一种颈椎枕及其设计方法、设计装置、计算机可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供的一种颈椎枕及其设计方法、设计装置、计算机可读存储介质，通过获取定制者颈椎头部X光片和包含颈椎头部的光学扫描文件；导入三维建模软件，经测量获得原有颈椎曲度，当原有颈椎曲度为正常时，保持原有颈椎弧度，当原有颈椎曲度为异常时，一步调整或分阶段调整原有颈椎曲度至正常颈椎曲度，依据调整后的颈椎曲度确定圆心，结合圆心以及定制者颈椎头部X光片和包含颈椎头部的颈椎头部光学扫描文件确定颈部枕区的颈椎弧度等；经过建模处理获得颈椎枕三维模型，以供采用柔性材料3D打印而成。本发明专利技术能够根据不同定制者的颈椎情况进行个性化设计，使其完全贴合定制者生理曲度，实现个性化、精准化和定制式的治疗。

A cervical pillow and its design method, design device, computer readable storage medium

The invention provides a cervical pillow and its design method, design device and computer-readable storage medium, through which the X-ray film of the customized cervical head and the optical scanning file including the cervical head are obtained; the original cervical curvature is obtained by importing the three-dimensional modeling software through measurement, when the original cervical curvature is normal, the original cervical curvature is maintained, when the original cervical curvature is abnormal Adjust the original curvature of the cervical spine to the normal curvature step by step or in stages, determine the center of the circle according to the adjusted curvature of the cervical spine, and determine the curvature of the cervical spine in the occipital region by combining the center of the circle, the customized X-ray film of the cervical spine head and the optical scanning file of the cervical spine head including the cervical spine head; after the modeling processing, obtain the three-dimensional model of the cervical spine occipital for 3D printing with flexible materials. The invention can carry out personalized design according to the cervical vertebrae of different customizers, make it fully fit the physiological curvature of the customizer, and realize personalized, precise and customized treatment.

【技术实现步骤摘要】
一种颈椎枕及其设计方法、设计装置、计算机可读存储介质
本专利技术涉及枕头
，特别是涉及一种颈椎枕及其设计方法、设计装置、计算机可读存储介质。
技术介绍
正常情况下，人的颈椎具有一定的向前的弧度即生理弯曲，现代人使用电脑及手机的频率不断增高，长期低头往往导致颈椎生理曲度的减小、消失甚至反弓，常随时间发展为颈椎病和椎孔外神经卡压。患者常表现为头颈及肩背部酸痛，颈部活动受限，严重者还可出现上肢无力、手指发麻、头晕等症状，严重影响生活质量。常可使用颈椎枕进行治疗，在每日的睡眠中即可完成矫正，具有良好便捷性。目前常见的颈椎枕多为两种，一种通过在枕套中填充荞麦或中药，另一种是通过切割海绵制作的波浪形颈椎枕。前者往往存在高度不够，难以矫正颈椎曲度的问题，而后者由于是批量化生产，无法针对患者不同需求进行设计，不能与针对不同患者的生理曲线进行个性化矫正，导致治疗效果不佳或矫枉过正。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种颈椎枕及其设计方法、设计装置、计算机可读存储介质，用于解决现有技术中枕头未能因人而异矫正颈椎的曲度。为实现上述目的及其他相关目的，本申请第一方面提供一种颈椎枕设计方法，所述方法包括：1)获取定制者颈椎头部X光片和包含颈椎头部的颈椎头部光学扫描文件；2)将步骤1)得到的颈椎头部X光片和包含颈椎头部的颈椎头部光学扫描文件导入三维建模软件，经测量获得原有颈椎曲度，当原有颈椎曲度为正常时，依据原有颈椎曲度确定圆心，结合圆心以及定制者颈椎头部X光片和包含颈椎头部的颈椎头部光学扫描文件确定颈部枕区的颈椎弧度；当原有颈椎曲度为异常时，一步调整或分阶段调整原有颈椎曲度至正常颈椎曲度，依据调整后的颈椎曲度确定圆心，结合圆心以及定制者颈椎头部X光片和包含颈椎头部的颈椎头部光学扫描文件确定颈部枕区的颈椎弧度；3)将颈部枕区的颈椎弧度沿定制者的头部形状以样条曲线形式继续延伸，形成凹陷构造出头部枕区的头部曲线；将头部枕区的头部曲线沿定制者的头部形状以样条曲线形式继续延伸至定制者的头部不会对枕头有垂直方向作用处，形成限制枕区的限制曲线；4)根据颈椎枕的高度构造出枕区底部直线线段；5)将颈部枕区的颈椎弧度、头部枕区的头部曲线、限制枕区的限制曲线和枕区底部直线线段形成闭合曲线，再经过建模处理获得颈椎枕三维模型，以供采用柔性材料3D打印而成。优选地，步骤2)中，还包括如下技术特征中的至少一项：1)当步骤1)得到的颈椎头部X光片和包含颈椎头部的颈椎头部光学扫描文件导入三维建模软件时，将颈椎头部X光片和包含颈椎头部的颈椎头部光学扫描文件进行配准，调整透明度，以使透过颈椎头部X光片看到包含颈椎头部的颈椎头部光学扫描文件；2)测量原有颈椎曲度的方法为Borden测量法、Harrison测量法或Cobb角测量法。更优选地，特征2)中，Borden测量法：自枢椎齿状突后上缘到第七椎体后下缘画一直线为A线,沿颈椎各椎体后缘作一弧线为B线,在A、B线间最宽处的垂直横交线为C线，C线的距离即为颈椎生理曲线的深度，正常颈椎曲度的颈椎生理曲线的深度为12±5mm；Harrison测量法：作第二椎体及第七椎体后缘的平行线，其相交所成的锐角为颈椎角，正常颈椎曲度的颈椎角≥34°；Cobb角测量法：测量第二椎体与第七椎体下缘延长线,再作下缘延长线的垂线，相交所成锐角为颈椎角，正常颈椎曲度的颈椎角为22±5°。进一步更优选地，依据颈椎曲度确定圆心的方法如下：1)当测量原有颈椎曲度的方法为Borden测量法时：当原有颈椎曲度为正常时，利用原有颈椎曲度对应的弧线确定圆心；当原有颈椎曲度为异常时，利用调整后的颈椎曲度对应的弧线确定圆心；2)当测量原有颈椎曲度的方法为Harrison测量法或Cobb角测量法时：当原有颈椎曲度为正常时，利用原有颈椎曲度，然后做第二椎体后缘的平行线的垂线，及第七椎体后缘的平行线的垂线，以两条垂线产生的交点为圆心；当原有颈椎曲度为异常时，利用调整后的颈椎曲度，然后做调整后的第二椎体后缘的平行线的垂线，及第七椎体后缘的平行线的垂线，以两条垂线产生的交点为圆心。优选地，所述建模处理包括：放样、对称、标定参数、及渲染中任意一种或多种组合。本专利技术第二方面提供一种颈椎枕设计装置，所述装置包括：获取模块，用于获取定制者颈椎头部X光片和包含颈椎头部的颈椎头部光学扫描文件；处理模块，用于将颈椎头部X光片和包含颈椎头部的颈椎头部光学扫描文件导入三维建模软件，经测量获得原有颈椎曲度，当原有颈椎曲度为正常时，依据原有颈椎曲度确定圆心，结合圆心以及定制者颈椎头部X光片和包含颈椎头部的颈椎头部光学扫描文件确定颈部枕区的颈椎弧度；当原有颈椎曲度为异常时，一步调整或分阶段调整原有颈椎曲度至正常颈椎曲度，依据调整后的颈椎曲度确定圆心，结合圆心以及定制者颈椎头部X光片和包含颈椎头部的颈椎头部光学扫描文件确定颈部枕区的颈椎弧度；将颈部枕区的颈椎弧度沿定制者的头部形状以样条曲线形式继续延伸，形成凹陷构造出头部枕区的头部曲线；将头部枕区的头部曲线沿定制者的头部形状以样条曲线形式继续延伸至定制者的头部不会对枕头有垂直方向作用处，形成限制枕区的限制曲线；根据颈椎枕的高度构造出枕区底部直线线段；将颈部枕区的颈椎弧度、头部枕区的头部曲线、限制枕区的限制曲线和枕区底部直线线段形成闭合曲线，再经过建模处理获得颈椎枕三维模型，以供采用柔性材料3D打印而成。本专利技术第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的颈椎枕设计方法。本专利技术第四方面提供一种颈椎枕，所述颈椎枕通过上所述的颈椎枕设计方法获得。优选地，包括依次连续的颈部枕区、头部枕区和限制枕区，所述颈椎枕为3D打印而成，所述3D打印的材料采用柔性材料。更优选地，所述柔性材料选自TPU、尼龙塑料、光敏树脂、硅胶、橡胶、乳胶、ABS塑料、PVC塑料、有机硅树脂和丙烯基树脂中任意的一种或多种组合。本专利技术提供的一种颈椎枕及其设计方法、设计装置、计算机可读存储介质，通过获取定制者颈椎头部X光片和包含颈椎头部的颈椎头部光学扫描文件；导入三维建模软件，经测量获得原有颈椎曲度，当原有颈椎曲度为正常时，依据原有颈椎曲度确定圆心，结合圆心以及定制者颈椎头部X光片和包含颈椎头部的颈椎头部光学扫描文件确定颈部枕区的颈椎弧度；当原有颈椎曲度为异常时，一步调整或分阶段调整原有颈椎曲度至正常颈椎曲度，依据调整后的颈椎曲度确定圆心，结合圆心以及定制者颈椎头部X光片和包含颈椎头部的颈椎头部光学扫描文件确定颈部枕区的颈椎弧度等；经过建模处理获得颈椎枕三维模型，以供采用柔性材料3D打印而成。本专利技术至少包括如下有益效果中的至少一项：1)能够根据不同定制者的颈椎情况进行个性化设计，使其完全贴合患者生理曲度，实现个性化、精准化和定制式的治疗；2)在定制者可接受范围内，使得调整后的颈椎曲度至正常颈椎曲度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种颈椎枕设计方法，其特征在于，所述方法包括：/n1)获取定制者颈椎头部X光片和包含颈椎头部的光学扫描文件；/n2)将步骤1)得到的颈椎头部X光片和包含颈椎头部的颈椎头部光学扫描文件导入三维建模软件，经测量获得原有颈椎曲度，当原有颈椎曲度为正常时，依据原有颈椎曲度确定圆心，结合圆心以及定制者颈椎头部X光片和包含颈椎头部的颈椎头部光学扫描文件确定颈部枕区的颈椎弧度；当原有颈椎曲度为异常时，一步调整或分阶段调整原有颈椎曲度至正常颈椎曲度，依据调整后的颈椎曲度确定圆心，结合圆心以及定制者颈椎头部X光片和包含颈椎头部的颈椎头部光学扫描文件确定颈部枕区的颈椎弧度；/n3)将颈部枕区的颈椎弧度沿定制者的头部形状以样条曲线形式继续延伸，形成凹陷构造出头部枕区的头部曲线；将头部枕区的头部曲线沿定制者的头部形状以样条曲线形式继续延伸至定制者的头部不会对枕头有垂直方向作用处，形成限制枕区的限制曲线；/n4)根据颈椎枕的高度构造出枕区底部直线线段；/n5)将颈部枕区的颈椎弧度、头部枕区的头部曲线、限制枕区的限制曲线和枕区底部直线线段形成闭合曲线，再经过建模处理获得颈椎枕三维模型，以供采用柔性材料3D打印而成。/n...

【技术特征摘要】
1.一种颈椎枕设计方法，其特征在于，所述方法包括：
1)获取定制者颈椎头部X光片和包含颈椎头部的光学扫描文件；
2)将步骤1)得到的颈椎头部X光片和包含颈椎头部的颈椎头部光学扫描文件导入三维建模软件，经测量获得原有颈椎曲度，当原有颈椎曲度为正常时，依据原有颈椎曲度确定圆心，结合圆心以及定制者颈椎头部X光片和包含颈椎头部的颈椎头部光学扫描文件确定颈部枕区的颈椎弧度；当原有颈椎曲度为异常时，一步调整或分阶段调整原有颈椎曲度至正常颈椎曲度，依据调整后的颈椎曲度确定圆心，结合圆心以及定制者颈椎头部X光片和包含颈椎头部的颈椎头部光学扫描文件确定颈部枕区的颈椎弧度；
3)将颈部枕区的颈椎弧度沿定制者的头部形状以样条曲线形式继续延伸，形成凹陷构造出头部枕区的头部曲线；将头部枕区的头部曲线沿定制者的头部形状以样条曲线形式继续延伸至定制者的头部不会对枕头有垂直方向作用处，形成限制枕区的限制曲线；
4)根据颈椎枕的高度构造出枕区底部直线线段；
5)将颈部枕区的颈椎弧度、头部枕区的头部曲线、限制枕区的限制曲线和枕区底部直线线段形成闭合曲线，再经过建模处理获得颈椎枕三维模型，以供采用柔性材料3D打印而成。


2.根据权利要求1所述的颈椎枕设计方法，其特征在于，步骤2)中，还包括如下技术特征中的至少一项：
1)当步骤1)得到的颈椎头部X光片和包含颈椎头部的颈椎头部光学扫描文件导入三维建模软件时，将颈椎头部X光片和包含颈椎头部的颈椎头部光学扫描文件进行配准，调整透明度，以使透过颈椎头部X光片看到包含颈椎头部的颈椎头部光学扫描文件；
2)测量原有颈椎曲度的方法为Borden测量法、Harrison测量法或Cobb角测量法。


3.根据权利要求2所述的颈椎枕设计方法，其特征在于，特征2)中，Borden测量法：自枢椎齿状突后上缘到第七椎体后下缘画一直线为A线,沿颈椎各椎体后缘作一弧线为B线,在A、B线间最宽处的垂直横交线为C线，C线的距离即为颈椎生理曲线的深度，正常颈椎曲度的颈椎生理曲线的深度为12±5mm；Harrison测量法：作第二椎体及第七椎体后缘的平行线，其相交所成的锐角为颈椎角，正常颈椎曲度的颈椎角≥34°；Cobb角测量法：测量第二椎体与第七椎体下缘延长线,再作下缘延长线的垂线，相交所成锐角为颈椎角，正常颈椎曲度的颈椎角为22±5°。


4.根据权利要求3所述的颈椎枕设计方法，其特征在于，依据颈椎曲度确定圆心的方法如下：
1)当测量原有颈椎曲度的方法为Borden测量法时：
当原有颈椎曲度为正常时，利用原有颈椎曲度对应的弧线确定圆心；

【专利技术属性】
技术研发人员：王金武，刘子凡，柳毅浩，栾晓燕，王彩萍，
申请(专利权)人：上海交通大学医学院附属第九人民医院，上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31