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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于RP原型及硅膠模具的骨骼模型
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 本文主要研究基于RP原型及硅膠模具的骨骼模型快速制作技術(shù)，并在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立一套快速有效的制作機(jī)制，讓初學(xué)者能簡(jiǎn)單地按步完成骨骼模型的制作工藝，為以后的相關(guān)研究提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
- 詳細(xì)介紹：
- 研究方法：第一步，通過(guò)CT掃描獲得骨骼的原始數(shù)據(jù)，然后運(yùn)用醫(yī)學(xué)圖形處理軟件Mimics對(duì)骨骼圖片進(jìn)行處理，從而將二維的CT圖片轉(zhuǎn)化成為三維圖形，生成快速成型機(jī)可以識(shí)別的STL文件，最后用FDM快速成型機(jī)完成RP模型；第二步，用RP原型制作骨骼模型硅膠模具，然后采用硅膠模具進(jìn)行真空注塑成型，最后進(jìn)行打磨處理，完成骨骼模型快速制作工藝。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 在骨骼模型制作方面，因?yàn)槿狈σ惶卓焖儆行У闹谱鳈C(jī)制，所以通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定一套統(tǒng)一的制作流程和實(shí)踐方法具有非常好的研究?jī)r(jià)值。為了讓RP與硅膠模具的骨骼模型制作技術(shù)在校內(nèi)實(shí)踐中更好的開展，項(xiàng)目組準(zhǔn)備通過(guò)實(shí)驗(yàn)建立一套快速有效的制作機(jī)制，包括：CT圖片的獲取、圖片格式轉(zhuǎn)換處理、硅膠模具的真空注塑、制件固化和骨骼模型制作工藝。對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析后，歸納出一套可在校內(nèi)實(shí)際的制作參數(shù)及流程。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 將快速成型技術(shù)、醫(yī)學(xué)CT與硅膠模具技術(shù)結(jié)合，成為現(xiàn)代骨骼模型快速制作的一種重要手段。先用快速成型技術(shù)制作出所需的骨骼模型，然后制作硅膠模，最后直接在低壓、常溫注射，可以快速地得到所需的骨骼模型。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- RP成型速度快，縮短制作周期，而且成本較為低廉；硅膠模具成品精度高，注塑成型快，非常適合于小批量試制，便于手術(shù)前模擬、手術(shù)中指導(dǎo)操作及教學(xué)運(yùn)用。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本文主要研究基于RP原型及硅膠模具的骨骼模型快速制作技術(shù)，并在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立一套快速有效的制作機(jī)制，讓初學(xué)者能簡(jiǎn)單地按步完成骨骼模型的制作工藝，為以后的相關(guān)研究提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。研究方法：第一步，通過(guò)CT掃描獲得骨骼的原始數(shù)據(jù)，然后運(yùn)用醫(yī)學(xué)圖形處理軟件Mimics對(duì)骨骼圖片進(jìn)行處理，從而將二維的CT圖片轉(zhuǎn)化成為三維圖形，生成快速成型機(jī)可以識(shí)別的STL文件，最后用FDM快速成型機(jī)完成RP模型；第二步，用RP原型制作骨骼模型硅膠模具，然后采用硅膠模具進(jìn)行真空注塑成型，最后進(jìn)行打磨處理，完成骨骼模型快速制作工藝。研究結(jié)果：骨骼模型的三維圖形通過(guò)快速成型制作可以精確地反映骨骼特征結(jié)構(gòu)，根據(jù)RP原型進(jìn)行硅膠模具的制作，可以達(dá)到預(yù)定的制作效果。最終結(jié)論：基于試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，歸納出一套快速有效的制作機(jī)制，操作步驟簡(jiǎn)單易學(xué)，具有非常實(shí)用的價(jià)值。
獲獎(jiǎng)情況
- 無(wú)
鑒定結(jié)果
- 無(wú)
參考文獻(xiàn)
- 莫健華，快速成型及快速制模[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006.7. 白培康，朱林泉.快速成型與快速模具制造技術(shù)[M]．北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2003． 張富強(qiáng)，王運(yùn)贛.快速成型在生物醫(yī)學(xué)工程中的應(yīng)用[M]．北京：人民軍醫(yī)出版社，2009．5.
同類課題研究水平概述
- 近年來(lái)通過(guò)與螺旋CT或核磁共振等檢測(cè)手段的三維圖像重建功能相結(jié)合，在骨科領(lǐng)域顯示出良好的應(yīng)用前景。在醫(yī)學(xué)研究方面的運(yùn)用主要有以下方法：①器官模型制造，如復(fù)雜部位骨折模型、脊柱側(cè)彎模型及顱內(nèi)病變模型等，便于手術(shù)前模擬、手術(shù)中指導(dǎo)操作及教學(xué)運(yùn)用。②個(gè)體化假體植人物的制造：根據(jù)患者病變部位的CT、MRI等數(shù)據(jù)，制造與局部解剖形態(tài)相一致的假體植入物，如個(gè)體化股骨頭、膝關(guān)節(jié)、義耳等，使患者的術(shù)后功能、外觀方面獲得盡可能的恢復(fù)。③組織工程多孔支架制造：可以在計(jì)算機(jī)輔助下，構(gòu)建個(gè)體化外觀與內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的組織工程多孔支架，孔隙率及微孔徑具有可控性，為進(jìn)一步構(gòu)建血管化組織工程器官提供了可行的方法。 項(xiàng)目有關(guān)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)和授權(quán)情況： 北京吉馬飛科技發(fā)展有限公司于2008年申請(qǐng)專利：1.制作贗復(fù)體的方法，其特征在于，包括以下步驟：一、利用CT醫(yī)學(xué)技術(shù)或圖像技術(shù)獲取患者顱頜面的面部圖像數(shù)據(jù)；二、對(duì)面部圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行三維模型重建，獲得患者的三維顱頜面的面部模型，并轉(zhuǎn)換格式生成三維軟件可讀取的文件格式，三維模型重建是利用患者顱頜面的面部數(shù)據(jù)將患者頭部在計(jì)算機(jī)上立體再現(xiàn)的過(guò)程；三、以患者的三維顱頜面的面部模型為依據(jù)，利用三維軟件來(lái)獲取患者顱頜面所缺損部位的修復(fù)體三維模型；四、把修復(fù)體三維模型按照一定厚度進(jìn)行分層切片，得到各個(gè)截面二維輪廓的切片數(shù)據(jù)；五、將切片數(shù)據(jù)傳送到快速成型機(jī)中，快速成型機(jī)中的掃描器在計(jì)算機(jī)信息的控制下逐層進(jìn)行掃描燒結(jié)，制作出樹脂模型或蠟?zāi)?；六、利用樹脂模型或蠟?zāi)７瞥龉枘z模具；七、往硅膠模具的模腔中澆注硅膠；八、脫模后得到贗復(fù)體。
