一种阴道成型模型及其3D打印制备方法技术

本发明专利技术提供一种阴道成型模型，包括：管体，其为中空圆柱结构；头部，其为中空结构，且与管体一端平滑一体成型，所述头部周向外表面为椭球面，且远离管体一侧为圆形，并为内凹弧面；尾部，其为中空结构，且与所述管体另一端平滑一体成型，所述尾部外表面为弧面；多个圆环形凸起，其沿所述管体轴向等间距固定套设在所述管体上，且所述圆环形凸起的外表面为弧面；进液孔，其设置在所述头部得内凹弧面中心；出液孔，其设置在远离所述管体的所述尾部一侧中心。能够有效配合截取肠腔的结构以及患者的条件，匹配度高。本发明专利技术还提供一种阴道成型模型的3D打印制备方法，能够基于BP神经网络确定阴道成型模型的模具的参数，以便后续制备阴道成型模型。

A vagina model and its 3D printing method

【技术实现步骤摘要】
一种阴道成型模型及其3D打印制备方法
本专利技术涉及医疗用品
，更具体的是，本专利技术涉及一种阴道成型模型及其3D打印制备方法。
技术介绍
先天性无阴道的患者系胚胎在发育期间受到内在或外界因素阻扰，亦可能由于基因突变(可能有家庭史)引起副中肾管发育异常所致，临床上针对此类患者，为改善患者生活质量，能正常性生活，常做的手术是乙状结肠代阴道成形术，术后的“阴道”实际为肠管，但若患者无性生活，或者一段时间无性生活，肠管容易粘连，导致手术失败。临床解决这一问题常使用火腿肠+安全套，或者20ml一次性空针制作简易模型，让患者塞入“阴道”，以撑开肠腔代替的阴道，但因火腿肠规格不一，且经常直径较小，空针又比较坚硬造成患者不适，增加患者痛苦给工作、生活带来极大不便。中国专利技术专利201710235054.X公开一种阴道成型手术模型，包括管体，其包括位于两端的开口端和底端，以及位于管体中间的管壁中部；管体内形成腔体，开口端为敞口，底端为圆弧形，所述底端设置底孔，并在管体内设置有支撑体。但是该管体结构单一，不能很好的表现正常阴道的结构，也不能很好的和宫颈口进行配合，并且支撑体为硬质材料，会造成患者不适，增加患者痛苦。中国专利技术专利201510631069.9公开一种用于阴道成型的手术器，公开了阴道定型模具，其为塑料材料，头端为球头，支撑柱为中空圆柱形，壁薄具有一定的弹性，其尾端有两条相对于支撑柱对称的提绳，提绳尾端分别有一个套绳孔。将球头、支撑柱插入阴道中，将套绳孔与腰间的固定拉绳连接，不断的收紧腰间固定拉绳，保证提绳被拉紧状态，逼迫球头、支撑柱向阴道里挺进，使阴道慢慢生长成型。该结构为阴道成型的手术过程中使用的模具，后续如果仍然使用该结构不仅操作麻烦，而且不宜外出或者公众场合，给患者生活带来极大不便。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是设计开发了阴道成型模型，能够有效配合截取肠腔的结构以及患者的条件，匹配度高，更有利于患者术后恢复。本专利技术的另一个目的是设计开发了一种阴道成型模型的3D打印制备方法，能够基于BP神经网络确定阴道成型模型的模具的参数，以便后续制备阴道成型模型。本专利技术还精确确定了阴道成型模型的模具的头部和尾部的厚度，能够有效配合截取肠腔的结构以及患者的条件。本专利技术提供的技术方案为：一种阴道成型模型，包括：管体，其为中空圆柱结构；头部，其为中空结构，且与所述管体一端平滑一体成型，所述头部周向外表面为椭球面，且远离管体一侧为圆形，并为内凹弧面；尾部，其为中空结构，且与所述管体另一端平滑一体成型，所述尾部外表面为弧面；多个圆环形凸起，其沿所述管体轴向等间距固定套设在所述管体上，且所述圆环形凸起的外表面为弧面；进液孔，其设置在所述头部得内凹弧面中心；出液孔，其设置在远离所述管体的所述尾部一侧中心；其中，所述内凹弧面的直径为所述管体直径的5/4～4/3；所述头部的椭球面的最大直径为所述内凹弧面的直径的5/4～4/3；所述头部的厚度为所述管体轴向长度的1/7～1/6；所述尾部的厚度为所述管体轴向长度的1/8～1/7；所述圆环形凸起的外径为所述管体直径的5/4～4/3，厚度为所述尾部的厚度的1/2～2/3，且相邻圆环形凸起的间隔距离为所述圆环形凸起的厚度的2～5/2。优选的是，还包括：凹槽，其设置在所述管体和所述头部的外侧面上，且凹槽一端位于所述管体中部，另一端位于所述头部的内凹弧面上。优选的是，靠近所述头部的所述圆环形凸起与所述管体一端的距离为所述头部的厚度1/3～1/2。优选的是，靠近所述尾部的所述圆环形凸起与所述管体另一端的距离为所述尾部的厚度1/3～1/2。优选的是，所述管体、头部和尾部均为热塑性弹性体，且所述管体、头部和尾部的壁厚均为所述管体直径的1/4～1/3。一种阴道成型模型的3D打印制备方法，采集患者身体参数，并基于BP神经网络确定阴道成型模型的模具的参数，具体包括如下步骤：步骤一、输入患者体重W，截取肠腔的直径H，截取肠腔的长度L以及宫颈口宽度D；步骤二、依次将患者体重W，截取肠腔的直径H，截取肠腔的长度L以及宫颈口宽度D进行规格化，确定三层BP神经网络的输入层向量x＝{x1，x2，x3，x4}；其中，x1为患者体重系数，x2为患者截取肠腔的直径系数，x3为截取肠腔的长度系数，x4为宫颈口宽度系数；步骤三、所述输入层向量映射到中间层，所述中间层向量y＝{y1，y2，…，ym}；m为中间层节点个数；步骤四、得到输出层向量z＝{z1，z2，z3，z4}；其中，z1为阴道成型模型的模具的轴向长度的调节系数，z2为阴道成型模型的模具的头部的内凹弧面的直径的调节系数，z3为阴道成型模型的模具的管体直径的调节系数，z4为阴道成型模型的模具的头部的椭球面的最大直径的调节系数，使l＝z1lmax，d1＝z2d1max，d2＝z3d2max，d3＝z4d3max，其中，z1、z2、z3、z4分别为输出层向量参数，lmax、d1max、d2max、d3max分别为设定的阴道成型模型的模具的最大轴向长度、阴道成型模型的模具的头部的内凹弧面的最大直径、阴道成型模型的模具的管体最大直径、阴道成型模型的模具的头部的椭球面的最大直径的最大值，l、d1、d2、d3分别为阴道成型模型的模具的轴向长度、阴道成型模型的模具的头部的内凹弧面的直径、阴道成型模型的模具的管体直径，阴道成型模型的模具的头部的椭球面的最大直径；其中，在所述步骤二中，患者体重W，截取肠腔的直径H，截取肠腔的长度L以及宫颈口宽度D进行规格化公式为：其中，xj为输入层向量中的参数，Xj分别为输入参数W、H、L、D，j＝1，2，3，4；Xjmax和Xjmin分别为相应输入参数中的最大值和最小值。优选的是，根据阴道成型模型的模具的头部的内凹弧面的直径以及阴道成型模型的模具的头部的椭球面的最大直径确定阴道成型模型的模具的头部的厚度满足：其中：式中，h为阴道成型模型的模具的头部的厚度，a为调节系数，c为与a配合的辅助调节系数。优选的是，确定阴道成型模型的模具的尾部的厚度满足：式中，ht为阴道成型模型的模具的尾部的厚度，W0为标准重量。优选的是，确定圆环形凸起的厚度为：且相邻圆环形凸起的间隔距离为所述环形凸起的厚度；式中，hcir为圆环形凸起的厚度。优选的是，还包括：按照确定的阴道成型模型的模具的参数，采用3D打印方法制备阴道成型模型的模具；通过所述阴道成型模型的模具制备阴道成型模型。本专利技术所述的有益效果：(1)本专利技术设计开发的阴道成型模型，能够有效配合截取肠腔的结构以及患者的条件，匹配度高，更有利于患者术后恢复。(2)本专利技术设计开发的阴道成型模型的3D打印制备方法，能够基于BP神经网络确定阴道成型模型的模具的参数，以便后续制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阴道成型模型，其特征在于，包括：/n管体，其为中空圆柱结构；/n头部，其为中空结构，且与所述管体一端平滑一体成型，所述头部周向外表面为椭球面，且远离管体一侧为圆形，并为内凹弧面；/n尾部，其为中空结构，且与所述管体另一端平滑一体成型，所述尾部外表面为弧面；/n多个圆环形凸起，其沿所述管体轴向等间距固定套设在所述管体上，且所述圆环形凸起的外表面为弧面；/n进液孔，其设置在所述头部得内凹弧面中心；/n出液孔，其设置在远离所述管体的所述尾部一侧中心；/n其中，所述内凹弧面的直径为所述管体直径的5/4～4/3；所述头部的椭球面的最大直径为所述内凹弧面的直径的5/4～4/3；所述头部的厚度为所述管体轴向长度的1/7～1/6；所述尾部的厚度为所述管体轴向长度的1/8～1/7；所述圆环形凸起的外径为所述管体直径的5/4～4/3，厚度为所述尾部的厚度的1/2～2/3，且相邻圆环形凸起的间隔距离为所述圆环形凸起的厚度的2～5/2。/n

【技术特征摘要】
1.一种阴道成型模型，其特征在于，包括：
管体，其为中空圆柱结构；
头部，其为中空结构，且与所述管体一端平滑一体成型，所述头部周向外表面为椭球面，且远离管体一侧为圆形，并为内凹弧面；
尾部，其为中空结构，且与所述管体另一端平滑一体成型，所述尾部外表面为弧面；
多个圆环形凸起，其沿所述管体轴向等间距固定套设在所述管体上，且所述圆环形凸起的外表面为弧面；
进液孔，其设置在所述头部得内凹弧面中心；
出液孔，其设置在远离所述管体的所述尾部一侧中心；
其中，所述内凹弧面的直径为所述管体直径的5/4～4/3；所述头部的椭球面的最大直径为所述内凹弧面的直径的5/4～4/3；所述头部的厚度为所述管体轴向长度的1/7～1/6；所述尾部的厚度为所述管体轴向长度的1/8～1/7；所述圆环形凸起的外径为所述管体直径的5/4～4/3，厚度为所述尾部的厚度的1/2～2/3，且相邻圆环形凸起的间隔距离为所述圆环形凸起的厚度的2～5/2。


2.如权利要求1所述的阴道成型模型，其特征在于，还包括：
凹槽，其设置在所述管体和所述头部的外侧面上，且凹槽一端位于所述管体中部，另一端位于所述头部的内凹弧面上。


3.如权利要求1或2所述的阴道成型模型，其特征在于，靠近所述头部的所述圆环形凸起与所述管体一端的距离为所述头部的厚度1/3～1/2。


4.如权利要求3所述的阴道成型模型，其特征在于，靠近所述尾部的所述圆环形凸起与所述管体另一端的距离为所述尾部的厚度1/3～1/2。


5.如权利要求4所述的阴道成型模型，其特征在于，所述管体、头部和尾部均为热塑性弹性体，且所述管体、头部和尾部的壁厚均为所述管体直径的1/4～1/3。


6.一种阴道成型模型的3D打印制备方法，其特征在于，采集患者身体参数，并基于BP神经网络确定阴道成型模型的模具的参数，具体包括如下步骤：
步骤一、输入患者体重W，截取肠腔的直径H，截取肠腔的长度L以及宫颈口宽度D；
步骤二、依次将患者体重W，截取肠腔的直径H，截取肠腔的长度L以及宫颈口宽度D进行规格化，确定三层BP神经网络的输入层向量x＝{x1,x2,x3,x4}；其中，x1为患者体重系数，x2为患者截取肠腔的直径系数，x3为截取肠腔的长度系数，x4为宫颈口宽度系数；
步骤三、所述输入层向量映射到中间层，所述中间层向量y＝{y1,y2,…,ym}；m为中间层节点个数；
步骤四、得到输出层向量z...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁颖，许丹妮，洪菲，张英杰，薛梅，
申请(专利权)人：华中科技大学同济医学院附属协和医院，
类型：发明
国别省市：湖北;42