一种3D打印半足假肢的制作方法

一种3d打印半足假肢
技术领域
1.本技术涉及一种半足假肢技术领域，特别是涉及一种3d打印半足假肢。


背景技术：

2.半足通常是指患者前足区域部分的缺失包括先天性的脚趾缺失和部分足截肢。先天性脚趾缺失通常是由一系列遗传因素所致，而部分足截肢通常是因为糖尿病、血管功能不全、外伤、先天性畸形和冻疮等因素进行的截肢，半足除了对患者形象造成影响外，通常还会对患者的步态造成影响。
3.半足假肢适用于能穿普通鞋步行、部分或全部足趾截肢的患者；用来弥补缺损、补偿足部的负重功能，同时可以防止鞋头变形的功能。
4.目前，市面上最常使用的半足假肢为硅胶半足假肢。它外观颜色近似真人的足部，制作过程为先试穿半成品，待使用者残肢定型，正常后再进行取模做出成品确保大小合适。
5.但传统半足假肢或矫形垫通常由硅橡胶、海绵、eva泡沫板或聚氯乙烯树脂制成，制作需要手工测量体表尺寸记录相关信息，先试穿半成品，待使用者残肢定型，然后通过石膏取型获得残肢形状，最后通过硅胶注塑等方式制作完成。因此，模型通常存在误差大，耗时长，且产品经常存在比对侧足尺寸大、密闭、透气性差等缺点。


技术实现要素：

6.鉴于以上所述现有技术的缺陷，本技术提供一种3d打印半足假肢，用于解决现有技术中存在的至少一个问题。
7.为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种3d打印半足假肢，所述半足假肢包括：内部半足主体，用于包覆并承载患者残足；外部镂空结构，包覆于所述内部半足主体的脚面；支撑连接部，设于所述内部半足主体与所述外部镂空结构之间。
8.于本技术一实施例中，所述外部镂空结构的前端设有前脚丫结构，所述前脚丫结构的尺寸形状大小与健侧足一致。
9.于本技术一实施例中，所述内部半足主体包括：半足脚底，其结构根据患者足部的解剖结构和足底压力数据进行设计的；足底残端，其结构根据患者足部残端的形状和大小进行相应设计的；足跟固定部，其结构根据患者足跟实际形状大小进行设计的，用于贴和与固定脚踝与小腿；所述足跟固定部上设有绑带；脚背支撑体，与所述半足脚底形成容纳空间，由所述足底残端连接至所述足跟固定部；其中，所述支撑连接部设于所述脚背支撑体上；透气孔，设于所述脚背支撑上。
10.于本技术一实施例中，所述支撑连接部为多小圆柱，分别设于左右两侧。
11.于本技术一实施例中，所述外部镂空结构为蜂窝状镂空结构；所述外部镂空结构的顶部开口为u型，后端为断开，两侧为镂空网。
12.于本技术一实施例中，所述外部镂空结构的前端包括：与所述内部半足主体中脚底残缺部分互补的镂空前足底，以作为整个半足假肢的跖趾关节部。
13.于本技术一实施例中，所述内部半足主体与所述外部镂空结构是通过对患者足部进行光学扫描所获取到的足部尺寸数据，经3d打印得到。
14.于本技术一实施例中，3d打印技术所采用的材料包括：聚氨酯、聚乳酸、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、丙烯基树脂中任意的一种。
15.综上所述，本技术提供的一种3d打印半足假肢，所述半足假肢包括：内部半足主体，用于包覆并承载患者残足；外部镂空结构，包覆于所述内部半足主体的脚面；支撑连接部，设于所述内部半足主体与所述外部镂空结构之间。
16.达到了以下有益效果：
17.本技术可用于先天性半足或部分足截肢的患者，采用光学扫描获取足部解剖结构数据模型，依据患者足部解剖结构个性化定制和精确设计，因此更加贴合患者足部，患者佩戴舒适，依从性较好，并且采用3d打印制作，耗时相对短，节省材料，节约了人力成本与时间消耗；同时，本技术半足假肢顶部采用镂空结构设计，拥有透气轻巧的特点，患者在穿入鞋子后行走更加稳定。此外，还能起到一个足部的代偿和预防矫正作用，防止患者因足部受力不稳而诱发其它关节部位出现病变。
附图说明
18.图1为本技术于一实施例中的一种3d打印半足假肢的结构示意图。
19.图2为本技术于一实施例中的一种内部半足主体的结构示意图。
20.图3为本技术于一实施例中的外部镂空结构的结构示意图。
具体实施方式
21.以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
22.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，虽然图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，但其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
23.在通篇说明书中，当说某部分与另一部分“连接”时，这不仅包括“直接连接”的情形，也包括在其中间把其它元件置于其间而“间接连接”的情形。另外，当说某种部分“包括”某种构成要素时，只要没有特别相反的记载，则并非将其它构成要素，排除在外，而是意味着可以还包括其它构成要素。
24.其中提到的第一、第二及第三等术语是为了说明多样的部分、成分、区域、层及/或段而使用的，但并非限定于此。这些术语只用于把某部分、成分、区域、层或段区别于其它部分、成分、区域、层或段。因此，以下叙述的第一部分、成分、区域、层或段在不超出本技术范围的范围内，可以言及到第二部分、成分、区域、层或段。
25.再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形
式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“a、b或c”或者“a、b和/或c”意味着“以下任一个：a；b；c；a和b；a和c；b和c；a、b和c”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
26.针对现有的半足假肢存在模型误差大，耗时长，且产品常存在比对侧足尺寸大、密闭、透气性差等缺陷。本技术提供一种3d打印半足假肢，通过光学扫描获取患者残留足部和正常足部形状和尺寸大小数据，为半足截肢的患者量身定做半足假脚，贴合度高，进行网格镂空结构制作，通风透气性好。
27.如图1所示，展示本技术实施例中的一种3d打印半足假肢的结构示意图。如图所示，所述半足假肢包括：内部半足主体1、外部镂空结构2及支撑连接部3。
28.于本技术一实施例中，所述内部半足主体1，用于包覆并承载患者残足。
29.如图2所示，展示本技术实施例中的一种内部半足主体的结构示意图。如图所示，所述内部半足主体1包括：
30.半足脚底11，其结构根据患者足部的解剖结构和足底压力数据进行设计的，，可以贴合患者实际的足部大小，更加舒适合体。
31.足底残端12，其结构根据患者足部残端的形状和大小进行相应设计的，可以贴合于患者的足部残端，起到一个稳固作用。
32.足跟固定部13，其结构根据患者足跟实际形状大小进行设计的，用于贴和与固定脚踝与小腿，起到贴合和固定的作用，让穿戴者行走时更加稳定。
33.其中，所述足跟固定部13上设有绑带16；具体地，所述足跟固定部13的顶端两侧向前延伸部分上分别设有绑带口17，为左右侧各1个，如高1.5cm，宽0.5cm，从中可以穿过绑带16，对患者小腿部进行固定，起到固定、防脱落的作用，并且穿进鞋内可以起到预防和矫正足部畸形的效果，支持、稳定、改善功能的作用。
34.脚背支撑体14，与所述半足脚底11形成容纳空间，由所述足底残端12连接至所述足跟固定部13，在足底残端12形成封口，构成了用于患者残足穿戴的容纳空间。其中，所述支撑连接部3设于所述脚背支撑体14上。
35.所述脚背支撑体14的左右与右侧，以及上侧，都留有较大面积的中空部分，且其它实体部分上都还设有多个透气孔15，从而最大程度地提供通风透气效果，并且又不降低结构稳定性。
36.举例来说，透气孔15，直径可为5mm，左右两侧各5个，前后各1个，空洞形状，孔径大小为5mm是最佳直径，既达到通风透气效果，又不降低结构稳定性。
37.整体来说，内部半足主体1主要作为包覆和承载患者残足的主体，其结构贴合每一位患者残足尺寸形状大小，半足脚底11其支撑作用，足底残端12与患者残足结构贴合，足跟固定部13用于与小腿固定，脚背支撑体14从脚面对残足包裹，并且有很好的透气效果，从而使所述内部半足主体1整体不仅贴合每一位患者的残足，而且还挺高了穿戴行走的稳定性。
38.于本技术一实施例中，所述外部镂空结构2，包覆于所述内部半足主体1的脚面。
39.如图3所示，展示本技术实施例中的一种外部镂空结构的结构示意图。如图所示，
所述外部镂空结构2全部为蜂窝状镂空结构设计；所述外部镂空结构2的顶部开口为u型，后端为断开，两侧为镂空网。例如，镂空结构直径大小为3
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5mm，不仅减轻了重量，节省了材料，更是达到了良好的通风透气效果，让患者佩戴舒适
40.于本技术中，所述外部镂空结构2的前端包括：镂空前足底21，与所述内部半足主体1中脚底残缺部分互补，以作为整个半足假肢的跖趾关节部。其采用镂空结构，通风散热，同时可以分担残足足底压力，有预防矫正作用。
41.简单来说，镂空前足底21，与正常足尺寸大小一致，左右脚可以穿进同一尺码的鞋而不造成滑动和鞋头变塌陷，增大足底压力接触面积，起到一个足部功能补偿的作用。
42.于本技术一实施例中，所述支撑连接部3，设于所述内部半足主体1与所述外部镂空结构2之间，一起到支撑连接作用。
43.优选地，所述支撑连接部3为多小圆柱，分别设于左右两侧。例如，支撑连接部3为6个小圆柱，左右两侧各3个，位于内部半足主体1与外部镂空结构2之间，可以为内部半足主体1与外部镂空结构2的连接提供支撑作用。
44.于本技术一实施例中，所述外部镂空结构2的前端设有前脚丫结构4，所述前脚丫结构4的尺寸形状大小与健侧足一致，穿入鞋中可以防止鞋头塌陷以及防止鞋产生滑动。
45.于本技术一实施例中，所述内部半足主体1与所述外部镂空结构2是通过对患者足部进行光学扫描所获取到的足部尺寸数据，经3d打印得到。
46.于多个实施例中，所述内部半足主体1、外部镂空结构2，以及镂空前足底21、前脚丫结构4、透气孔15均是通过三维扫描仪分别对患者残足和正常足进行扫描，获取相关的足部尺寸数据，进而设计后进行3d打印的。预先获取患者足部的三维扫描图像数据，如通过x光片和ct获取三维扫描图像数据，还可通过光学三维扫描仪对残足和正常足的尺寸、残端形状进行捕捉，从而获得足部表面的空间坐标。相对于传统定制工艺而言，光学三维扫描收集简单、方便、准确，并且非接触式光学扫描仪对人体没有危害，不存在辐射，能采集高精度的点云数据，可以做到量体裁衣，对足部进行精准扫描。然后导入三维建模软件并描绘出患者的残足和补偿前足底尺寸大小，最后使用计算机进行建模设计并进行3d打印，可以达到更好的治疗效果。能够根据不同患者的残足情况进行个性化设计，使其完全贴合患者的足部大小，实现个性化、精准化和定制式的治疗。并且通过上述方式3d打印成型的半足假肢的尺寸能够符合患者足部解剖特征，患者佩戴舒服，无不适感，依从性高。
47.于一或多个实施例中，3d打印技术所采用的材料包括：聚氨酯、聚乳酸、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、丙烯基树脂中任意的一种。
48.简单来说，3d打印所采用的材料硬度和柔软度较好，固定足部的同时保护足部皮肤不被挤压和磨损。
49.综上所述，本技术提供的一种3d打印半足假肢，所述半足假肢包括：内部半足主体，用于包覆并承载患者残足；外部镂空结构，包覆于所述内部半足主体的脚面；支撑连接部，设于所述内部半足主体与所述外部镂空结构之间。
50.整体来说，本申的3d打印半足假肢，可用于先天性半足或部分足截肢的患者，与传统的半足假肢相比，本技术3d打印半足假肢采用光学扫描获取足部解剖结构数据模型，依据患者足部解剖结构个性化定制和精确设计，因此更加贴合患者足部，患者佩戴舒适，依从性较好，并且采用3d打印制作，耗时相对短，节省材料，节约了人力成本与时间消耗；同时，
本技术半足假肢顶部采用镂空结构设计，拥有透气轻巧的特点，患者在穿入鞋子后行走更加稳定。此外，本技术3d打印半足假肢还能起到一个足部的代偿和预防矫正作用，防止患者因足部受力不稳而诱发其它关节部位出现病变。
51.本技术有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
52.上述实施例仅例示性说明本技术的原理及其功效，而非用于限制本技术。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本技术的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本技术所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本技术的权利要求所涵盖。