一种全膝关节置换假体的个性化设计和制造系统及方法
专利汇可以提供一种全膝关节置换假体的个性化设计和制造系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种全 膝关节 置换 假体 的个性化设计和制造系统及方法，其通过异地设置的三个工作站，将医生、设计人员和工程人员联系在一起，并融合 图像处理 技术、虚拟手术规划、信息交流、个性化交互设计、产品性能快速分析和3D打印制造技术，通过该系统医生能随时了解膝关节假体设计、制造情况，设计人员能根据患者的膝关节形态设计出其个人适用的假体，并能随时根据医生的方案，对假体设计进行 修改 ，最后工程人员使用3D打印技术制造出设计的假体，生产出与患者膝关节最佳匹配的个性化膝关节假体，从而在最少切骨量的 基础 上保证假体与膝关节的最佳匹配，达到效果最优化。本发明不仅能够摆脱现有假体产品不能良好匹配膝关节结构的困扰，而且使对患者个性化、定制化置换手术方案成为可能，在医学领域中具有重大意义。，下面是一种全膝关节置换假体的个性化设计和制造系统及方法专利的具体信息内容。
1.一种全膝关节置换假体的个性化设计和制造系统，其特征在于，该系统包括：
数字化膝关节CT/MRI数据获取和医生手术规划工作站，
个性化参数分析设定和个性化全膝关节置换假体设计及虚拟验证工作站，以及3D打印直接制造数据处理及控制工作站；
三个所述工作站异地设置，并通过Internet网络实现信息交流。
2.如权利要求1所述的一种全膝关节置换假体的个性化设计和制造系统，其特征在于，所述数字化膝关节CT/MRI数据获取和医生手术规划工作站包括三维数字化模型获取单元和截骨单元：
（1）所述三维数字化模型获取单元，其基于患者膝关节的标准医学图像CT/MRI断层扫描数据，通过图像分割、编辑、三维计算的工具包处理，完成患者膝关节三维数字化模型的提取，其中所述膝关节三维数字化模型包括股骨/胫骨/髌骨的三维数字化模型；
（2）所述截骨单元，其用于对构建的所述膝关节三维数字化模型依照全膝置换术的手术方案和程序进行模拟截骨，得到股骨/胫骨/髌骨的截骨模型和保留骨模型。
3.如权利要求2所述的一种全膝关节置换假体的个性化设计和制造系统，其特征在于，所述个性化参数分析设定和个性化全膝关节置换假体设计及虚拟验证工作站包括个性化全膝关节置换假体模型设计单元和假体误差分析验证单元：
（1）所述个性化全膝关节置换假体模型设计单元，其用于对全膝关节置换假体进行个性化设计，得到全膝关节置换假体模型；
（2）所述假体误差分析验证单元，其用于将所述全膝关节置换假体模型与患者的膝关节骨骼模型模拟装配后，分析全膝关节置换假体覆盖面积误差，并对全膝关节置换假体植入后，患者的运动功能进行分析，生成分析报告。
4.如权利要求3所述的一种全膝关节置换假体的个性化设计和制造系统，其特征在于，所述3D打印直接制造数据处理及控制工作站包括数据处理单元、3D打印控制单元和3D打印制造单元：
（1）所述数据处理单元，其用于对设计好的所述全膝关节置换假体模型进行数据处理、快速工艺分析，并对所述全膝关节置换假体模型进行摆放和悬垂结构添加支撑，然后进行分层切片处理，以获得分层数据；
（2）所述3D打印控制单元，其用于根据所述数据处理单元获得的分层数据和设定的工艺参数，进行3D打印设备的运动状态控制和监控；
（3）所述3D打印制造单元，其根据所述3D打印控制单元的指令，执行相应的运动过程，进行全膝关节置换假体的3D打印，生产假体成品。
5.一种基于如权利要求1到4任一项所述系统的全膝关节置换假体的个性化设计和制造方法，其包括以下步骤：
1）数字化膝关节CT/MRI数据获取和医生手术规划的步骤：
①医生采用数字化膝关节CT/MRI数据获取和医生手术规划工作站，将患者膝关节的标准医学图像CT/MRI断层扫描数据导入该工作站，该工作站中的三维数字化模型获取单元通过图像分割、编辑、三维计算的工具包处理，完成患者膝关节三维数字化模型的提取；
②医生制定手术截骨、置换方案；
③采用截骨单元，对膝关节三维数字化模型依照步骤②中医生制定手术截骨、置换方案进行模拟截骨，得到膝关节的截骨模型和保留骨模型；
④医生将截骨模型和保留骨模型发送到假体设计人员；
2）个性化参数分析设定、个性化全膝关节置换假体设计及虚拟验证的步骤：
①假体设计人员采用个性化参数分析设定和个性化全膝关节置换假体设计及虚拟验证工作站，该工作站中的个性化全膝关节置换假体模型设计单元根据医生的截骨、置换方案，对全膝关节置换假体进行个性化设计，得到全膝关节置换假体模型；
②假体设计人员将设计的全膝关节置换假体模型与保留骨模型进行模拟装配，以保证全膝关节置换假体与保留骨之间的最佳匹配；
③同时对全膝关节置换假体植入后的运动功能进行分析，生成分析报告，并将分析报告返回给医生；
④医生根据返回的分析报告确认设计的全膝关节置换假体模型是否符合患者个人情况：若不符合，假体设计人员根据医生建议对设计进行修改，直到医生满意，然后将设计好的全膝关节置换假体模型发送给工程工艺人员；
3）3D打印直接制造数据处理及控制的步骤：
①工程工艺人员通过3D打印直接制造数据处理及控制工作站，对发送来的全膝关节置换假体模型进行数据处理、快速工艺分析，同时对全膝关节置换假体模型进行摆放，并针对工艺过程出现的悬垂结构进行添加支撑，然后进行分层切片处理；
②将分层文件导入3D打印控制单元，先通过扫描路径生成软件生成合适的扫描路径，然后将扫描路径导入3D打印制造单元，并进行3D打印设备运动控制、监控、以及工艺参数的设定；
③3D打印制造单元进行全膝关节置换假体的3D打印制造，并通过后续热处理、喷砂、抛光的工序最终获得假体成品；
④假体成品通过3D快速扫描方式获得产品模型，并与发送来的全膝关节置换假体模型进行重合验证，分析制造误差，生成产品报告；
⑤将产品报告发送至医生，医生接受后将假体成品发货到医生，进行患者全膝关节置换手术。
6.如权利要求5所述的一种全膝关节置换假体的个性化设计和制造方法，其特征在于，所述步骤1）的步骤①中，三维数字化模型获取单元以比利时mimics16.0为核心。
7.如权利要求5所述的一种全膝关节置换假体的个性化设计和制造方法，其特征在于，所述步骤2）的步骤①中，个性化全膝关节置换假体模型设计单元以市场通用CAD建模软件为核心。
8.如权利要求7所述的一种全膝关节置换假体的个性化设计和制造方法，其特征在于，CAD建模软件为PRO/E、UG或Solidworks。
9.如权利要求5所述的一种全膝关节置换假体的个性化设计和制造方法，其特征在于，所述步骤3）的步骤①中，通过magics软件对全膝关节置换假体模型进行摆放。
10.如权利要求5所述的一种全膝关节置换假体的个性化设计和制造方法，其特征在于，所述步骤4）的步骤③中，3D打印制造单元通过激光选区熔化或者电子束选区熔化的金属增材制造方式进行3D打印制造。
一种全膝关节置换假体的个性化设计和制造系统及方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 3D打印乳房外置假体及其制作方法 | 2020-05-16 | 689 |
| 一种石墨烯3D打印材料 | 2020-05-20 | 976 |
| 一种新型3D打印用粘土材料 | 2020-05-17 | 388 |
| 一种用于3D打印的组合物、含有其的3D打印材料及其制备方法、应用及3D打印设备 | 2020-05-14 | 541 |
| 一种高精度3D打印和切割联合加工方法 | 2020-05-12 | 1015 |
| 一种具有高热变形温度的石墨烯3D打印材料 | 2020-05-19 | 595 |
| 一种3D打印用粘土材料的制备方法 | 2020-05-17 | 890 |
| 一种三原色打印机及打印方法 | 2020-05-18 | 473 |
| 一种3D打印用材料 | 2020-05-12 | 435 |
| 一种激光烧结3D打印用粘土材料及其制备方法 | 2020-05-15 | 191 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
