摘要：机械与医学的组合还不太为大家所熟悉，很多人认为这是风马牛不相及的两门学科，实际上，现今，医院或医学院与机械学院共同开发新的课题，共同进行研究设计已经越来越多了，结合医学临场遇到的种种问题，应用机械理论与实践知识，为患者提供更好跟快捷的服务，是医护人员和机械设计制造人员共同的希望，基于此，本文主要对机械制造在医学领域的应用进行分析探讨。
关键词：机械制造；医学领域；应用
1、前言
逆向工程技术在医学领域应用是有很大优势的，过去提供给患者的备体因技术和成本的限制，无法真正做到“以人为本”，只能提供统一的标准化的备体或其他辅助工具。随着机械的发展，结合逆向工程的CAD/CAM更好的解决了在就医治疗过程中的因个体差异带来的术后效果不理想或者康复器具不合用等问题，从而为患者提供更方便快捷有效的就医方式。可以预见，机械与医疗有望在越来越多的合作中，成为“黄金搭档”。
2、在医学领域的应用举例
2.1义齿CAD/CAM技术
固定义齿CAD/CAM系统实质上是一套专门用于义齿修复体智能化设计和制作的系统，它是CAD/CAM技术在口腔修复领域的一次革命性的突破。该技术的推广应用讲常规治疗获取“物理印模”和“物理模型”的技术转变为应用光电原理和数字化处理系统获取光学印模和模型；将应用材料制作修复体坯型转变为直接在CAD软件中进行设计；将石蜡铸造术、填充技术制作修复体转变为由设计结果生成数控指令输入数控机床进行加工，病人一次就诊就可以完成修复治疗。目前主要包括数据获取、数控处理和数控技术技术加工。
2.1.1数据获取技术
根据测量方法不同，分为非接触式测量和接触式测量两大类。接触式测量主要是机械式扫描法。非接触式测量包括激光扫描测量法，莫尔条纹法，云纹相移法，立体摄影法等。在实际系统装备中多采用非接触式测量法。主要任务为获取患牙原始数据，为医生或技师制作修复体提供依据。
2.1.2数据处理技术
通过计算机模仿口腔医学修复对患牙进行数据重构，修行，从而得到义齿表面形态数据模型，为生成CAM刀位文件奠定基础。可分为义齿数学模型的构建、原始数据重构、义齿形态设计、优化设计四个阶段。
2.1.3数控加工技术
数控加工是义齿最终成形的必要手段。设计加工工艺规划，刀具轨迹规划和数控程序的自动生成等内容。加工系统将修复替数据转换为刀位文件后，对陶瓷或金属毛坯进行成形加工。高精度的机床是保证义齿修复精度的关键，从而可以提高义齿制作的成功率，减少医生后续调整工作，减轻病人的痛苦。
总之，与工序繁琐，制作周期长，不能满足一次性就诊要求的传统义齿制造相比较义齿CAD/CAM系统，极大的缩短了义齿的制作周期，同时可以制作出全陶瓷义齿，其优越性是显而易见的，也是将计数机辅助设计与制造融入医学临床实践的成功组合。
2.2颅骨修补片的CAD/CAM
颅骨修补术是一种比较常见的神经外科手术，对患者进行延期缺损颅骨修补，恢复正常的颅内压与神经功能。传统的颅骨修补术在补片的制备属性上存在缺陷，即不能反映头颅的个体差异，修补材料被手工塑形为接近头部弧度的形状，而非患者本人原来的颅骨形状，因此很难恢复头部原状，既影响美观又影响患者愈后效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆随着计算机技术和医疗水平的提高，计算机辅助设计制作修补片开始被越来越多的国内医疗机构采用。基本过程如下：
2.2.1原始数据的采集：既通过CT片获得缺损颅骨情况。
2.2.3加工成型：根据实际情况可采用模具压制，或者快速成行比照压制，或者铸造出需要的补片。
2.3利用P/E，geogmaic进行手部支架设计的构想
据流行病学调查，脑梗塞、脑出血、脑萎缩痴呆症、小儿脑瘫、癫痫、帕金森病、脑外伤等脑病、神经损伤性疾病占人类疾病总数的30%左右。而且脑梗塞、脑出血等还具有高发病率、高死亡率、高致残率、高复发率等四高的特征。偏瘫是脑病的后遗症之一。偏瘫严重影响患者的生活质量，早期康复的治疗和护理对提高偏瘫患者的疗效，减少后遗症和改善患者生活质量有重大意义。过去，我们对康复认识不足，只重视抢救生命，忽视了功能锻炼，致病情恢复慢、后遗症严重。偏瘫患者中大概有百分之三十的人会因没有及时治疗患上肩-手综合征，导致肢体永久性萎缩。为患者造成肉体和精神上的永久伤害。有研究表明，脑卒中恢复速率在发病后3个月特别是最初4周内最快。所以，早期康复护理显得更为重要。脑卒中的恢复以能否建立随意和协调的正常运动模式为标准。要达到随意和协调的正常运动，只靠药物治疗是不够的，现代康复医学理论认为脑卒中后，中枢神经系统在结构上或功能上具有重新组织能力或可塑性，在条件适宜时神经元可以再生，因此康复治疗中通过输入正常的运动功能模式来影响输出，从而促进正常功能模式的形成，达到运动功能最大限度恢复的目的。
目前国内外的康复更多的仅限于药物和物理治疗，对于上肢的康复治疗，效果并不理想。根据上肢恢复要求，发病期，尽可能做到每天24小时维持腕关节背伸位是预防和治疗的关键。这只靠患者自身注意是不够的，需要对患者的肢体进行强制性固定。目前有个别医院采用了夹板来固定手部，因为无法符合患者手部的实际情况，佩带不舒服。固定效果并不好。应有不广泛。还有人为了防止手部屈曲，常让患者握硬滚筒，但往往容易引起抓握反射，反而加重了痉挛。结合上述情况，可以考虑制作一个结合患者上肢实际情况的手部支具。具体构想如下：
2.3.1通过MR获得患者手部的数据
2.3.2通过geomagic软件进行曲面的形成和局部修改
2.3.3可以用P/E或者其他的正向软件做模具
2.3.4获得符合患者手部实际情况的手部支具
除了上述的内容，机械在医学领域的应用还有很多，尤其是相关软件的开发应用，模具制造的发展，使得患者在就医时能够更快更好的获得就医效果，当然目前有些设计还在试用阶段，远远未达到普及，原因很多，但价格是个突出问题，很多仪器软件是外国进口的，价格昂贵，因此折合到患者的使用费用必然会很高，大大限制了患者使用的机会。
3、结语
目前，很多机械与医学的专业人士正在通力合作，为设计制造更多更好的医疗设备而不懈努力，这也要求我们的机械专业的同学更早的树立这样信心与信念：机械的天地是广阔的，不要单纯地认为机械的学习就是几门基础课程加上一些车，钳或者数控等等的动手实践，这些虽然必不可少，但并不是全部，我们在学习机械知识的同时要随时为它在更多领域的应用做好充分的准备并真正的学以致用。尤其是本专科及以上院校在培养机械专业的学生时要更注重学生的创造能力，而不是只是一个娴熟的技术工人。我个人认为，后者恰恰是中专技校应该重点培养的。我相信，随着机械制造业的高速发展，它将在更多的领域带给我们更多的惊喜。
参考文献：
［1］杨继全，戴宁，侯丽雅．三维打印设计与制造［M］．北京：科学出版社，2013：1－3．
［2］薛世华，吕培军，王勇，等．人牙髓细胞共混物三维生物打印技术［J］．北京大学学报：医学版，2013，45（1）：105－109．
论文作者:张晓霖
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/6/26
标签：义齿论文; 患者论文; 医学论文; 颅骨论文; 机械论文; 领域论文; 技术论文; 《基层建设》2019年第9期论文;