壁覆蓋的型腔膜之間，填充增強(qiáng)材料和連接件。優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)壓力為80帕以上，所述預(yù)設(shè)溫度為2(T60°C。優(yōu)選地，將訴述假肢接受腔毛坯進(jìn)行曲線切割，留下有效部分之后，該方法進(jìn)一步包括 對所述假肢接受腔毛坯進(jìn)行邊緣拋光。優(yōu)選地，所述假肢陽模通過石膏修形或計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD) /計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)得到。一種假肢接受腔制造系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 陽模制造裝置，用于制作假肢陽模；陰模制造裝置，用于通過反求工程并預(yù)留接受腔空間，制做接受腔陰模殼體；灌注裝置，用于在預(yù)設(shè)壓力和預(yù)設(shè)溫度下，將固化材料灌注到通過組合所述陰模殼體與所述假肢陽模所形成的成型空腔內(nèi)，得到假肢接受腔毛坯；切割裝置，用于將所述假肢接受腔毛坯進(jìn)行曲線切割，留下有效部分，得到假肢接受腔。優(yōu)選地，所述灌注裝置包括壓力調(diào)節(jié)單元，與所述成型空腔連接，用于調(diào)節(jié)所述成型空腔內(nèi)的壓力；溫度調(diào)節(jié)單元，與所述成型空腔連接，用于調(diào)節(jié)所述成型空腔內(nèi)的溫度；灌注單元，與所述成型空腔連接，用于向所述成型空腔內(nèi)灌注固化材料。優(yōu)選地，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括拋光裝置，用于對所述假肢接受腔進(jìn)行邊緣拋光。優(yōu)選地，所述陽模制造裝置包括數(shù)據(jù)處理單元，用于獲取假肢的空間形狀數(shù)據(jù)；數(shù)控機(jī)床，用于根據(jù)所述空間形狀數(shù)據(jù)對模具外形進(jìn)行切削，得到所述假肢陽模。由上述技術(shù)方案可見，本發(fā)明的這種假肢接受腔制造方法及系統(tǒng)，通過陰模和陽模組合形成模具，并在其中灌注固化材料形成假肢接受腔毛胚的方法，之后再通過簡單的切割拋光即可得到加工精度符合要求的假肢接受腔，避免了技師長期接觸化學(xué)半成品的對身體的危害，更節(jié)省了大量的人工操作，制造成本低，可以實(shí)現(xiàn)完全機(jī)器化加工。另外，通過反求工程并預(yù)留接受腔空間，制作接受腔陰模殼體的數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳輸，因此不需要患者在制造現(xiàn)場配合制造，該方法及系統(tǒng)制造假肢接受腔的過程完全可以不在患者所在地的異地實(shí)現(xiàn)，進(jìn)一步免除了患者的差旅負(fù)擔(dān)，大大方便了患者。


圖I為現(xiàn)有假肢結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例一的假肢陽膜、假肢接受腔陰模殼體示意圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例一的假肢接受腔制造方法流程圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例二的假肢接受腔制造方法流程圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例一的假肢接受腔制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本發(fā)明實(shí)施例的灌注裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本發(fā)明實(shí)施例的陽模制造裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖2、3所示，本發(fā)明實(shí)施例一的假肢接受腔制造方法包括如下步驟步驟301，根據(jù)預(yù)先制作的假肢陽模201，通過反求工程(又稱逆向工程或反向工程)并預(yù)留接受腔空間203，得到接受腔陰模殼體202 ；在本發(fā)明中，假肢陽?？梢允强紤]了假肢接受腔修型技術(shù)，即在殘肢形狀基礎(chǔ)上做了免荷、壓力墊、壓縮量控制等必要處理的用于制造假肢接受腔的殘肢模型。此假肢陽?？刹捎萌我猬F(xiàn)有成熟技術(shù)得到，例如來源于石膏修型技術(shù)，也可來源于假肢接受腔快速成型技術(shù)。針對假肢陽模通過計(jì)算機(jī)反求工程制作假肢接受腔陰模殼體的過程，其首要條件是得到假肢陽模的計(jì)算機(jī)3維數(shù)據(jù)；其次，是預(yù)置假肢接受腔的厚度、邊緣走向等數(shù)據(jù)；最后，通過數(shù)據(jù)計(jì)算得到假肢接受腔陰模殼體的3維數(shù)據(jù)。得到假肢接受腔陰模殼體的3維數(shù)據(jù)后，即可通過數(shù)控機(jī)床等設(shè)備制作假肢接受腔的陰模殼體。在此過程中，還可以通過有限元等方法計(jì)算出預(yù)置假肢接受腔的空間，也就是生產(chǎn)此假肢接受腔所需材料的量。由于制作假肢陽膜和接受腔陰模殼體的3維數(shù)據(jù)均可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，因此在患者所在地獲取到數(shù)據(jù)后，可以遠(yuǎn)程傳輸給異地的制作工廠進(jìn)行制作，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程制作，免去了患者的奔波之苦。步驟302，組合所述陰模殼體與所述陽模，形成一成型空腔；假肢陽模的外表面與假肢接受腔陰模殼體的內(nèi)表面形狀是匹配的，每一對組合模具僅可制造出適應(yīng)于該患者殘肢的個性化假肢接受腔，而通過此模具生產(chǎn)假肢接受腔的過程可以通過網(wǎng)絡(luò)在異地實(shí)現(xiàn)。而假肢接受腔陽模與假肢接受腔陰模殼體的外表面形狀可以根據(jù)設(shè)備需要進(jìn)行調(diào)整和統(tǒng)一，幾乎不會影響到假肢接受腔的功能。步驟303，在預(yù)設(shè)壓力和預(yù)設(shè)溫度下，將固化材料灌注到所述成型空腔內(nèi)，形成假肢接受腔毛坯；固化材料可以采用現(xiàn)有任意固化材料,例如樹脂、硅膠和各種板材,注射時可以采用注射槍。步驟304，將訴述假肢接受腔毛坯進(jìn)行曲線切割，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時可能會留有一部分冗余量，以對應(yīng)可能的制造誤差，這時需要通過曲線切割將成品的這部分冗余部分切割掉，留下的即為有效部分。曲線切割時可以采用數(shù)控機(jī)床等加工設(shè)備按照預(yù)先設(shè)置的假肢接受腔的有效部分的3維數(shù)據(jù)自動完成?！ど鲜黾僦邮芮恢谱鬟^程中，假肢陽模和假肢接受腔陰模殼體的制作、固化材料的灌注、曲線切割等，均可以采用機(jī)械設(shè)備自動化完成，相比現(xiàn)有依靠假肢技師根據(jù)假肢陽膜手工套膜、注入固化材料、抽真空成型并手工修整打磨來說，大大減少了人工操作，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化大規(guī)模制造。另外，作為優(yōu)選實(shí)施例，如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例二的假肢接受腔制造方法包括如下步驟步驟401，根據(jù)預(yù)先制作的假肢陽模，通過計(jì)算機(jī)反求工程并預(yù)留接受腔空間，得到接受腔陰模殼體；其中，所述假肢陽模通過石膏修形或CAD/CAM得到；預(yù)留的接受腔空間可以包括接受腔腔體空間、連接件占用空間以及固化材料灌注通道。加工制造假肢接受腔陰模殼體技術(shù)還可以包括通過假肢接受腔陽模數(shù)據(jù)反求假肢接受腔陰模數(shù)據(jù)，同時預(yù)留接受腔空間，生成假肢接受腔陰模殼體數(shù)據(jù)。加工制造假肢接受腔陰模殼體技術(shù)還可以包括使用機(jī)械切削的方法加工假肢接受腔陽模和假肢接受腔陰模殼體。 步驟402，組合所述陰模殼體與所述陽模，形成一成型空腔；步驟403，在所述陰模殼體內(nèi)壁及所述陽模外壁覆蓋型腔膜；在所述陰模殼體內(nèi)壁及所述陽模外壁覆蓋的型腔膜之間，填充增強(qiáng)材料和假肢接受腔連接件。其中，固化材料可以是樹脂、硅膠、板材等現(xiàn)有任意常用的固化材料，增強(qiáng)材料可以是玻璃纖維、碳纖維和棉織物等，主要用于增加制作的假肢接受腔的強(qiáng)度，延長假肢接受腔的使用壽命，假肢接受腔的連接件可以是鋼四爪、鈦四爪、可旋三爪等任意與模擬假肢配合連接的連接件。步驟404，在預(yù)設(shè)壓力和預(yù)設(shè)溫度下，將固化材料灌注到所述成型空腔內(nèi)，形成假肢接受腔毛坯；其中，所述預(yù)設(shè)壓力可以為80帕以上，所述預(yù)設(shè)溫度可以為2(T60°C，具體的壓力和溫度，可以根據(jù)所使用的固化材料和成品的強(qiáng)度要求確定，這里不再一一贅述。步驟405，對所述假肢接受腔毛坯進(jìn)行曲線切割，留下有效部分。 步驟406，將訴述假肢接受腔毛坯進(jìn)行拋光邊緣處理，得到假肢接受腔成品。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種假肢接受腔制造系統(tǒng)，如圖5所示，包括陽模制造裝置501，用于制作假肢陽模；陰模制造裝置502，用于通過反求工程并預(yù)留接受腔空間，制造接受腔陰模殼體；灌注裝置503，用于在預(yù)設(shè)壓力和預(yù)設(shè)溫度下，將固化材料灌注到組合所述陰模殼體與所述陽模所形成的成型空腔內(nèi)，得到假肢接受腔毛坯；切割裝置504，用于將訴述假肢接受腔毛坯進(jìn)行曲線切割，留下有效部分，得到假肢接受腔。作為優(yōu)選實(shí)施例，該系統(tǒng)還可以進(jìn)一步包括拋光裝置(圖中未示出)，用于對所述假肢接受腔進(jìn)行邊緣拋光，進(jìn)一步增加假肢接受腔佩戴的舒適度。優(yōu)選地,如圖6所示,所述灌注裝置503包括壓力調(diào)節(jié)單元601，與所述成型空腔連接，用于調(diào)節(jié)所述成型空腔內(nèi)的壓力；溫度調(diào)節(jié)單元602，與所述成型空腔連接，用于調(diào)節(jié)所述成型空腔內(nèi)的溫度；灌注單元603，與所述成型空腔連接，用于向所述成型空腔內(nèi)灌注固化材料。優(yōu)選地，所述陽模制造裝置501如圖7所示，包括數(shù)據(jù)處理單元701，用于獲取假肢的空間形狀數(shù)據(jù)；
數(shù)控機(jī)床702，用于根據(jù)所述空間形狀數(shù)據(jù)對模具外形進(jìn)行切割，得到所述假肢陽模。
上述裝置實(shí)施例中各設(shè)備的作用均可參考方法實(shí)施例中的描述，這里不再贅述。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種假肢接受腔制造方法，其特征在于，該方法包括 根據(jù)預(yù)先制作的假肢陽模，通過反求工程并預(yù)留接受腔空間，制作接受腔陰模殼體； 組合所述接受腔陰模殼體與所述假肢陽模，形成一成型空腔； 在預(yù)設(shè)壓力和預(yù)設(shè)溫度下，將固化材料灌注到所述成型空腔內(nèi)，形成假肢接受腔毛坯； 將所述假肢接受腔毛坯進(jìn)行曲線切割，留下有效部分，得到假肢接受腔。
2.如權(quán)利要求I所述的假肢接受腔制造方法，其特征在于，所述預(yù)留的接受腔空間包括 接受腔腔壁占用空間、連接件占用空間以及固化材料灌注通道。
3.如權(quán)利要求I所述的假肢接受腔制造方法，其特征在于，所述將固化材料灌注到所述成型空腔之前，該方法進(jìn)一步包括 在所述陰模殼體內(nèi)壁及所述假肢陽模外壁覆蓋型腔膜；在所述陰模殼體內(nèi)壁及所述陽模外壁覆蓋的型腔膜之間，填充增強(qiáng)材料和連接件。
4.如權(quán)利要求I所述的假肢接受腔制造方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)壓力為80帕以上，所述預(yù)設(shè)溫度為2(T60°C。
5.如權(quán)利要求I所述的假肢接受腔制造方法，其特征在于，將訴述假肢接受腔毛坯進(jìn)行曲線切割，留下有效部分之后，該方法進(jìn)一步包括 對所述假肢接受腔毛坯進(jìn)行邊緣拋光。
6.如權(quán)利要求I所述的假肢接受腔制造方法，其特征在于，所述假肢陽模通過石膏修形或計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD/計(jì)算機(jī)輔助制造CAM得到。
7.一種假肢接受腔制造系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括 陽模制造裝置，用于制作假肢陽模； 陰模制造裝置，用于通過反求工程并預(yù)留接受腔空間，制做接受腔陰模殼體； 灌注裝置，用于在預(yù)設(shè)壓力和預(yù)設(shè)溫度下，將固化材料灌注到通過組合所述陰模殼體與所述假肢陽模所形成的成型空腔內(nèi)，得到假肢接受腔毛坯； 切割裝置，用于將所述假肢接受腔毛坯進(jìn)行曲線切割，留下有效部分，得到假肢接受腔。
8.如權(quán)利要求7所述的假肢接受腔制造系統(tǒng)，其特征在于，所述灌注裝置包括 壓力調(diào)節(jié)單元，與所述成型空腔連接，用于調(diào)節(jié)所述成型空腔內(nèi)的壓力； 溫度調(diào)節(jié)單元，與所述成型空腔連接，用于調(diào)節(jié)所述成型空腔內(nèi)的溫度； 灌注單元，與所述成型空腔連接，用于向所述成型空腔內(nèi)灌注固化材料。
9.如權(quán)利要求7所述的假肢接受腔制造系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括 拋光裝置，用于對所述假肢接受腔進(jìn)行邊緣拋光。
10.如權(quán)利要求7所述的假肢接受腔制造系統(tǒng)，其特征在于，所述陽模制造裝置包括 數(shù)據(jù)處理單元，用于獲取假肢的空間形狀數(shù)據(jù)； 數(shù)控機(jī)床，用于根據(jù)所述空間形狀數(shù)據(jù)對模具外形進(jìn)行切削，得到所述假肢陽模。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種假肢接受腔制造方法，該方法包括根據(jù)預(yù)先制作的假肢陽模，通過反求工程并預(yù)留接受腔空間，制作接受腔陰模殼體；組合所述接受腔陰模殼體與所述假肢陽模，形成一成型空腔；在預(yù)設(shè)壓力和預(yù)設(shè)溫度下，將固化材料灌注到所述成型空腔內(nèi)，形成假肢接受腔毛坯；將所述假肢接受腔毛坯進(jìn)行曲線切割，留下有效部分，得到假肢接受腔。本發(fā)明還公開了一種假肢接受腔制造系統(tǒng)，該方法及系統(tǒng)能夠得到高精度的假肢接受腔，無需再經(jīng)過手工抽真空樹脂成型工序，節(jié)省了大量的人工操作，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器化自動大規(guī)模制造。
文檔編號A61F2/78GK102920538SQ20121043831
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月6日
發(fā)明者李立峰, 張小雪 申請人:國家康復(fù)輔具研究中心