СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНАТОМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ В МАГНИТНОМ НЕГАТИВЕ Российский патент 1997 года по МПК A61F2/60 

Изобретение относится к области протезирования и протезостроения, а именно к получению анатомических моделей сегментов тела человека или животного (биообъекта) с использованием ферромагнитных сыпучих материалов, превращаемых в прочную систему воздействием магнитного поля.

Известен способ получения анатомических моделей в разъемном магнитном негативе из ферромагнитного дисперсного материала, заключающийся в условном разделении поверхности сегмента биообъекта на части, имеющие разнонаправленные уклоны, расположении каждой части поверхности сегмента объекта в сыпучем ферромагнитном материале между полюсами источников магнитного поля, упрочнении сыпучего материала отдельными полями для получения составного негатива, разделении негатива на части, соответствующие количеству источников магнитного поля, с одновременным их отделением друг от друга, удалении сегмента биообъекта, соединении частей негатива, заливке в полость негатива модельного материала [1]
Основные недостатки этого способа:
повышенная трудоемкость на операции расположения объекта в сыпучем ферромагнитном формовочном материале, связанная с засыпкой его этим материалом,
пониженная точность размеров негатива и модели в направлении, перпендикулярном поверхности разъема негатива, связанная с погрешностями, возникающими при соединении частей негатива,
повышенная трудоемкость на операции разделения негатива на части и последующего их соединения,
повышенная шероховатость поверхности анатомической модели, связанная с недостаточным уплотнением формовочного материала и повышенной его пористостью.

Наиболее близким по технической сути является способ получения анатомических моделей в магнитном неразъемном негативе, при котором в технологическую емкость насыпают дисперсный ферромагнитный материал, размещают в нем сегмент биообъекта, упрочняют материал воздействием магнитного поля, удаляют объект из негатива с образованием полости, заливают в полость модельный материал для получения модели [2]
Основные недостатки этого способа: повышенная трудоемкость на операции расположения сегмента биообъекта в сыпучем ферромагнитном формовочном материале, связанная с засыпкой его материалом, и обработки модели вследствие повышенной шероховатости ее поверхности, обусловленной недостаточным уплотнением формовочного материала и повышенной его пористостью.

Целью изобретения является снижение трудоемкости технологического процесса при изготовлении негатива, улучшение качества поверхности модели.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, заключающемся в засыпке в технологическую емкость ферромагнитного формовочного материала, размещении сегмента биообъекта в формовочном материале, упрочнении материала воздействием магнитного поля, удалении объекта из упрочненного материала и образовании полостей негатива, заливке модельного материала в полость негатива для получения анатомической модели, согласно изобретению, на сегменте биообъекта наносят линию метки, погружают сегмент в формовочный материал, обеспечивая во время упрочнения совпадение свободной поверхности материала с линией метки. Сегмент погружают также в формовочный материал, обеспечивая после упрочнения совпадение свободной поверхности формовочного материала с линией метки. Во время погружения сегмента биообъекта в упрочненный формовочный материал изменяют его прочность и жесткость путем изменения индукции магнитного поля. Изменение прочности и жесткости упрочненного формовочного материала осуществляют в соответствии с давлением сегмента биообъекта на материал. При получении анатомических моделей в глубоком негативе перед погружением сегмента биообъекта предварительно выполняют в формовочном материале углубление, приближающееся по конфигурации и размерам к сегменту биообъекта.

На чертеже изображены сегменты 3 объекта (стоп) в формовочном материале 2, размещенном в технологической емкости 1. Стрелки указывают направление линий магнитной индукции.

Предлагаемый способ может быть реализован следующим образом (на примере изготовления анатомической модели стопы человека).

В технологической емкости 1, заполненной ферромагнитным формовочным материалом 2, например дробью марок ДСЛ 0,5; 08 (ГОСТ 11964-81), размещают сегмент 3 стопы человека так, чтобы его нижняя поверхность соприкасалась с поверхностью формовочного материала. Предварительно на сегмент 3 может быть нанесена условная линия его раздела на поверхности с разнонаправленными уклонами, т. е. линия метки. Дальнейшие действия по получению негатива могут быть осуществлены различным образом.

Пример 1. После соприкосновения стопы 3 с материалом 2 ее погружают в него на необходимую глубину, например до тех пор, пока условная линия метки не совпадет с уровнем формовочного материала, который изменяется при погружении сегмента 3. Если эта линия существенно криволинейна, то она не на всем своем протяжении совпадает со свободной поверхностью формовочного материала 2. Поэтому в таких случаях производят подформовку, изменяя соответствующим образом свободную поверхность формовочного материала 2, например, путем добавления недостающего материала либо удаление его излишков.

Во время совпадения свободной поверхности материала с линией метки упрочняют формовочный материал 2 воздействием магнитного поля и удаляют объект 3. В образовавшуюся полость негатива заливают модельный материал, после затвердения которого воздействие поля прекращают и удаляют модель для дальнейшей обработки. При выполнении способа таким образом имеет место наименьшее сопротивление материала 2 погружению сегмента 3, что особенно важно для мягких или болезненных тканей объекта. Однако после совмещения поверхности формовочного материала с линией метки сегмента 3 в некоторых случаях бывает трудно удержать сегмент 3 от дальнейшего погружения, например, когда человек, устав стоять на одной ноге, нечаянно перенесет тяжесть тела на стопу, с которой получают негатив. Кроме того, при таком погружении материал практически не уплотняется, а пористость его не уменьшается. Это приводит к повышенной шероховатости поверхности модели из-за повышенного проникновения залитого модельного материала в поры негатива и как следствие, к повышенной трудоемкости обработки модели.

Пример 2. Одновременно с погружением сегмента 3 в материал 2 его упрочняют воздействием магнитного поля для увеличения сопротивлений погружению сегмента 3 на необходимую величину. При этом прочность и жесткость негатива изменяют в соответствии с давлением на него сегмента 3. Эта мера предупреждает возможность случайного погружения объекта на глубину свыше необходимой. При необходимости получения криволинейной свободной поверхности материала 2 производят подформовку, перераспределяя материал. При этом приеме погружения сегмента 3 материал 2 доуплотняется под давлением с уменьшением пористости негатива и шероховатости модели.

Дальнейшая последовательность операций аналогична примеру 1.

Пример 3. Формовочный материал 2 упрочняют воздействием магнитного поля, устанавливают на него сегмент 3 и начинают погружение, изменяя прочность и жесткость негатива в соответствии с давлением сегмента 3 на материал 2. Чаще всего удобно вначале упрочнить материал до такой степени, чтобы погружение было затруднено, а затем уменьшить прочность и жесткость до уровня, обеспечивающего начало погружения. При этом пациент сам может изменять значение индукции магнитного поля в соответствии со своими ощущениями сопротивления негатива погружению объекта. Эффект от такого приема погружения аналогичен примеру 2.

Пример 4. При получении негативов с большой глубиной погружение сегмента 3 (особенно мягкого) сопряжено с большими трудностями даже в случае применения приема по примеру 1. Поэтому предварительно выполняют в формовочном материале 2 углубление с конфигурацией и размерами, приближающимися к конфигурации и размерам сегмента биообъекта, а затем осуществляют погружение объекта на небольшую величину, используя наиболее подходящий из вышеперечисленных приемов (см. примеры 1, 2, 3).

Это углубление может быть получено путем удаления излишков материала 2 (например, выкапыванием его) или путем погружения (вдавливания) твердого предмета подходящих размеров и конфигурации. Предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволит снизить трудоемкость изготовления негатива и улучшить качество поверхности модели.

Использование: изобретение относится к медицине, а именно к протезированию и пpотезостpоению для снижения трудоемкости технологического процесса при изготовлении негатива и улучшению качества поверхности модели. Сущность изобретения: сегмент биообъекта размещают в формовочном материале перед его упрочнением, во время упрочнения или после упрочнения воздействием магнитного поля путем погружения на необходимую глубину. Погружение сегмента в упрочненный формовочный материал осуществляют при изменении его прочности и жесткости путем изменения индукции магнитного поля в соответствии с давлением сегмента на формовочный материал. Перед погружением сегмента в формовочный материал предварительно в нем выполняют углубление, приближающееся по конфигурации и размерам к сегменту. 4 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ получения анатомических моделей в магнитном негативе, заключающийся в засыпке в технологическую емкость ферромагнитного формовочного материала, размещении сегмента биообъекта в формовочном материале, упрочнении материала воздействием магнитного поля, удалении объекта из упрочненного материала и образовании полостей негатива, заливке модельного материала в полость негатива для получения анатомической модели, отличающийся тем, что в нем на сегмент объекта наносят линию метки, погружают сегмент в формовочный материал, обеспечивая во время упрочнения совпадение свободной поверхности формовочного материала с линией метки. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в нем погружают сегмент в формовочный материал, обеспечивая после упрочнения совпадение свободной поверхности формовочного материала с линией метки. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что во время погружения сегмента биообъекта в упрочненный формовочный материал изменяют его прочность и жесткость путем изменения индукции магнитного поля. 4. Способ по пп. 1 3, отличающийся тем, что изменение прочности и жесткости упрочненного формовочного материала осуществляют в соответствии с давлением сегмента биообъекта на материал. 5. Способ по пп. 1 4, отличающийся тем, что при получении анатомических моделей в глубоком негативе перед погружением сегмента биообъекта предварительно выполняют в формовочном материале углубление, приближающееся по конфигурации и размерам к сегменту биообъекта.