本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)工程體外人造耳技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種無創(chuàng)型義耳的建模方法、制造方法及相應(yīng)的義耳。

背景技術(shù)：

義耳是一種良好的替代自體重建的方法，即使在自體、異體耳重建失敗的情況下，假體修復(fù)可以作為第二線治療。適應(yīng)癥：1、腫瘤切除術(shù)后，2、局部放射治療后，3、周邊組織嚴(yán)重受損，4、部分不愿意接受多次手術(shù)和植入自體、異體耳支架的患者，5重建手術(shù)失敗的患者，6、存在潛在的顱腦畸形的患者，7、手術(shù)風(fēng)險高的患者，以上患者通過假體修復(fù)后仍然可以獲得具有美學(xué)的外耳。

目前，義耳安裝慣用的連接方式是在患者的顱骨上植入幾個金屬基座，用種植體固定義耳，將外耳形硅橡膠義耳由他人用螺帽固定在鈦釘上。它的不足之處是有創(chuàng)的，整個過程需要進行三次手術(shù)，花費時間較長；在使用時需他人安裝，很不方便。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的問題提供一種無創(chuàng)型義耳的建模方法、制造方法及義耳，并解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種無創(chuàng)型義耳的建模方法，包括以下步驟：

步驟1、對殘耳及健耳進行掃描，獲取殘耳輪廓數(shù)據(jù)及健耳輪廓數(shù)據(jù)；

步驟2、根據(jù)所述殘耳輪廓數(shù)據(jù)及健耳輪廓數(shù)據(jù)分別對殘耳及健耳進行數(shù)字化建模，生成殘耳3d模型和健耳3d模型；

步驟3、鏡像翻轉(zhuǎn)健耳3d模型，使殘耳3d模型與健耳3d模型重疊；從健耳3d模型上去除其與殘耳3d模型的重疊部分，形成具有供殘耳嵌入安裝的空心套的義耳3d模型；

步驟4、使用有限元分析軟件對義耳3d模型進行有限元網(wǎng)格劃分；

步驟5、利用至少一個現(xiàn)實工況數(shù)據(jù)對有限元網(wǎng)格劃分后的義耳3d模型進行可行性分析并優(yōu)化，得到義耳模型。

優(yōu)選地，所述有限元分析軟件為hypermesh。

優(yōu)選地，使用激光掃描儀對所述殘耳及健耳進行掃描。

優(yōu)選地，步驟2或3使用cad軟件。

優(yōu)選地，步驟2中，所述輪廓數(shù)據(jù)是輪廓特征圖像；在所述數(shù)字化建模前，若所述殘耳輪廓數(shù)據(jù)及所述健耳輪廓數(shù)據(jù)的輪廓特征圖像存在破面或不清楚，使用軟件修復(fù)。

優(yōu)選地，步驟5利用cae有限元軟件完成；所述現(xiàn)實工況數(shù)據(jù)包括但不限于以下中的任一個：殘耳在嵌入空心套時的受力情況、義耳正常佩戴僅受到自重的情況、義耳被壓迫的情況、義耳受到碰撞或摩擦的情況以及義耳所處不同氣溫條件的情況。

本發(fā)明還涉及一種無創(chuàng)型義耳的制造方法，使用3d打印設(shè)備打印如前述建模方法獲得義耳模型。

優(yōu)選地，所述3d打印材料為硅膠。

本發(fā)明還涉及一種無創(chuàng)型義耳，使用如前述的無創(chuàng)型義耳的制造方法制造的義耳。

優(yōu)選地，所述空心套與殘耳接觸部分設(shè)有粘合劑

本發(fā)明的有益效果：

通過本發(fā)明提供的一種無創(chuàng)型義耳的制造方法，利用3d打印技術(shù)定制出與健側(cè)耳朵一致的義耳，采用無創(chuàng)式義耳的方式，將義耳嵌入殘耳并與殘耳黏貼即實現(xiàn)安裝，安裝過程簡便、無痛苦；義耳的外形效果自然、逼真，適于廣泛推廣應(yīng)用。可針對不同的患者，進行個性化定制外耳，使其更加適于患者，既美觀又實用。

具體實施方式

本發(fā)明提供的一種無創(chuàng)型嵌入式義耳的制造方法，其包括以下步驟：

步驟1、使用激光掃描儀對殘耳及健耳進行掃描，獲取殘耳輪廓數(shù)據(jù)及健耳輪廓數(shù)據(jù)，該輪廓數(shù)據(jù)是輪廓特征圖像；臨床患者一般情況下是一邊耳朵有缺陷，而另一邊耳朵完好，在制作義耳前通過接掃描患者的健側(cè)耳躲和殘耳，即可得到患者的耳朵外形數(shù)據(jù)。

步驟2、將提取得到的輪廓特征圖像導(dǎo)入電腦cad軟件中，根據(jù)所述殘耳輪廓特征圖像及健耳輪廓特征圖像分別對殘耳及健耳進行數(shù)字化建模，生成殘耳3d模型和健耳3d模型；其中，在數(shù)字化建模前，輪廓特征圖像若存在破面或不清楚的地方，使用cad軟件進行修復(fù)重現(xiàn)，保證生成的3d模型完整性，使殘耳及健側(cè)耳朵的耳廓形狀、大小、高度、角度和人體上的一致。

步驟3、在cad軟件中，鏡像翻轉(zhuǎn)殘耳3d模型或健耳3d模型，將殘耳3d模型與健耳3d模型定位、組合，實現(xiàn)殘耳3d模型與健耳3d模型的最大程度重疊；實現(xiàn)了義耳的制作以健側(cè)耳朵為原型參照，使得安裝義耳后的殘耳側(cè)與健耳側(cè)外觀一致。從健耳3d模型上去除與使殘耳3d模型重疊部分，形成義耳3d模型；義耳3d模型具有供殘耳嵌入安裝的空心套。所述空心套為殘耳的嵌入腔，在佩戴時，義耳通過空心套覆蓋殘耳，然后利用粘合劑粘貼固定即可。

步驟4、使用hypermesh有限元分析軟件對義耳3d模型進行有限元網(wǎng)格劃分；網(wǎng)格劃分的大小在0.3mm～0.5mm，保證網(wǎng)格劃分的模型與原模型能夠完整貼合義耳模型。

步驟5、利用至少一個現(xiàn)實工況數(shù)據(jù)對有限元網(wǎng)格劃分后的缺損耳廓3d模型進行可行性分析并優(yōu)化，得到義耳模型；優(yōu)選地使用cae有限元軟件模擬在各種現(xiàn)實工況下對義耳模型進行可行性分析，獲取最佳的義耳模型數(shù)據(jù)；

所述現(xiàn)實工況數(shù)據(jù)包括但不限于以下中的任一個：殘耳在嵌入空心套時的受力情況、義耳正常佩戴僅受到自重的情況、義耳被壓迫的情況、義耳受到碰撞或摩擦的情況以及義耳所處不同氣溫條件的情況，義耳所處氣溫變化導(dǎo)致義耳熱脹冷縮的情況。在設(shè)計上去除不合理的受力，減小義耳對殘耳的應(yīng)力，使佩戴義耳更舒服。

cae有限元在模擬分析上述這些情況下的義耳模型的結(jié)構(gòu)參數(shù)，經(jīng)過綜合分析后選取最優(yōu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)作為義耳模型數(shù)據(jù)；同時在設(shè)計上去除不合理的受力，減小義耳對殘耳的應(yīng)力，使佩戴義耳更舒服。

本發(fā)明還涉及一種無創(chuàng)型義耳的制造方法，使用3d打印設(shè)備打印如前述建模方法獲得義耳模型。所述3d打印材料為醫(yī)用硅膠。其對人體無害，穩(wěn)定性好，使用壽命長。本發(fā)明利用3d打印技術(shù)定制出與健側(cè)耳朵一致的義耳，加上采用無創(chuàng)式嵌入義耳的方式，安裝簡便、無痛苦；義耳的外形效果自然、逼真，適于廣泛推廣應(yīng)用。可針對不同的患者，進行個性化定制外耳，使其更加適于患者，既美觀又實用。

本發(fā)明還涉及一種無創(chuàng)型義耳，使用如前述的無創(chuàng)型義耳的制造方法制造的義耳。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種無創(chuàng)型義耳的建模方法，首先獲取殘耳輪廓數(shù)據(jù)及健耳輪廓數(shù)據(jù)，其次進行數(shù)字化建模，生成殘耳3D模型和健耳3D模型；鏡像翻轉(zhuǎn)殘耳3D模型或健耳3D模型，使殘耳3D模型與健耳3D模型進行最大程度重疊；從健耳3D模型上去除與使殘耳3D模型重疊部分，形成義耳3D模型；使用有限元分析軟件對義耳3D模型進行可行性分析并優(yōu)化，得到義耳模型。本發(fā)明還涉及一種無創(chuàng)型義耳的制造方法和義耳。通過本發(fā)明可定制出與健側(cè)耳朵一致的義耳，采用無創(chuàng)式嵌入義耳的方式，安裝簡便、無痛苦；義耳的外形效果自然、逼真，適于廣泛推廣應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：黃文華;鐘靜;楊承鋒
受保護的技術(shù)使用者：南方醫(yī)科大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.05
技術(shù)公布日：2017.08.08