发明名称 一种婴儿唇裂面部仿真模型制备方法
摘要 本发明属于医学用仿真人体器官表面模型的设计与制备方法,具体涉及一种婴儿唇裂面部仿真模型制备方法,其步骤如下:1)采集唇裂患儿面部三维原始数据;2)重建唇裂患儿面部数字化面部模型;3)将模型文件自动分层离散形成加工文件;4)自动加工唇裂患儿面部树脂件原型;5)翻制硅橡胶唇裂面部模型;6)硅橡胶面部模型的着色。它能提供一种与3个月龄唇裂婴儿面部形态、肤色、质地等高度一致的个性化定制的面部仿真模型,仿真模型不仅为外科医师术前提供提供真实参考,使术中心中有数,同时也能为唇腭裂患者家长提供手术后面容美观效果。
申请公布号 CN101673481B 申请公布日期 2011.04.13
申请号 CN200910308111.8 申请日期 2009.10.07
申请人 中国人民解放军第四军医大学 发明人 吴国锋;赵铱民;封兴华;田磊;王方;孔亮
分类号 G06F17/50(2006.01)I;A61F2/50(2006.01)I;G09B19/10(2006.01)I 主分类号 G06F17/50(2006.01)I
代理机构 西安吉盛专利代理有限责任公司 61108 代理人 鲍燕平
主权项 一种婴儿唇裂面部仿真模型制备方法,其步骤如下:1)采集唇裂患儿面部三维原始数据;2)重建唇裂患儿面部数字化面部模型;3) 将模型文件自动分层离散形成加工文件;4)自动加工唇裂患儿面部树脂件原型;5)翻制硅橡胶唇裂面部模型;6)硅橡胶面部模型的着色;其特征是:所述的1)采集唇裂患儿面部三维原始数据采用结构光人体三维扫描系统实现患儿面部活体数据采集,操作前先打开结构光三维扫描系统,调整扫描仪高度、角度、位置,调整摄像头焦距,光圈,使获得的图像清晰亮度自然,调整系统参数如下:基距=500mm;测量距离≈900mm;α≈30°;摄像头焦距选择16mm;调整摄像头的高度与焦距,固定患儿坐于摄像头前方约75cm处,并与摄像头等高,以黑色非反光幕布为背景;运用3DSS系统自带的扫描软件3DSS‑color对患儿面部形态进行扫描,扫描得到的点云数据以.wrl格式保存;所述的2)重建唇裂患儿面部数字化面部模型是将步骤1)中扫描获取的患儿面部点云数据.wrl文件输入Geomagic Studio 10逆向工程软件中,然后去除多余的杂点与坏点,得到完整的患儿面形点云数据;再将点云数据通过逆向工程的方式封装、重构为三维面片模型,并对模型进行修补及曲面优化,将其输出为. wrp格式文件进行保存;然后期执行Geomagic Studio 10逆向工程软件中“抽壳”命令赋予该模型厚度为5mm,以. stl格式存盘;所述的3)将模型文件自动分层离散形成加工文件是将步骤2)中的.stl文件导入Magics RP软件中进行切片,根据激光成型机中聚苯乙烯成型粉材料加工要求,运行Magics RP软件,打开machine setup命令, 导入AFS‑360型机器工作平台执行“Slice”切片命令进行切片,切片参数:z方向放大0.5%,切片层厚=0.15mm,刀具补偿=0.1;切片完成后自动以.cli格式存储;然后运行Arps2000 V4激光扫描路径与优化软件分别打开.cli文件,检验数据格式是否正确,检验数据正确后,输出.afi格式的RP机器代码文件;最后加工输出选项:扫描方向为X、Y方向交替、不扫描轮廓、路径优化原则为深度‑广度混合原则;聚苯乙烯成型粉加工输出选项:扫描方向为X、Y方向交替、扫描轮廓、路径优化原则为深度‑广度混合原则;所述的4)自动加工唇裂患儿面部树脂件原型是:A、在AFS‑360激光成型机料缸中分别加入聚苯乙烯成型粉,打开AFS‑360激光成型机,运行Afswin320自动成型系统控制软件,输入婴儿唇裂面部模型的步骤3)中的.afi文件;B、设置参数,打开开关开始加工,加工完成后,自然冷却至室温,拿出加工好的原型件,清除多余粉末,试件加工完成;C、将E1000环氧树脂双组分按比例充分混合,涂刷试件b使其充分浸透,静置4‑6小时,40℃加热4‑6小时使环氧树脂充分结固,获得最终的婴儿唇裂面部树脂模型;所述的5)翻制硅橡胶唇裂面部模型包括如下步骤:A、调拌牙科用超硬石膏,灌注入下半金属型盒;B、将步骤4)中的唇裂面部树脂模型包埋入下半型盒,待其自然结固干燥后,在模型表面涂布牙科分离剂,然后复位上半型盒,灌注满超硬石膏,待其自然结固;C、将型盒整体置于100℃水浴箱内加热30分钟,取出并开盒,取出树脂模型,备用;D、准确称取适量A‑2186赝复用硅橡胶基胶,依据临床患儿面部照片,进行硅橡胶的内着色,直至与患儿面部肤色的基调色基本相似为止;E、向内着色A‑2186基胶添加交联剂,混合比例为基胶:交联剂=10:1,混和并搅拌均匀,抽真空20min,用注射器注入牙科技工型盒,压盒,100℃水浴箱煮盒固化2小时;F、待其自然冷却后小心开盒取出内着色后的赝复体,去除表面的石膏颗粒,用眼科剪、尖刀片去除表面的硅橡胶小瘤,剪除边缘,成型; 所述的6)硅橡胶面部模型的着色是:在自然光线下保持室温在20℃‑25℃之间,进行唇裂硅橡胶面部模型的外着色;(1)将步骤5)中未加交联剂的内着色A‑2186基胶置于调色板上;取内着色基胶,添加颜料和交联剂至基胶中,搅拌均匀及排除气泡,调制成照片中面部皮肤颜色相协调的外着色基胶;用画笔涂布基胶于硅橡胶面部表面,每次操作后用无色海绵吸去过多的色料,仅保留修复体表面薄层基胶;(3)放置3‑8分钟后,进行亚光处理;(4)放置在恒温箱中,直至薄层外着色硅胶完全固化;(5)重复上述外着色操作,直至修复体颜色与患儿照片皮肤颜色完全一致。
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