一种获取矫正后体表数据的3D扫描工具的制作方法

本实用新型涉及获取人体矫正后的体表数据的3D扫描技术。

背景技术：

脊柱侧弯矫形支具的制备，一般都是先取患者身体石膏阴模，再灌成石膏阳模，对石膏阳模进行调整，最后采用热塑成形的方式制作支具。

近年来，支具师开始采用计算机辅助设计制作脊柱侧弯矫形支具。现有的计算机辅助设计支具方案有两大类，一类是计算机辅助设计石膏阳模方法，先采用3D扫描技术获取患者体表数据，在计算机上对体表数据进行调整得到石膏阳模的数据，采用机床加工身体石膏模型，然后采用热塑成型的方式制作支具；一类是计算机辅助设计矫形支具，先获取患者体表数据后，以体表数据为参考，在计算机上直接设计支具，再采用3D打印技术生产制造。

无论哪种方案，都是获取患者正常站姿或卧姿的体表数据，作为支具制备的参照。虽然计算机辅助设计数据相对准确，但扫描的是人体矫正前的体表数据，设计师根据经验在计算机上对石膏模型或支具进行调整，穿戴后支具与体表贴合度一般。

技术实现要素：

为了解决现有技术所存在的问题，本实用新型提供一种获取矫正后体表数据的3D扫描工具，通过矫形组件给患者提供临时的矫正，从而扫描获得患者矫正后的体表数据，为矫形支具的制备提供精确的数据。

本实用新型采用如下技术方案来实现：一种获取矫正后体表数据的3D扫描工具，设有用于容纳人体的扫描空间，包括体表数据采集工具及矫形组件，所述体表数据采集工具固定在扫描空间的周围，所述矫形组件设置在扫描空间周围以临时矫正人体脊柱。

在一个优选实施例中，所述矫形组件包括支撑杆及机械手，支撑杆设置在扫描空间的周围，机械手与人体接触并固定在支撑杆上。

所述机械手与人体接触的一端延伸成一弧面状结构，所述弧面状结构与机械手的杆体垂直。

在另一优选实施例中，所述矫形组件包括支撑杆及固定在支撑杆上的矫形带，支撑杆设置在扫描空间的周围，矫形带以支撑杆为支点，向患者提供拉力以临时矫正脊柱。

所述矫形带通过用于调节矫形带长度的调节扣固定在支撑杆上；矫形带的两端均与调节扣连接，从而形成一闭合带。

所述矫形组件包括固定在扫描空间上方的悬吊件。

所述体表数据采集工具为扫描仪或照相机。所述扫描仪包括固定在扫描空间上方的旋转盘、连接杆和3D扫描器；3D扫描器通过连接杆悬挂在旋转盘上，随旋转盘的转动围绕待矫正人体360度转动。

所述3D扫描工具还包括外壳及可升降平台，所述可升降平台设置在外壳的底部；所述扫描空间位于外壳内，外壳顶部为扫描空间的上方。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点及有益效果：

1、借助矫形组件给患者提供悬吊或支撑，对患者脊柱进行临时矫正，使患者处于矫正后的姿态，获得脊柱侧弯得到矫形后的形态，从而扫描患者矫正后的体表数据。以矫正后的体表数据为参照，设计脊柱侧弯矫形支具，矫形效果更精准，支具与体表更贴合，穿戴更舒适，对支具师的经验依赖性低。

2、矫形组件设有支撑杆，支撑杆上通过万向转向器固定机械手，机械手从患者侧面来给患者脊柱提供支撑，有效地使脊柱侧弯得到临时的矫形。机械手与患者侧面相接触的一端为弧面结构，给患者提供有力、舒适的支撑。

3、矫形组件还设有悬吊件，患者可以双手抓住悬吊件悬吊起来，轻度患者可在重力作用下自然矫正，从而获取脊柱矫形后的部分数据；重度患者可在重力作用下改善，可为支具师提供方案设计参考。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图；

图2为实施例1矫形组件的结构示意图；

图3为实施例1机械手的结构示意图；

图4为悬吊件及扫描组件的结构示意图；

图5为悬吊件的结构示意图；

图6为本实用新型实施例2的结构示意图；

图7是实施例2支撑杆与矫形带的结构示意图；

图8是实施例2支撑杆与矫形带的局部放大图。

具体实施方式

为更好地说明本实用新型，下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1

如图1所示，本实用新型3D扫描工具，用于获取脊柱侧弯矫正后的体表数据，以便制造出适合患者使用的脊柱侧弯矫形支具，包括外壳1、可升降平台2、体表数据采集工具及矫形组件，扫描空间位于外壳1内。可升降平台2设置在外壳的底部，体表数据采集工具固定在外壳的顶部11。采集工具可以是3D扫描仪或照相机，数量可以是一个，也可以是多个；多个采集工具可以沿扫描空间的竖直方向分布，也可以在扫描空间的水平方向分布。此外，采集工具可以是旋转式的，扫描时患者不需要转动；采集工具也可以是非旋转式的，扫描时患者站在可升降平台上转动。本实施例优选可旋转3D扫描仪。

矫形组件包括悬吊件、支撑杆5及机械手6；其中悬吊件固定在外壳的顶部11，且位于可升降平台2的上方。支撑杆5设置在可升降平台2的周围。机械手6通过万向转向器固定在支撑杆5上，机械手固定在支撑杆的位置可调，支撑杆的高度可调。支撑杆可以如图中所示采用两根，也可以采用多根。

如图2、3，在本实施例中，每根支撑杆上设有三个机械手，机械手通过万向转向器固定在支撑杆上。机械手6的一端延伸成一弧面状结构61，弧面状结构61与机械手的杆体62垂直；该弧面状结构与待矫正人体相接触，从而在临时矫正人体脊柱时，能有良好的贴合度，提供舒适、有力的支撑。机械手上设有刻度，可记录机械手从支撑杆伸出的长度，便于调整长度，使侧弯的脊柱得到更精准的临时矫正。不使用的时候，支撑杆可移除。而悬吊件可采用悬吊环4，如图4、5所示，悬吊环4成对设置在外壳1的顶部，方便患者双手抓取；悬吊件也可以采用悬吊横杆来实现。悬吊件与机械手可以一起使用，同时给脊柱矫形；也可以分开使用。

如图4，可旋转3D扫描仪包括固定在外壳顶部的旋转盘33、连接杆32和3D扫描器31；3D扫描器31通过连接杆32悬挂在旋转盘33上，随旋转盘的转动围绕待矫正人体360度转动。3D扫描器33的悬挂高度是可调的。

实施例2

本实施例与实施例1相比，主要是所采用的矫形组件不同。如图6、7所示，矫形组件包括悬吊件、支撑杆5和固定在支撑杆5上的矫形带7，其中悬吊件与支撑杆5的结构与实施例1相同。矫形带7以支撑杆为支点，向患者提供拉力以临时矫正脊柱。如图8，矫形带的长度通过调节扣71调节，以适合不同患者的体型。在本实施例中，矫形带7的两端均与调节扣71连接，从而形成一闭合带。