【技术实现步骤摘要】
一种个性化3D打印脊柱侧弯矫形器的设计方法
本专利技术涉及一种脊柱侧弯矫形器的设计方法，特别是一种个性化3D打印脊柱侧弯矫形器的设计方法。
技术介绍
脊柱侧弯是一种常见的脊柱畸形疾病，其临床表现为脊柱在冠状面上向侧方弯曲，常伴有矢状面的异常及轴向旋转畸形。国际脊柱侧弯学会规定，在冠状面，Cobb角大于10度即可认定为脊柱侧弯。目前对治疗脊柱侧弯的治疗方法主要分为观察法、矫形器治疗和手术治疗。其中观察法主要用于轻度脊柱侧弯患者(Cobb角<20度)，矫形器治疗主要用于轻、中度的脊柱侧弯患者(Cobb角在20度到45度)，而手术治疗主要用于重度脊柱侧弯患者(Cobb角>45度)以及矫形器治疗失败的患者；但由于手术治疗法存在创伤大，风险高的问题，并常伴有严重并发症，往往会给患者带来巨大痛苦。因此，对于脊柱侧弯患者，在侧弯发展到重度之前应采用矫形器进行治疗。矫形器是目前被认为唯一有效的治疗早期脊柱侧弯的非手术治疗手段。常规的脊柱侧弯矫形器是标准化产品，由产家生产不同尺寸的型号，患者根据自己的脊柱形状选择合适的型号...
【技术保护点】
1.一种个性化3D打印脊柱侧弯矫形器的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：/n①获取脊柱侧弯患者的CT断层图像数据，并完成三维建模，获得患者的侧弯脊柱三维几何模型和软组织三维几何模型，得A脊柱模型和B软组织模型；/n②基于脊柱侧弯患者躯干的二维截面轮廓曲线绘制矫形器的截面轮廓曲线，得C截面轮廓曲线；/n③对C截面轮廓曲线进行放样操作，得到D矫形器曲面模型；/n④将D矫形器曲面模型向外拉伸，得到E矫形器模型；/n⑤基于骨重建理论，通过有限元方法对E矫形器模型进行密度分布优化，得到F矫形器密度分布图；/n⑥基于F矫形器密度分布图和矫形器三点压力矫形原理，对E矫形器模型进行减重设...
【技术特征摘要】
1.一种个性化3D打印脊柱侧弯矫形器的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
①获取脊柱侧弯患者的CT断层图像数据，并完成三维建模，获得患者的侧弯脊柱三维几何模型和软组织三维几何模型，得A脊柱模型和B软组织模型；
②基于脊柱侧弯患者躯干的二维截面轮廓曲线绘制矫形器的截面轮廓曲线，得C截面轮廓曲线；
③对C截面轮廓曲线进行放样操作，得到D矫形器曲面模型；
④将D矫形器曲面模型向外拉伸，得到E矫形器模型；
⑤基于骨重建理论，通过有限元方法对E矫形器模型进行密度分布优化，得到F矫形器密度分布图；
⑥基于F矫形器密度分布图和矫形器三点压力矫形原理，对E矫形器模型进行减重设计，得G矫形器模型；
⑦对G矫形器模型进行背部开口，并在开口两侧开设用于安装矫形器束带的矩形孔，得H矫形器模型；
⑧将H矫形器模型、A脊柱模型和B软组织模型一同导入有限元软件中进行有限元生物力学仿真评价，对于评价不好的H矫形器模型，返回步骤②中重新绘制，对于评价良好的H矫形器模型，作为最终模型通过3D打印得到成品矫形器。
2.根据权利要求1所述的一种个性化3D打印脊柱侧弯矫形器的设计方法，其特征在于：所述步骤②中脊柱侧弯患者躯干的二维截面轮廓曲线包括骨盆区域处的矫形器二维截面轮廓曲线和脊柱区域处的矫形器二维截面轮廓曲线。
3.根据权利要求2所述的一种个性化3D打印脊柱侧弯矫形器的设计方法，其特征在于：所述骨盆区域处的矫形器二维截面轮廓曲线为三条，所述脊柱区域处的矫形器二维截面轮廓曲线为十三条。
4.根据权利要求2所述的一种个性化3D打印脊柱侧弯矫形器的设计方法，其特征在于：所述骨盆区域处的矫形器二维截面轮廓曲线的绘制方法是在B软组织模型上作三个等距且平行于水平面的绘制平面，该绘制平面与骨盆区域处的B软组织模型相交且平分该区域，绘制平面和骨盆区域处的B软组织模型在相交位置的曲线为骨盆区域处的矫形器二维截面轮廓曲线；所述脊柱区域处的矫形器二维截面轮廓曲线的绘制方...
【专利技术属性】
技术研发人员：张明峥，樊瑜波，莫中军，任韦燕，郭俊超，储照伟，
申请(专利权)人：国家康复辅具研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11
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