颅骨重塑矫形器设备、系统及其方法与流程

本公开涉及矫形器，特别是用于重塑包括但不限于婴儿和儿童(例如，年龄大约3至18个月)的年轻人类的头部形状的颅骨重塑矫形器设备。

背景技术：

1、婴儿早期的人类头骨是由被称为颅缝的韧带互连的骨板形成的。随着婴儿的成熟，这些板块将融合以形成最终的永久头骨形状。然而，在形成永久头骨形状之前，头骨可以是柔韧的或以其他方式足够柔软以通过外部压力而变形。例如，如果儿童的头部长时间段处于一个靠着坚固表面的位置，那么儿童可能在其头骨上形成一个或多个平坦区域或分区。

2、在某些方面，该过程被理解为婴儿平头综合征。理解的是，婴儿平头综合征可以以多种方式存在，包括但不限于形变斜头畸形、短头畸形和舟状头畸形(也称为长头症)中的一种或其组合。在一些实例中，婴儿可以被安装有头骨塑形头盔，以便促进头骨塑形回到典型的或以其他方式可接受的头部形状。通常这些头盔包括具有泡沫内衬的刚性外壳，该泡沫内衬充当模具以促进婴儿的头骨生长成特定形状。

3、尽管先前的头盔已经有些成功，但是先前的方法具有某些缺点。例如，制造先前的头盔是劳动密集型的并且误用相应的头盔材料。先前的方法也需要大量的头盔改造以促进逐步的头骨改造，这继而也不必要地增加了成本和头盔功效。

4、本公开的解决方案解决了将清楚的这些和其他缺点。

技术实现思路

1、在一些方面，公开了一种颅骨变形矫形器设备。该设备可以包括刚性外壳，该刚性外壳包括可拆卸地连接到后部的前部，该前部被成形和配置成穿戴在婴儿头骨的前部上，并且该后部被成形和配置成穿戴在婴儿头骨的尾部上。前部和后部中的每一个可以包括内表面，该内表面具有至少一个带衬里区和至少一个无衬里区，该至少一个带衬里区包括选择性定位的填充垫以防止在其下对齐的头骨的区域中的头骨生长，并且该至少一个无衬里区被配置成允许在其下对齐的头骨的区域中的头骨生长，该至少一个无衬里区具有通过内表面延伸到外表面的多个通风孔。在该方面，该至少一个无衬里区可以被配置成允许在期望颅骨生长的区域上有空间。

2、在一些方面，前部和后部中的每一个包含在内表面和外表面之间的中空空隙。

3、在一些方面，基于婴儿头骨的精确三维扫描的数据来指派至少一个带衬里区的每个尺寸和形状，其中选择性定位的填充垫被配置成当设备被佩戴时防止在对应头骨区域中的头骨的进一步生长。

4、在一些方面，基于婴儿头骨的精确三维扫描的数据来指派至少一个不对称无衬里区的每个尺寸和形状。

5、在一些方面，至少一个不对称无衬里区的通风孔选择性地布置成终止于共同内圆的一系列相交和/或间隔开的螺旋形曲线或图案。通风孔的直径可以从靠近或邻近前部和/或后部的外边缘的最大直径逐渐变化到更接近于共同内圆的最小直径。在一些方面，通风孔定位在前部和后部的整个外表面上，朝向外边缘延伸并且终止于贯穿矫形器的整个周边的实心部分。通风孔定位在前壳和后壳的内表面上的无衬里区处，终止于带衬里区和/或贯穿设备的整个周边的实心部分。通风孔有利地允许儿童或婴儿的头部被冷却和通风，以允许儿童或婴儿的头部的适当生长。

6、在一些方面，在连接状态下，在前部和后部的相邻的上波状外形边缘之间形成环形开口。

7、在一些方面，在连接状态下，在前部和后部的相邻的横向侧边缘之间形成狭缝。

8、在一些方面，前部和后部中的每一个包括在上波状外形边缘和下波状外形边缘之间延伸的一对横向边缘，以及一体地定位在每个横向边缘上的至少一个连接器，前部的每个连接器被配置成与后部的对应连接器牢固地连接。

9、在一些方面，前部的每个横向边缘的至少一个连接器是从相应横向边缘正交地突出的舌状物。

10、在一些方面，后部的每个横向边缘的至少一个连接器是形成在相应横向边缘中的接收槽并且被配置成防止剪切并牢固地接收前部的对应舌状物。

11、在一些方面，固定机构被配置成在前部和后部连接时的连接状态与前部和后部断开时的断开状态之间移动。该固定机构可以包括周边脊和卡扣，该周边脊从前部和后部的外表面突出并围绕内部部分，该卡扣被配置成在连接状态下牢固地接合内部部分的闩锁并在断开状态下从该闩锁枢转离开。

12、在一些方面，公开了一种用于生产用于婴儿头骨的定制的颅骨变形矫形器设备的方法。该方法可以包括：由三维扫描仪基于婴儿头骨的三维扫描生成婴儿头骨的三维模型；由计算设备分析该三维模型，以确定需要由颅骨变形矫形器设备进行改造的头骨的一个或多个显著区域；由计算设备基于所确定的一个或多个显著区域生成婴儿头骨的校正后的对称形状模型；以及由增材制造器基于由计算设备发送的校正后的对称形状模型的信息生成定制的颅骨变形矫形器设备的外壳的前部和后部，前部和后部中的每一个包括内表面，该内表面包括至少一个带衬里区和至少一个无衬里区，该至少一个无衬里区被配置成允许在其下对齐的头骨的区域中的头骨生长，至少一个无衬里区包括通过内表面延伸到外表面的多个通风孔。这多个通风孔是开放的，以允许空气容易地到达头骨而没有任何阻碍。

13、在一些方面，该方法可以包括沿后部和/或前部的至少一个带衬里区进行选择性定位的填充垫，以便在定制的颅骨变形矫形器设备被佩戴时防止在婴儿头骨的一个或多个显著区域中的头骨生长。

14、在一些方面，由计算设备分析三维模型以确定需要由颅骨变形矫形器设备进行改造的头部的一个或多个显著区域的步骤包括将机器学习系统应用于该三维模型以识别一个或多个显著区域并确定与校正后的对称形状模型有关的变形处置方案，该机器学习系统是通过处理患者数据和多个历史训练婴儿头部模型而生成的。

15、在一些方面，由计算设备并基于所确定的一个或多个显著区域生成婴儿头骨的校正后的对称形状模型的步骤包括将一个或多个填充区覆盖在前部和后部的至少一个无衬里区中以重塑婴儿头骨。在这方面，该方法可以包括：通过计算设备和三维模型检测婴儿的颅骨形状状况，颅骨形状状况包括对称或不对称短头畸形、斜头畸形以及对称或不对称舟状头畸形中的至少一个；以及由计算设备基于所检测到的颅骨形状状况确定填充布置，以将婴儿头骨重塑成与校正后的对称形状模型相关联的形状。

16、在一些方面，该方法可以包括：外壳的前部和后部是单个整体单元。

17、在一些方面，本公开的增材制造器可以是粉末床熔合、粘结剂喷射、材料喷射、材料挤出、vat光聚合、基于激光的立体光刻(sla)系统、连续液体界面生产(clip)系统、熔丝制造(fff)系统、选择性激光烧结(sls)系统或选择性热烧结(shs)系统中的至少一个。

18、在一些方面，该方法可以包括将至少一个无衬里区的通风孔选择性地布置成终止于共同内圆的一系列相交和/或间隔开的螺旋形曲线或图案，并且其中通风孔的直径从靠近或邻近前部和/或后部的外边缘的最大直径逐渐变化到更接近于共同内圆的最小直径。

19、在一些方面，用于制造定制的颅骨变形矫形器设备的系统包括存储指令的至少一个存储器和配置成执行这些指令以执行操作的至少一个处理器，这些操作可以包括：基于婴儿头骨的三维扫描生成婴儿头骨的三维模型；分析该三维模型，以确定需要由颅骨变形矫形器设备进行改造的头骨的一个或多个显著区域；基于所确定的一个或多个显著区域生成婴儿头骨的校正后的对称形状模型；使增材制造器基于校正后的对称形状模型的信息生成定制的颅骨变形矫形器设备的外壳的前部和后部，前部和后部中的每一个包括至少一个带衬里区和至少一个无衬里区的内表面，至少一个无衬里区包括通过内表面延伸到外表面的多个通风孔。

20、为了实现前述和相关的目的，本文结合以下描述和附图描述了某些说明性方面。然而，这些方面指示其中可以采用所要求保护的主题的原理的各种方式中的少数几个，并且所要求保护的主题旨在包括所有这些方面及其等同物。其他优点和新颖特征在结合附图考虑时可从以下详细描述中变得清楚。