CN119047008B 用于颅脑体位固定装置的三维参数化设计方法 （青岛大学附属医院）

用于颅脑体位固定装置的三维参数化设计种用于颅脑体位固定装置的三维参数化设计方通过参数化设计方法根据基本结构模型生成可体型数据和临床需求，实时调整和优化设计参2计参数；利用CAD软件根据设计需求数据以及初步设计参数构建颅脑体位固定装置的初步步骤S5：利用3D打印技术根据最优化设计窗口数据进行装步骤S6：根据原型评估数据对三维参数化模型进行设步骤S13：根据预设的舒适度评估表以及通过智能传感系统实时采集患者的生理指标步骤S14：采集手术器械与固定装置的交互需求以及不同类型神经外科手术的精度要步骤S17：利用CAD软件根据设计需求数据以及初步3步骤S172：利用CAD软件的参数化建模工具根据设计参数数据集进行装置的基础几何步骤S173：根据患者体型数据对基础几何模型进行基于患者步骤S174：根据体位要求数据在匹配优化模型中添加可调节结步骤S175：根据固定精度数据对舒适性优化模型步骤S176：对精度优化模型进行装配模拟以及干涉检步骤S25：对初步三维模型进行调节机制的运动需求分析，建立调节机构的运动学模步骤S282：根据参数关联数据构建可自动更新以及调步骤S31：根据三维参数化模型定义力学分析所需的材料属性，从而得到材料属性数4步骤S35：根据材料属性数据以及边界条件数据对网格模型数据进行基于振动特性以步骤S36：对静力学分析数据以及动力学分析数据进行装置在长期使用下可靠性的疲步骤S37：根据固定精度数据以及材料属性数据进行装置在各种载荷条件下的刚度及步骤S391：根据力学性能分析数据进行结构中的薄弱点步骤S392：根据结构优化建议数据对三维参数化模型步骤S393：基于结构修改数据对三维参数化模型的参步骤S394：根据预设的固定精度要求建立精度步骤S395：根据精度影响数据以及精度评估模型对三维步骤S44：根据适应性评估指标数据以及有效使用数据对装置在各种临床场景下的表5步骤S51：根据最优化设计窗口数据生成3D打印文件，并进行3D打印材料以及工艺选步骤S52：利用高精度3D打印设备根据3D打印制造数据制作装置原型，并进行支撑去10.根据权利要求9所述的用于颅脑体位固定装置的三维参数化设计方法，其特征在步骤S63：基于参数调整数据更新三维参数化模型的约束条件，从而得到约束更新数步骤S64：根据参数调整数据以及约束更新数据对三维参数化模型进行最终的参数锁6同临床应用场景和患者个体差异进行有效调整，导致在实际使用中出现适应性不足的情[0004]基于此，本发明有必要提供一种用于颅脑体位固定装置步设计参数；利用CAD软件根据设计需求数据以及初步设计参数构建颅脑体位固定装置的7[0011]步骤S6：根据原型评估数据对三维参数化模型进行设计术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范8步设计参数；利用CAD软件根据设计需求数据以及初步设计参数构建颅脑体位固定装置的[0026]步骤S6：根据原型评估数据对三维参数化模型进行设计步设计参数；利用CAD软件根据设计需求数据以及初步设计参数构建颅脑体位固定装置的9[0038]步骤S6：根据原型评估数据对三维参数化模型进行设计终生成的生产图纸数据将用于批量生产，确保每个制造出来的固定装置都符合设计要求，[0044]步骤S13：根据预设的舒适度评估表以及通过智能传感系统实时采集患者的生理[0045]步骤S14：采集手术器械与固定装置的交互需求以及不同类型神经外科手术的精[0054]步骤S13：根据预设的舒适度评估表以及通过智能传感系统实时采集患者的生理[0056]步骤S14：采集手术器械与固定装置的交互需求以及不同类型神经外科手术的精[0068]步骤S172：利用CAD软件的参数化建模工具根据设计参数数据集进行装置的基础[0077]本发明实施例在CAD软件中进行虚拟装配模拟，将各个部件按照设计要求进行组[0078]本发明将设计需求数据和初步设计参数导入CAD软件并建立设计参数库，可以确优化模型提高了装置的适配性和患者的舒适度。在匹配优化模型中添加可调节结构和机[0102]本发明实施例将支撑框架模型数据、固定部件模型数据和调节机制模型数据在[0104]本发明实施例通过CAD软件中的参数化设计功能，将基本结构模型转化为可调整件与患者接触的初步形态，这有助于在早期阶段评估固定部件的适配性和可能的改进方合并为一个协调一致的系统，这一步骤确保了各部件之间的兼容性和整体设计的一致性，[0109]步骤S282：根据参数关联数据构建可自动更新以及调整功能的参数驱动三维模[0110]本发明实施例基于步骤S281生成的参数关联数据，使用CAD软件构建参数驱动的[0118]本发明实施例确定装置在使用中的固定支撑点，这些点[0123]步骤S35：根据材料属性数据以及边界条件数据对网格模型数据进行基于振动特[0124]本发明实施例结合材料属性数据和边界条件数据，对网[0125]步骤S36：对静力学分析数据以及动力学分析数据进行装置在长期使用下可靠性[0127]步骤S37：根据固定精度数据以及材料属性数据进行装置在各种载荷条件下的刚[0139]步骤S393：基于结构修改数据对三维参数化模型的参数进行基于结构优化的更[0147]本发明通过识别结构中的薄弱点和过度设计区域，可以[0155]步骤S44：根据适应性评估指标数据以及有效使用数据对装置在各种临床场景下参数的范围和方向（如增大/减小某一尺寸或增加某一部件的灵活性形成详细的参数调[0173]本发明根据最优化设计窗口数据生成3D打印文件，确保了设计到制造的无缝对[0176]本发明实施例对原型评估数据进行详细分析，包括功能评估[0181]步骤S64：根据参数调整数据以及约束更新数据对三维参数化模型进行最终的参[0184]本发明实施例使用CAD软件将最终参数化模型数据转换为标准化的工程图纸格