一种基于3D打印的踝足矫形器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于3D打印的踝足矫形器，该踝足矫形器的结构分为具体的三部分：小腿部分、跟腱部分和足底部分，小腿部分贴合部分贴合小腿的后侧与侧面，跟腱部分贴合脚踝的后侧和侧面，所述足底部分贴合脚部底部和侧部；所述脚踝设置在整个踝足矫形器的外部；小腿部分和跟腱部分的外部的应力集中处共同设置有Y型加强结构，采用Y形结构的矫形器具有贴合度好、重量轻、强度高保护性好。便于穿入患者鞋靴内，解决现有矫形器不够贴合，实现患者的生理及心理融入社会的愿望，对于脑卒中患者的步态有很大的改善。的步态有很大的改善。的步态有很大的改善。

【技术实现步骤摘要】
一种基于3D打印的踝足矫形器


[0001]本技术属于医学康复器械
，具体涉及一种基于3D打印的踝足矫形器。

技术介绍

[0002]随着科技发展，以及3D打印的快速发展，三维扫描以及逆行工程的进一步普及。结合工业三维软件的应用以及逆行设计的产品开发，逆向设计变得简单。这为定制化的3D打印矫形器研发以及应用提供良好的发展势头，结合现有的力学分析进行矫形器的基础力学分析、结合传统矫形师的矫形经验以及步态分析仪，医生与矫形师一起针对患者的步态，进行方案设计，为患者的精准化、定制化、舒适化提供可能，但现在受制于3D打印的工艺以及材料的问题，导致定制化的矫形器存在一定的制约，由于材料和工艺的限制导致矫形器的力学性能有缺陷。另一方面，现有的踝足矫形器制作周期长，取模复杂，针对不同患者难以做到贴合，对患者的康复也造成一定的影响。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于3D打印的踝足矫形器，以解决现有踝足矫形器难以适合每一个患者，限制患者移动的问题。
[0004]为达到上述目的，本技术采用以下技术方案予以实现：
[0005]一种基于3D打印的踝足矫形器，包括从下到下一体连接的小腿部分、跟腱部分和足底部分；所述小腿部分贴合小腿的后侧与侧面，所述跟腱部分贴合脚踝的后侧和侧面，所述足底部分贴合脚部底部和侧部；所述脚踝设置在整个踝足矫形器的外部；
[0006]小腿部分和跟腱部分的外部共同设置有Y型加强结构，所述Y型加强结构的上端设置在小腿部分的外部，Y型加强结构的下端设置在跟腱部分的外部。
[0007]本技术的进一步改进在于：
[0008]优选的，所述Y型加强结构的高度为小腿部分和跟腱部分高度总和的1/4
‑
1/3。
[0009]优选的，所述Y型加强结构包括后支撑部和两个侧支撑部，两个侧支撑部的后端共同和后支撑部的上端连接，两个侧支撑部的前端分别设置在小腿部分的两侧；侧支撑部前端的高度高于侧支撑部后端的高度；所述后支撑部的下端设置在跟腱部分的外部。
[0010]优选的，所述足底部分的前部分相对于水平面向上倾斜10
°‑
30
°
。
[0011]优选的，所述小腿部分的后部设置有减重孔。
[0012]优选的，所述小腿部分每一侧的前端均设置有上连接部分和下连接部分，上连接部分在下连接部分的上方；所述足底部分的侧边上端设置有底部连接部分；
[0013]每一个上连接部分和下连接部分的前端均设置有连接孔；每一个底部连接部分的上端均设置有连接孔。
[0014]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
[0015]本技术公开了一种基于3D打印的踝足矫形器，该踝足矫形器的结构分为具体
的三部分：小腿部分、跟腱部分和足底部分，小腿部分贴合部分贴合小腿的后侧与侧面，跟腱部分贴合脚踝的后侧和侧面，所述足底部分贴合脚部底部和侧部；所述脚踝设置在整个踝足矫形器的外部；小腿部分和跟腱部分的外部的应力集中处共同设置有Y型加强结构，采用Y形结构的矫形器具有贴合度好、重量轻、强度高保护性好。便于穿入患者鞋靴内，解决现有矫形器不够贴合，实现患者的生理及心理融入社会的愿望，对于脑卒中患者的步态有很大的改善。
[0016]进一步的，限制Y型加强结构的高度，保证Y型加强结构在起到支撑作用的同时不会因为强度过高限制患者的移动。
[0017]进一步的，Y型加强结构包括后部的支撑和两侧的支撑，能够提高支撑性能。
[0018]进一步的，足底部分的前部分相对于水平面向上倾斜，结合大拇指部位绷带束缚，以防止病人矫形器穿入鞋内出现矫形器不贴脚，矫形器不贴鞋等三不贴现象发生。
[0019]进一步的，小腿部分的后部设置有减重孔，减伤整个矫形器的重量。
[0020]进一步的，跟腱部分的前侧设置有连接孔，通过魔术贴能够使得整个装置设置在患者的脚上。
附图说明
[0021]图1为人体结构的足部骨头示意图；
[0022]图2为本技术踝足矫形器的后视图；
[0023]图3为本技术踝足矫形器的侧视图；
[0024]图4为本技术的曲面边线设计的示意图；
[0025]图5为曲面设计的仿真图；
[0026](a)图为右视图，(b)图为左视图。
[0027]图6为实施例1的原腿部侧视图；
[0028]图7为实施例1的原腿部正视图；
[0029]图8为穿戴的踝足矫形器的俯视图；
[0030]图9为穿戴踝足矫形器的侧视图；
[0031]图10为穿戴踝足矫形器的力学模拟图；
[0032]其中：1
‑
小腿部分；2
‑
跟腱部分；3
‑
足底部分；4
‑
Y型加强结构；4
‑1‑
后支撑部；4
‑2‑
侧支撑部；5
‑
上连接部分；6
‑
下连接部分；7
‑
底部连接部分；8
‑
减重孔。
具体实施方式
[0033]下面结合附图对本技术做进一步详细描述：
[0034]下面描述的前、后、上、下均依托于正常人体的前、后、上、下，如图1所示，本技术的描述均依托于该基准，后续不再赘述。
[0035]本技术公开了一种基于3D打印的踝足矫形器及其制作方法，具体包括以下步骤：
[0036]步骤1，针对脑卒中患者无法抬腿或因为抬腿的足内翻、足外翻的问题，导致无法扫描及获得一个较为良好的腿部模型，也无法为矫形器最终的对线进行参考，因此初始要求患者位于端正坐姿，进行患者腿部数据扫描；患者处于坐姿要求踝关节中点、膝关节中
点、以及髋关节中点处于同一力线，获得腿部数据，为后期的设计及矫形器的对线提供数模参考。
[0037]步骤2，使用三维扫描仪针对患者摆正后的自然站姿，分别扫描双腿膝部及以下数据，在扫描中为患者穿戴一个肉色弹力袜，方便快速扫描，及避免一些死角难以扫描，如脚趾的缝隙难以扫描，也为后期模型的逆像提供便捷。三维扫描仪，获得患者小腿、踝关节以及脚部的数据，具体的包括尺寸和形状，如图6和图7所示。
[0038]步骤3，将步骤二得到的患者腿部数据导入geomagic中进行数据处理，获得患者腿部的完整STL模型。
[0039]步骤4，将步骤3得到的患者坐姿腿部STL模型导入Rhino，使用犀牛插件T
‑
spline针对患者腿部进行逆像建模，得到患者腿部可编辑的CAD三维立体曲面模型。裁剪立体曲面，裁剪过程中，去除纵弓曲线5以上的曲面，如图1所示去除脚踝处跟骨以前的曲面，使得踝关节裸露在立体曲面以外，沿着脚踝处曲面两侧的曲线向上竖直沿伸，延伸至膝盖下方，去除所述曲面两侧的曲线以前的曲面，获得如图4所示的踝足矫形器的单一曲面，单一曲面的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于3D打印的踝足矫形器，其特征在于，包括从下到下一体连接的小腿部分(1)、跟腱部分(2)和足底部分(3)；所述小腿部分(1)贴合小腿的后侧与侧面，所述跟腱部分(2)贴合脚踝的后侧和侧面，所述足底部分(3)贴合脚部底部和侧部；所述脚踝设置在整个踝足矫形器的外部；小腿部分(1)和跟腱部分(2)的外部共同设置有Y型加强结构(4)，所述Y型加强结构(4)的上端设置在小腿部分(1)的外部，Y型加强结构(4)的下端设置在跟腱部分(2)的外部。2.根据权利要求1所述的基于3D打印的踝足矫形器，其特征在于，所述Y型加强结构的高度为小腿部分(1)和跟腱部分(2)高度总和的1/4
‑
1/3。3.根据权利要求1所述的基于3D打印的踝足矫形器，其特征在于，所述Y型加强结构(4)包括后支撑部(4
‑
1)和两个侧支撑部(4
‑
2)，两个侧支撑部(4
‑
2)的后端共同和后支撑部(4
‑
1)的上端连接，两个侧支撑部(4
‑
2)的前端分别设置在...

【专利技术属性】
技术研发人员：马致远，王影，马睿佳，彭宇，
申请(专利权)人：西安增材制造国家研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：