CN105496618A - 一种基于3d打印技术的脑卒中患者肢体矫形器及制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于3D打印技术的脑卒中患者肢体矫形器及制作方法，包括分指板和足托，分指板包括板体，板体形状为手指伸展时形状，板体上表面设置拇指槽、掌指槽和手掌槽，在拇指槽、掌指槽和手掌槽槽底部均设置多个第一透气孔，在板体两侧以及相邻两个掌指槽之间设有绑带穿孔；足托包括主体，主体包括第一片状部和第二片状部，且第一片状部和第二片状部一体成型形成大致“L”形结构，本发明结构简单，能够预防和治疗脑卒中患者肢体康复过程中手指、足部的痉挛和挛缩，利用3D打印技术制作成的肢体矫形器能扩大对肢体皮肤的贴合面积，减少局部压力，提高舒适度，更有利于患者的佩戴，提高支具利用率，提高肢体康复治疗效果。

Description

一种基于3D打印技术的脑卒中患者肢体矫形器及制作方法

技术领域

本发明涉及一种康复医学矫正装置，尤其涉及一种基于3D打印技术的脑卒中患者肢体矫形器及制作方法。

背景技术

3D打印是一种以数字模型文件为基础，先通过计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，指导打印机运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。常用材料有尼龙、石膏、铝、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶等材料。目前常用的打印方法有选择性激光烧结技术、熔融沉积造型技术、多喷嘴成型技术和立体印刷术等4种。

脑卒中患者多有肢体偏瘫，部分患者由于缺乏及时的康复治疗，患肢出现上、下肢肌肉痉挛，严重时关节粘连，手足甚至畸形，常需要辅助支具进行牵张治疗。然而目前常用支具都是批量生产，不能个性化的为患者使用，效果常不理想。定制支具制造工艺复杂，耗时太多，费用很高，患者常不能接受。国内也有制作简易手支具的报道，利用泡沫板、魔术贴、布条为患者定制手支具。使患者使用舒适，能有效预防患侧手部的畸形。常红等利用采用纸板、粘扣为脑卒中患者手、足定做支具，有利于患者良肢位的摆放。但上述手支具成品质量都比较粗糙。高润等对脑卒中偏瘫患者早期运用足踝矫形器，有效缓解踝背伸活动时拮抗肌的痉挛，增强胫前肌肌力，改善踝关节活动范围，对促进足下垂的恢复有明显的作用。用动踝防旋防足下垂短支具，有效地预防足下垂，保护患肢功能，促使患肢康复。上述足支具尽管效果较好，但成本太高，影响在临床推广运用。

国内有大量脑卒中康复患者，有配带肢体矫形器的需求。而国内3D打印在医学中的运用目前多于用于植入型（如脊柱术后填补等），应用于肢体矫形器还很少有报道，原因有3D肢体扫描、建模的重建过程耗时和打印材料的选择复杂等，因此开展3D打印矫形器运用于脑卒中康复患者的研究，推广在脑卒中肢体康复中的运用，提高患者的肢体功能恢复，有很大的科学性、实用性和迫切性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种结构简单，能够预防和治疗脑卒中患者肢体康复过程中手指、足部的痉挛和挛缩，能扩大对肢体皮肤的贴合面积，减少局部压力，提高舒适度，更有利于患者的佩戴，提高支具利用率，提高肢体康复治疗效果的技术方案：

一种基于3D打印技术的脑卒中患者肢体矫形器及制作方法，包括分指板和足托，分指板包括板体，板体厚度为5mm，板体形状为手指伸展时形状，板体上表面设置拇指槽、掌指槽和手掌槽，且拇指槽、掌指槽和手掌槽与手指、手掌曲面相吻合，在拇指槽、掌指槽和手掌槽槽底部均设置多个第一透气孔，在板体两侧以及相邻两个掌指槽之间设有第一绑带穿孔；

足托包括主体，主体包括第一片状部和第二片状部，且第一片状部和第二片状部一体成型形成大致“L”形结构，主体两侧分别设有第二绑带穿孔，第二绑带穿孔长度为40mm,宽度为4mm。

作为优选，第一片状部具有与人体小腿后部轮廓相贴合的内壁，第二片状部上设有与足弓相吻合的第一凸起，第一片状部和第二片状部的连接处设有与人体的足跟相吻合的第二凸起。

作为优选，第一片状部和第二片状部上均设置多个第二透气孔，且在第一片状部中间设有螺丝孔，第二透气孔半径为1.2mm，螺丝孔半径为1.6mm。

作为优选，其制作方法包括以下步骤：

A、手部扫描方法：用柔软的沙泥做成一个平整的模子，将病人的手放在上面挤压成一个手的模型，然后用3D扫描仪进行扫描，接着用3D扫描仪对手部进行扫描；脚部扫描方法：用3D扫描仪直接对足部进行扫描；

B、运用3DMax、netfabb、geomagic软件，对3D扫描仪扫描后数据进行处理，并生成手或脚的支具模型数字文件；

C、生成的手或脚的支具模型数字文件发送至3D打印机控制器中；

D、3D打印机控制器接收控制信号后选择ABS、PLA打印材料并采用MEM打印方法；

E、3D打印机控制器控制出料口进行打印生成手或脚的支具。

本发明的有益效果在于：

（1）本发明结构简单，能够预防和治疗脑卒中患者肢体康复过程中手指、足部的痉挛和挛缩。

（2）本发明在3D扫描后，模型数字文件在后期制作过程中，可根据医生对患者的临床康复治疗需求，方便地进行修改，使支具能更好地符合人体的的生物力学和神经生理学。

（3）本发明利用3D打印技术制作成的肢体矫形器能扩大对肢体皮肤的贴合面积，减少局部压力，提高舒适度，更有利于患者的佩戴，提高支具利用率，提高肢体康复治疗效果。

（4）本发明的3D打印材料较定制支具成本低廉，较少增加患者的经济负担，适合辅助支具的临床推广运用。

附图说明：

图1为本发明的分指板结构图；

图2为本发明的足托主视图；

图3为本发明的足托整体结构图。

具体实施方式：

为使本发明的发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

如图1-图3所示，一种基于3D打印技术的脑卒中患者肢体矫形器及制作方法，包括分指板1和足托2，所述分指板1包括板体3，所述板体3厚度为5mm，所述板体3形状为手指伸展时形状，所述板体3上表面设置拇指槽4、掌指槽5和手掌槽6，且所述拇指槽4、掌指槽5和手掌槽6与手指、手掌曲面相吻合，此设计能扩大对肢体皮肤的贴合面积，减少局部压力，提高舒适度，更有利于患者的佩戴，提高支具利用率，提高肢体康复治疗效果，在所述拇指槽4、掌指槽5和手掌槽6槽底部均设置多个第一透气孔7，在所述板体3两侧以及相邻两个掌指槽之间设有第一绑带穿孔8。本发明制作的分指板1能贴合手型，起到很好的生物力学治疗效果；佩戴舒服，美观时尚，病人愿意持续使用；长时间佩戴，能预防手指的屈曲挛缩，帮助恢复患者的手功能。

足托2包括主体9，所述主体9包括第一片状部10和第二片状部11，且所述第一片状部10和所述第二片状部11一体成型形成大致“L”形结构，所述主体9两侧分别设有第二绑带穿孔12，所述第二绑带穿孔12长度为40mm,宽度为4mm，第一片状部10具有与人体小腿后部轮廓相贴合的内壁，所述第二片状部11上设有与足弓相吻合的第一凸起13，所述第一片状部10和所述第二片状部11的连接处设有与人体的足跟相吻合的第二凸起14，第一片状部10和所述第二片状部11上均设置多个第二透气孔15，且在所述第一片状部10中间设有螺丝孔16，所述第二透气孔15半径为1.2mm，所述螺丝孔16半径为1.6mm。应用3D打印技术制作足托模型，得到的足部矫形器与传统的聚丙烯足踝矫形器伸展性、弹性、抗弯、抗压等均相近，在各种测试和运用中均表现良好，有很好的临床应用前景，本发明制作的足托2能贴合脚型，可以根据生物力学治疗要求修正；佩戴舒服，病人愿意持续使用；长期使用，能预防足下垂，继而改善患者的步行能力。

本发明的制作方法包括以下步骤：

A、手部扫描方法：用柔软的沙泥做成一个平整的模子，将病人的手放在上面挤压成一个手的模型，然后用3D扫描仪进行扫描，接着用3D扫描仪对手部进行扫描；脚部扫描方法：用3D扫描仪直接对足部进行扫描；

B、运用3DMax、netfabb、geomagic软件，对3D扫描仪扫描后数据进行处理，并生成手或脚的支具模型数字文件；

C、生成的手或脚的支具模型数字文件发送至3D打印机控制器中；

D、3D打印机控制器接收控制信号后选择ABS、PLA打印材料并采用MEM打印方法；

E、3D打印机控制器控制出料口进行打印生成手或脚的支具。

本发明的有益效果在于：本发明结构简单，能够预防和治疗脑卒中患者肢体康复过程中手指、足部的痉挛和挛缩；本发明在3D扫描后，模型数字文件在后期制作过程中，可根据医生对患者的临床康复治疗需求，方便地进行修改，使支具能更好地符合人体的的生物力学和神经生理学；利用3D打印技术制作成的肢体矫形器能扩大对肢体皮肤的贴合面积，减少局部压力，提高舒适度，更有利于患者的佩戴，提高支具利用率，提高肢体康复治疗效果；本发明的3D打印材料较定制支具成本低廉，较少增加患者的经济负担，适合辅助支具的临床推广运用。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于3D打印技术的脑卒中患者肢体矫形器及制作方法，其特征在于：包括分指板和足托，所述分指板包括板体，所述板体厚度为5mm，所述板体形状为手指伸展时形状，所述板体上表面设置拇指槽、掌指槽和手掌槽，且所述拇指槽、掌指槽和手掌槽与手指、手掌曲面相吻合，在所述拇指槽、掌指槽和手掌槽槽底部均设置多个第一透气孔，在所述板体两侧以及相邻两个掌指槽之间设有第一绑带穿孔；

所述足托包括主体，所述主体包括第一片状部和第二片状部，且所述第一片状部和所述第二片状部一体成型形成大致“L”形结构，所述主体两侧分别设有第二绑带穿孔，所述第二绑带穿孔长度为40mm,宽度为4mm。

2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的脑卒中患者肢体矫形器及制作方法，其特征在于：所述第一片状部具有与人体小腿后部轮廓相贴合的内壁，所述第二片状部上设有与足弓相吻合的第一凸起，所述第一片状部和所述第二片状部的连接处设有与人体的足跟相吻合的第二凸起。

3.根据权利要求2所述的一种基于3D打印技术的脑卒中患者肢体矫形器及制作方法，其特征在于：所述第一片状部和所述第二片状部上均设置多个第二透气孔，且在所述第一片状部中间设有螺丝孔，所述第二透气孔半径为1.2mm，所述螺丝孔半径为1.6mm。

4.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的脑卒中患者肢体矫形器及制作方法，其特征在于：其制作方法包括以下步骤：

A、手部扫描方法：用柔软的沙泥做成一个平整的模子，将病人的手放在上面挤压成一个手的模型，然后用3D扫描仪进行扫描，接着用3D扫描仪对手部进行扫描；脚部扫描方法：用3D扫描仪直接对足部进行扫描；

B、运用3DMax、netfabb、geomagic软件，对3D扫描仪扫描后数据进行处理，并生成手或脚的支具模型数字文件；

C、生成的手或脚的支具模型数字文件发送至3D打印机控制器中；

D、3D打印机控制器接收控制信号后选择ABS、PLA打印材料并采用MEM打印方法；

E、3D打印机控制器控制出料口进行打印生成手或脚的支具。