一种3D打印塑形颈椎舒展枕的制作方法

文档序号：17290799发布日期：2019-04-03 03:56阅读：159来源：国知局

本发明涉及医疗康复辅具技术领域，具体是一种3d打印塑形颈椎舒展枕。

背景技术：

颈椎强直是颈椎病的一种，也是颈椎生理曲度变直，表现为颈椎正常弯曲消失，自我感觉局部酸痛，严重的有头晕，手麻等，患者多为长期伏案工作或头颈常向某一方向转动者以及中老年人，多由于风寒、潮湿、枕头不适或卧姿不当、颈肌劳损、头颈部长时间单一姿势、姿势不良或过度疲劳等造成颈椎间盘、棘突间关节及肌肉、韧带等劳损所致，目前，颈椎僵直的病人呈现年轻化的趋势。

针对颈椎强直的患者，治疗方式分为手术治疗和非手术治疗，手术治疗对部分患者可使其症状治愈或好转，但是手术治疗是创伤性治疗，有一定的风险，此外，由于颈椎特殊的复杂结构，手术过程异常复杂，手术成功率低，且易复发。非手术治疗主要分为药物治疗、针灸治疗、推拿、运动疗法以及矫形器治疗，临床资料表明，大部分颈椎病变均是软组织病变，是可逆的，仅有少数病变是不可逆的。非手术治疗方式治疗颈椎强直是非常可行的。

非手术治疗中，颈椎枕是常用的治疗方式，枕头对每个人来讲都是必不可少的用品，人每天至少有四分之一到三分之一的时间是在睡眠中度过的，使用不当的枕头或不用枕头都容易引起或加剧颈椎强直。睡眠阶段，人的颈椎出于放松的状态，是矫正曲度的最佳时机，因此，使用颈椎枕矫正颈椎强直对恢复颈椎曲度极有帮助。

目前市场上的颈椎枕的枕芯部分大都采用荞麦皮、谷糠等填充，此类填充物虽比一般枕头的质地硬，但质地仍然偏软，矫正力度和矫正效果较差，此外，每个病人的颈椎强直程度并不一样，颈椎曲度各不相同，当前市场上的颈椎枕并未考虑到此问题，枕头曲度固定，对于颈椎强直程度较大的患者较难适应，导致使用效果不佳，且大部分颈椎枕的设计造成了颈背交界处没有支撑，长期以来易使该处肌肉紧张，加重对血管、神经的损害。

近年来随着3d打印技术和计算机辅助设计(cad)技术应用于医学领域，个性化颈椎矫形枕展现出很好的应用前景，通过计算机辅助设计技术和3d打印技术使得个性化设计和制造颈椎枕变得非常容易。

中国专利公开了一种多功能u型枕及多功能颈椎枕(授权公告号cn105167485a)，其颈椎枕的实现是由主枕和副枕组合而成，主枕为该发明涉及的多功能u型枕，副枕为圆柱枕，当多功能颈椎枕水平放置时，主枕的u形枕弯部的厚度(高度)小于圆柱枕(副枕)的厚度(高度、直径)。正如上面所述，该颈椎枕的缺点是质地较软，矫正力度不够，而且主枕和副枕的型号单一，未能考虑到不同患者颈椎强直程度不同的问题。中国专利又公开了一种健寿颈椎枕(授权公告号cn104921531a)，包括枕头框和枕头靠板，其特点为在枕头靠板中设有后脑靠板，后脑靠板位于枕头靠板的后部或中后部，枕头框中设有活页和转动杆，当后脑勺靠在后脑靠板时，后脑靠板下陷使后脑睡觉舒服，保持颈椎平衡。该颈椎枕完全由机械结构组成，稳定性有待考究，虽然通过弹簧解决了不同患者曲度不同的问题，但其功能重在维持颈椎平衡而非矫正颈椎曲度，此外机械结构的舒适性欠佳。因此，本领域技术人员提供了一种3d打印塑形颈椎舒展枕，以解决上述背景技术中提出的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种3d打印塑形颈椎舒展枕，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种d打印塑形颈椎舒展枕，包括枕头本体，以及位于枕头本体的前侧具有真空吸塑舒展功能的软垫，所述枕头本体的顶端的中部设置有仰卧部，且枕头本体的顶端靠近仰卧部的两侧均设置有侧卧部，所述枕头本体顶端靠近仰卧部的后侧设置有后枕部，且枕头本体的下端的内部设置有空心格栅，所述枕头本体的下端的内侧壁成矩形分布有八个卡槽，且枕头本体的底端位于空心格栅的下侧设置有底板，所述后枕部和仰卧部的顶端均开设有第一透气孔，所述底板的顶端的四角位于卡槽内均固定连接有卡钩，且底板的底端的四角设置有四个垫脚，所述空心格栅的内侧位于后枕部和仰卧部的正下方均匀开设有第二透气孔，且空心格栅的内侧位于第二透气孔的下端填充有艾草，所述软垫的一端固定连接有气管，且软垫的内部填充有珍珠粒，所述气管的一端设置有单向阀。

作为本发明进一步的方案：所述枕头本体、后枕部、侧卧部和仰卧部均为pla或其他刚性材料3d打印成型的刚性模型，且枕头本体、后枕部、侧卧部和仰卧部均为一体式设计。

作为本发明再进一步的方案：所述软垫的后侧与枕头本体连接，且软垫的前侧延伸到患者的背部，所述软垫为一种可塑性材料制成的构件。

作为本发明再进一步的方案：所述仰卧部为患者颈部与枕头本体贴合的部分，且仰卧部的曲度大于颈椎的曲度。

作为本发明再进一步的方案：所述侧卧部为患者侧卧时侧脸与枕头本体贴合的部分，且侧卧部的曲度略高于仰卧部的曲度。

作为本发明再进一步的方案：所述后枕部为患者仰卧和侧卧时头部与枕头本体贴合的部分，且后枕部的曲度略低于仰卧部的曲度，所述后枕部呈凹陷状。

作为本发明再进一步的方案：其实现方法，包括以下步骤：

s1、光学扫描患者头后部、颈后部、上背部的体表数据，导入geomagicstudio软件中进行修型，得到舒展枕的三维模型；

s2、上述舒展枕的三维模型导入geomagicdesignx软件中，通过患者正侧位x光片测定患者颈椎的原始曲度，根据原始颈椎曲度大小设计合适的矫正曲度；

s3、根据设计好的矫正曲度设计贴合患者颈肩曲线的颈椎枕的初步模型，包括仰卧部、侧卧部和后枕部，从第7颈椎到第3胸椎进行舒展板的设计；

s4、将上述设计好的初步模型导入geomagicstudio软件中进行模型部分的平滑过渡和三角形优化；

s5、通过3d打印设备将舒展枕打印成型，交付给患者进行适配；

s6、在颈椎枕连接颈部和肩部的位置装配一块真空吸塑舒展软垫；

s7、打开单向阀，真空吸塑舒展软垫通气时，珍珠粒处于流动状态，患者躺在3d打印塑形颈椎舒展枕上，利用外部的手动真空泵从单向阀抽气；

s8、真空吸塑舒展软垫手动抽气后，垫内珍珠粒处于固定状态，贴合患者颈肩部。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明通过计算机辅助设计技术、3d打印技术、真空吸塑技术的3d打印塑形颈椎舒展枕，可以使舒展枕的矫正曲度根据患者原始颈椎曲度个性化程序性设计，可以有效避免矫正过枉的情况，使用pla或其他刚性材料打印成型，枕头的质地较硬，矫正力度大，矫正效果好且稳定，对恢复患者颈椎曲度效果显著，使用真空吸塑舒展软垫能贴合患者颈肩背曲线，避免患者颈肩部无承重结构，患者使用更舒适，通过在空心格栅内填充艾草，艾草的香气可穿透第一透气孔和第二透气，从而使室内充满淡淡的艾草香，具有安神、静心的特效，患者更容易入睡，通过卡钩固定枕头本体和底板，从而方便使用者更换艾草。

附图说明

图1为一种3d打印塑形颈椎舒展枕的结构示意图；

图2为一种3d打印塑形颈椎舒展枕中枕头本体的爆炸图；

图3为一种3d打印塑形颈椎舒展枕中枕头本体的仰视图；

图4为一种3d打印塑形颈椎舒展枕中软垫通气时的结构示意图；

图5为一种3d打印塑形颈椎舒展枕中软垫处于塑性时的结构示意图；

图6为一种3d打印塑形颈椎舒展枕中珍珠粒处于固定时的结构示意图。

图中：1、枕头本体；2、软垫；3、后枕部；4、侧卧部；5、仰卧部；6、单向阀；7、气管；8、第一透气孔；9、底板；10、垫脚；11、卡钩；12、卡槽；13、空心格栅；14、第二透气孔；15、珍珠粒。

具体实施方式

请参阅图1～6，本发明实施例中，一种3d打印塑形颈椎舒展枕，包括枕头本体1，以及位于枕头本体1的前侧具有真空吸塑舒展功能的软垫2，枕头本体1的顶端的中部设置有仰卧部5，且枕头本体1的顶端靠近仰卧部5的两侧均设置有侧卧部4，枕头本体1顶端靠近仰卧部5的后侧设置有后枕部3，且枕头本体1的下端的内部设置有空心格栅13，枕头本体1的下端的内侧壁成矩形分布有八个卡槽12，且枕头本体1的底端位于空心格栅13的下侧设置有底板9，后枕部3和仰卧部5的顶端均开设有第一透气孔8，底板9的顶端的四角位于卡槽12内均固定连接有卡钩11，且底板9的底端的四角设置有四个垫脚10，空心格栅13的内侧位于后枕部3和仰卧部5的正下方均匀开设有第二透气孔14，且空心格栅13的内侧位于第二透气孔14的下端填充有艾草，软垫2的一端固定连接有气管7，且软垫2的内部填充有珍珠粒15，气管7的一端设置有单向阀6。

在图1中：枕头本体1、后枕部3、侧卧部4和仰卧部5均为pla或其他刚性材料3d打印成型的刚性模型，且枕头本体1、后枕部3、侧卧部4和仰卧部5均为一体式设计，从而提高舒展枕的硬度，减小其变形量。

在图4～6中：软垫2的后侧与枕头本体1连接，且软垫2的前侧延伸到患者的背部，软垫2为一种可塑性材料制成的构件，当软垫2在通气时，珍珠粒15处于流动可塑形；患者躺在垫子上，珍珠粒15贴合患者颈肩部；手动抽气后，软垫2塑形以贴合，达到承重效果。

在图5中：仰卧部5为患者颈部与枕头本体1贴合的部分，且仰卧部5的曲度大于颈椎的曲度,仰卧部5是根据患者头、颈、背光学体表扫描数据和x线片数据个性化设计的符合病人颈肩曲线和颈椎曲度的曲面。

在图5中：侧卧部4为患者侧卧时侧脸与枕头本体1贴合的部分，且侧卧部4的曲度略高于仰卧部5的曲度，侧卧部4的高度是根据患者的颈部距离个性化设计的。

在图5中：后枕部3为患者仰卧和侧卧时头部与枕头本体1贴合的部分，且后枕部3的曲度略低于仰卧部5的曲度，后枕部3呈凹陷状，凹陷的形状和深度是根据患者ct或x线片数据个性化设计的。

其实现方法，包括以下步骤：

s1、光学扫描患者头后部、颈后部、上背部的体表数据，导入geomagicstudio进行修型，得到舒展枕的三维模型；