定制的矫形器和个性化鞋类制造技术

本发明专利技术提供了一种用于基于计算机化设计软件来设计和/或制造矫形装置、定制的矫形器或个性化鞋类的系统、方法、制造技术和平台，所述计算机化设计软件适于将所扫描的信息调整为大致上准备用于生产的装置的3D模型，其中，所述系统包括：成像模块，所述成像模块使用图像识别来鉴别所述足部的不同解剖学部位，以允许设计所述矫形器；以及人机界面，所述人机界面允许以不透明或半透明的方式示出所述足部的原始扫描，从而允许可视化所述设计的定制的矫形器适合并支撑所述足部的方式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】定制的矫形器和个性化鞋类
本专利技术涉及矫形器领域，更具体地涉及用于定制的矫形器的系统和方法。
技术介绍
足部矫形器被设计成通过提供缓冲、稳定或支撑，有时还试图通过调整或稳定足部运动来治疗足部或足弓疼痛。在约1950年以前，用于治疗足部疼痛的方法还没有标准化。1954年，MertonL.Root,DPM提出了一种足部矫形器的标准化设计方法，用距下关节之正中位置(STNP)理论使该领域发生了一场变革。距下关节是距骨和跟骨之间的关节。距下正中是距下关节既不被旋前也不被旋后的位置，其重要性基于对Root主观上认为是“正常”脚的观察。根据Root的理论，将脚矫正到“正常”位置包括仅将距下关节置于“正中”位置中，即所谓的距下关节之正中位置或STNP。有两种基本类型的定制的矫形器：构建用于缓冲脚并消除疼痛的适应性矫形器，以及用于通过将脚重新定位在特定位置来治疗患者的功能性矫形器。适应性矫形器通常由“适应”任何足部畸形的软的或柔性材料制成。这种缓冲矫形器还能使通常沿动力学链向上传递的有效步态所需的力得到一定程度的分散。功能性矫形器是为控制足部位置和关节运动而构建的矫形器。这些矫形器通常由刚性材料制成，并且由临床医生用于将脚保持在他们认为的治疗位置。这可能是有问题的，因为它不允许脚持续地适应地面和有效地行动。为了制造两种类型的矫形器，捕获了患者足部的足底表面，并在接触患者足部的矫形装置的表面上生成该足底表面的镜像。功能性矫形器在整个步态中不正常地维持足部的足弓，同时矫形器支撑整个身体的重量并压缩介于骨骼和矫形器刚性表面之间的软组织。美国有2600万糖尿病患者，占总人口的8％。糖尿病并发症包括神经损伤和周围器官血液循环不良。这些问题使得脚特别容易受到皮肤疮疡(溃疡)和伤口的伤害，并且这些疮疡和伤口可能很快被感染并难以治疗。糖尿病足并发症是非创伤性下肢截肢的最常见原因。大多数糖尿病足并发症开始于足部底部上皮肤溃疡的形成。糖尿病溃疡的主要原因之一是位于足部底部表面的特定区域的足底压力的增加。在糖尿病患者中常见的足部畸形引起局部区域高压区。当伴有感觉缺失时，会形成足部溃疡。对足部下表面的重量和溃疡点和伤口处的无负载足底压力进行适当的调整是治疗糖尿病足的重要组成部分，也是保持这些患者足部健康的重要因素。通常用缓冲适应性矫形器治疗糖尿病足患者。虽然这些方法在一定程度上是有作用的，但是它们未提供固体结构来重新平衡患者的姿势，因此不会重新调整患者脚上的负荷，进而不能减轻患者足底表面的集中压力点的压力。对于在某种程度上已经患有溃疡和足部伤口的患者来说，存在由可伸缩部件的阵列组成的内底，当这些部件移到恰当位置时，可以适应患者的伤口。就移除部件的精确位置以及这些部件周围的刚度和3D几何结构而言，该方案对此类患者的控制水平有限。此外，这些矫形器未提供使得重量分布恰当并防止出现新的伤口的对足部姿势和步态的矫正。使用插入到患者鞋子底部的定制的矫形器在本领域中已知用于各种应用。其中一些应用设计用于改善某些足部、脚踝、膝盖或背部疾病或疼痛，另一些用于约束某些足部姿势和步态修正。在过去，对于在他们的鞋中使用处方矫形装置的患者，如果他们想要穿着凉鞋、拖鞋、木底鞋或人字拖，就不得不临时放弃矫正型或稳定型矫形器。由于开放式鞋子(诸如人字拖或凉鞋)为开口形式形状，不可能将矫形器与此类鞋子一起使用。然而，当许多依赖于这些矫形器的患者在潮湿的环境中或在夏天的炎热天气中穿上凉鞋时，矫形支撑会不足。多年来，用于制作凉鞋、人字拖和便鞋的制造技术已经得到了改进，并且使得材料、形状和颜色更丰富。然而所有这些矫形器都依赖于量产工具和技术，因此不能具体符合每位患者的需要和特定的足部形状。到目前为止，还没有一种允许个性化地制造凉鞋、木底鞋和人字拖的制造方法，这些凉鞋、木底鞋和人字拖根据每个患者的需要具体制造，同时保留了诸如开口的美观鞋子的优点，夏天穿着舒适并且可以打湿却不吸水。因为没有两只脚是一样的，所以每个人都有理由穿为自己设计的适合自己的脚的鞋类。目前，存在根据特定长度尺寸并且有时还根据宽度尺寸制造的各种鞋类。然而，还不存在这样的鞋类，该鞋类特定地形成为客户的尺寸和足部形状，并且在不需要附加的插入型矫形器的情况下确保在空重和步态期间其双脚的正确姿势。
技术实现思路
本专利技术涉及旨在解决患有糖尿病足以及与身体下肢有关的其他临床病症的患者的问题的个性化矫形和定制的鞋类，及其生产和制造的系统和方法。更具体地，本专利技术的实施例在此描述了用于定制的矫形器和个性化鞋类的新型制造系统和方法，其允许设计鞋底来选择性地重布患者足部上的负荷和应力点并在溃疡和伤口下面放置应变缓解区域，以便抑制血液循环并促进这些溃疡和伤口的愈合。一种系统和方法的实施例包括3D映射单元，该3D映射单元捕获来自患者足部的形态和光谱数据并通过互联网传输得到的图像数据。在示例性方法中，在足部保持在矫正的正中位置并使用定位装置保持在该姿势的同时，执行图像数据捕获。系统根据传输的信息自动修正接收的图像数据或接收对足部形状的手动修正输入，以便将足部调整到正确位置，从而实现足部的最佳重量分布和恰当姿势。将所接收的和任选地修正的形状的负形转移到自动布线机或3D增材制造机中，该自动布线机或3D增材制造机制造一个或多个模具插入件，所述一个或多个模具插入件具有从图像捕获数据导出的患者矫形器的精确形状。模具注入泡沫材料，该泡沫材料具有合适的组成以获得所需重量、密度、硬度、颜色和其他材料性质。经注塑的矫形器可以用作现有的鞋中个性化的内底，或集成在个性化的凉鞋、木底鞋、人字拖和附加应用中。参照以下描述、所附权利要求和附图将更好地理解本专利技术的这些和其他特征、方面和优点。本专利技术提供了一种用于基于计算机化设计软件来设计矫形装置、定制的矫形器或个性化鞋类的系统，该设计软件适于将所扫描的信息调整成大致上准备好生产的装置的3D模型，该系统包括成像模块，该成像模块使用图像识别来鉴别足部的不同解剖学部位以实现矫形器的设计。所描述的系统可以使用来自扫描数据的光谱信息，以便手动或自动识别足部的表面或内部上的任何伤口、溃疡或其他缺陷，并使用该信息来重新分配足部上的负荷和从这些部分释放应力。在一些实施例中，过滤光谱信息，红外(IR)和近红外(NIR)光谱范围用于确定从足部足底表面的常规光谱分析中不明显的“热点”和应变点。在一些实施例中，系统识别足部上的标记以识别足部的部分以及但不限于矫正的姿势、角度和位置。在一些实施例中，系统使用来自标记的数据来记录特定解剖学标记或部分的位置，并使用该信息来计算足部在矫形器的顶部或个性化鞋/凉鞋内部的恰当位置。在一些实施例中，该系统使用沿着足部自动识别的解剖学标记代替所增加的标记来跟踪位置。在一些实施例中，该系统允许基于用户描述的强度和操作区域在模型的特定区域上进行手动雕刻操作，例如：充气/放气操作、平滑操作、逐步拉/推操作。在一些实施例中，该系统集成了由医师或护理员插入的关于年龄、身高、体重、临床病症、体育活本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于基于计算机化设计软件来设计矫形装置、定制的矫形器或个性化鞋类的系统，所述计算机化设计软件适于将所扫描的信息调整为大致上准备用于生产的装置的3D模型，所述系统包括：成像模块，所述成像模块使用图像识别来鉴别足部的不同解剖学部位，以允许设计所述矫形器；以及人机界面，所述人机界面允许以不透明或半透明的方式示出所述足部的原始扫描，从而允许可视化所述设计的定制的矫形器适合并支撑所述足部的方式。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于基于计算机化设计软件来设计矫形装置、定制的矫形器或个性化鞋类的系统，所述计算机化设计软件适于将所扫描的信息调整为大致上准备用于生产的装置的3D模型，所述系统包括：成像模块，所述成像模块使用图像识别来鉴别足部的不同解剖学部位，以允许设计所述矫形器；以及人机界面，所述人机界面允许以不透明或半透明的方式示出所述足部的原始扫描，从而允许可视化所述设计的定制的矫形器适合并支撑所述足部的方式。


2.根据权利要求1所述的系统，还适于设计3D模型或物体，所述3D模型或物体经过具体调整以适合人体的特定部分。


3.根据权利要求1所述的系统，还包括用于在患者皮肤上标记片段的标记系统，所述片段使用所述系统识别并用于鉴别特定器官部位以及所需姿势，所述标记系统包括使用3D扫描仪根据颜色信息、特定的几何结构和/或光吸收特性容易识别的粘贴物。


4.一种用于通过将泡沫材料或软材料注入模具中来构建定制的矫形内底或个性化凉鞋或鞋类鞋底的制造技术，所述技术包括:加热圈和/或冷却管；以及将插入件容纳到固定的平坦侧和空腔，所述空腔根据特定矫形器的几何结构来构造以容纳所述插入件。


5.定制的矫形内底，其被设计成通过沿着足部的足底表面恰当地分布患者的重量以及通过在矫形器中包括应变释放凹陷区域/孔来治疗足部伤口和溃疡，所述内底包括多种不同硬度水平的材料，其中软材料位于所述伤口下方，从而允许减小来自这些点的负荷。


6.一种定制的矫形人字拖，其根据人的足部几何结构的特定映射来构建，以便适合足底表面并提供足弓支撑，所述人字拖包括在距下关节之正中位置执行的用以矫正患者足部姿势的患者足部扫描。


7.定制的矫形木底鞋，其根据人的足部几何结构的特定映射来构建，以便适合足底表面并提供足弓支撑，所述木底鞋包括在距下关节之正中位置执行的用以矫正患者足部姿势的患者足部扫描。


8.定制的矫形凉鞋，其根据人的足部几何结构的特定映射来构建，以便适合足底表面并提供足弓支撑，所述凉鞋包括在距下关节之正中位置执行的用以矫正患者足部姿势的患者足部扫描。


9.具体根据客户的身体几何结构设计和制造的定制的鞋类，所述鞋类包括由特定于患者几何结构的插入件模具制成的鞋底，并且...

【专利技术属性】
技术研发人员：D布莱谢尔，T卢斯基，
申请(专利权)人：耐克创新有限合伙公司，
类型：发明
国别省市：美国;US