具有宏微观一体化特征的矫形器制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有宏微观一体化特征的矫形器制作方法，属于康复矫形器具技术领域。
【背景技术】
[0002]矫形器是装配于人体四肢、躯干等部位的体外器具，用于预防或矫正四肢、躯干的畸形或治疗骨关节及神经肌肉疾病并补偿其功能。传统的矫形器制作方法包括手工取型、石膏模制作、修形、灌树脂等工序，不仅工作环境恶劣，流程复杂，效率低下，而且受矫形器技师水平的影响，制作出的矫形器质量参差不齐，无法保证矫正效果。
[0003]随着三维技术在逆向工程中的应用及三维打印(快速成型或增材制造)技术的快速发展，矫形器的制作技术取得极大改进，例如，中国专利CN201510160445公布了一种光固化三维打印矫形器复合加工方法，CNCN201410086972公布了一种3D打印成型的个性化矫形用外固定支架及其制备方法，分别利用三维逆向技术、三维打印技术在取形、加工方面改进了矫形器的制造方法。
[0004]而对于有些类型的矫形器(如，脊柱侧弯矫形)，需要直接与人体皮肤保持长时间的大面积贴合，才能达到矫正效果，为此，特别需要一种透气性佳、耐磨损、重量较轻，兼具美观的矫形器，提高矫形器的使用舒适度。
【发明内容】
[0005]鉴于上述原因，本发明的目的在于提供一种具有宏微观一体化特征的矫形器制作方法，制作出的矫形器不仅透气性佳、重量较轻，且外形美观，能够达到良好的综合使用效果O
[0006]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0007]—种具有宏微观一体化特征的矫形器制作方法，包括以下步骤:
[0008]S1:获取病患部位的表面轮廓数据，重建病患部位的三维模型；
[0009]S2:生成矫形器的数字实体模型；
[0010]S3:生成矫形器的宏观形态，并进行优化；
[0011]S4:生成矫形器的微观空隙形态。
[0012]进一步的，
[0013]具有宏微观一体化特征的矫形器制作方法，还包括:
[0014]S5:利用三维打印设备制作出具有宏观形态、微观空隙的矫形器。
[0015]所述步骤S3中，对所述生成的矫形器的宏观形态，根据材料、受力条件、形状控制、减重值参数进行自动优化处理。
[0016]所述步骤S4中，所述生成矫形器的微观空隙形态的生成方法是:
[0017]建立基本空隙形态数据库，该基本空隙形态数据库包括若干透气程度不同的基本空隙形态；
[0018]根据透气性要求、重量要求条件，从该基本空隙形态数据库中确定目标空隙形态作为基本空隙，设置该基本空隙的缩放比例，生成由若干基本空隙纵横排列且彼此连通的矫形器。
[0019]所述步骤S3还包括:在所述生成的矫形器的宏观形态上，确定无需进行优化的部位，对该部位无需进行优化处理。
[0020]具有宏微观一体化特征的矫形器制作方法，还包括:向所述空隙中添加外用药物或润滑剂。
[0021]本发明的优点是:
[0022]1、依本发明的方法制作出的矫形器，具有横纵相交的微观空隙，不仅透气性佳，且重量较轻；
[0023]2、依本发明的方法制作出的矫形器，可根据实际需要设置减重比例等多项参数，自动生成优化的矫形器宏观形态，使得矫形器的外形更为美观，并兼具个性化；
[0024]3、依本发明的方法制作出的矫形器，具有优化的宏观形态和微观空隙，不仅达到了双重减重效果，且最大限度的节省了制作材料；
[0025]4、通过向微观空隙填充药物或润滑剂，能够促进康复矫形效果、改善矫形器与皮肤的接触面摩擦，提高矫形器的使用舒适度。
【附图说明】
[0026]图1是本发明的方法流程示意图。
[0027]图2是本发明的矫形器的局部结构放大示意图。
[0028]图3是本发明的透气状态示意图。
【具体实施方式】
[0029]以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0030]图1是本发明的方法流程示意图，如图所示，本发明公开的具有宏微观一体化特征的矫形器制作方法，包括以下步骤:
[0031 ] S1:对病患部位进行三维扫描，获取病患部位的表面轮廓数据；
[0032]利用三维扫描设备(如，手持式三维扫描仪)，对病患部位进行扫描，获取病患部位的表面轮廓数据。扫描过程中，病患部位的表面轮廓数据以点云数据或面片数据(由点数据自动连接而成的面数据)的形式在显示器上实时显示，扫描人员可以根据实时的扫描效果对表面轮廓数据不完整的部位进行补充扫描，以得到完整的表面轮廓数据。
[0033]—般情况下，为使矫形器完全覆盖病患部位并与相应部位充分贴合，矫形器的实际面积大于病患部位的实际面积，因此，可以适当扩大扫描面积使得实际扫描面积完全覆盖矫形器的贴合部位，即，扫描的表面轮廓范围大于实际病患部位。
[0034]S2:根据获取的表面轮廓数据，重建病患部位的三维模型；
[0035]利用三维逆向软件(如，Geomagic)对表面轮廓数据进行预处理，包括，删除离散的点数据、删除冗余数据等，然后进行封装，重建出病患部位的三维模型，并根据实际需要转换为NURBS曲面，以供工程出图、有限元分析等使用。
[0036]S3:生成矫形器的数字实体模型；
[0037]依据医生或矫形师的处方，在病患的病例数据基础上，根据病患部位的外在形态，从重建的患者部位三维模型中提取出矫形器与人体贴合面的形态;然后，结合矫形器制作技师的通用经验(如肌肉压缩量等)，对提取出的贴合面形态进行局部修正;对修正后的贴合面形态进行厚度的拉伸，形成具有一定厚度的矫形器数字实体模型。
[0038]S4:生成并优化矫形器的宏观形态；
[0039]根据具体使用情况，在生成的数字实体模型基础上，设计矫形器外在的宏观形态，并根据实际的制作情况，确定无需进行优化的部位，如装配面等；
[0040]将矫形器的数字实体模型导入三维建模软件(如Sol