【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及醫用器械，具體是指一種3d打印的脊柱側彎矯形器及設計方法。
技術介紹
1、脊柱側彎是指脊柱的一個或數個節段在冠狀面上偏離身體中線，向側方彎曲而導致的脊柱三維畸形，通常還伴有脊柱的旋轉。脊柱側彎通常分功能性的脊柱側彎和結構性的脊柱側彎，后者又分為發生原因不確定的特發性脊柱側彎和代謝、先天等疾病引起的非特異性脊柱側彎，在這當中特發性脊柱側彎約占總體的80％。
2、脊柱側彎不僅會導致美學意義上的形體缺陷，還會影響青少年的身心健康。脊柱側彎會影響患者的呼吸功能，損害青少年肺臟的生長發育，妨礙胸廓運動，影響患者的氣體交換功能和通氣功能。統計結果顯示，該病約占青少年總數的0.5％～3％，其中需要利用外科手術進行治療的脊柱側彎約占10％，其余需要用脊柱側彎矯形器進行治療，而矯形器設計的好壞決定了治療效果。
3、矯形器是目前被認為唯一有效的治療早期脊柱側彎的非手術治療手段。常規的脊柱側彎矯形器是標準化產品，由產家生產不同尺寸的型號，患者根據自己的脊柱形狀選擇合適的型號進行配戴。但這種批量生產的標準化矯形器僅適用于70％的脊柱側彎患者，而對于剩余的脊柱側彎患者則需要根據其脊柱形狀設計個性化的脊柱側彎矯形器。現有的個性化脊柱側彎矯形器制作方法通常利用石膏成型法制造出患者的石膏模型，再手工對石膏模型進行修型，最后采用真空低壓成形制造矯形器。這種制作方法需要采用手動修型的方式實現脊柱矯正，從而使矯正效果往往依賴于技師的經驗，并存在費時費力的問題。
技術實現思路
1、本
2、為解決上述技術問題，本專利技術提供的技術方案為：
3、一種3d打印的脊柱側彎矯形器，包括本體，當患者穿戴所述脊柱側彎矯形器時，所述本體包裹患者的軀干；
4、所述本體上具有三組輔助矯正筋，兩種所述輔助矯正筋為與同側，最后一組所述輔助矯正筋位于另外一側且位于兩種所述輔助矯正筋之間。
5、優選地，所述本體的一側開口，所述開口處安裝有用于收緊的魔術貼。
6、優選地，所述本體上具有若干鏤空孔，所述本體上具有若干排氣孔。
7、優選地，所述本體的材質為聚乳酸，密度為1.25-1.28g/cm3。
8、一種3d打印的脊柱側彎矯形器的設計方法：包括以下步驟：
9、s1、數據收集：
10、收集患者的ct掃描圖像，通過逆向技術構建軀干與相應的脊柱側彎矯形器三維模型，得到體表三維模型和脊柱三維模型，
11、s2、限元分析：
12、體表三維模型和脊柱三維模型進行有限元分析,來預測人體穿戴后的矯形效果,并對其進行優化設計，
13、s3、受力分析：
14、通過患者的ct掃描圖像的脊柱的中心垂直線為y軸，脊柱中心投影線為s線條，確定s線條與y軸的凸起位置，凸起位置和s線條的最長距離為c,及確定對凸起位置作用力的的輔助矯正筋位置，所述輔助矯正筋的擠壓彈力
15、
16、s4、矯形力加載：
17、設計矯形器的結構，確保矯形力能夠精準加載到脊柱側彎的頂點和端點；
18、s5、驗證與調整：
19、通過有限元仿真計算和分析，驗證矯形力的加載效果，并根據結果進行調整，確保矯形器符合患者的脊柱側彎曲線；
20、s6、3d打印：
21、采用材料為聚乳酸的3d打印機進行模型打印，得到本體；
22、s7、形體驗證：
23、對本體的形狀誤差進行檢測，并與患者適配。
24、優選地，所述3d打印機打印脊柱側彎矯形器的厚度為3mm、3.5mm、4mm或4.5mm。
25、優選地，所述f為系數，e為彈性模量，p為材料的應變。
26、優選地，所述f的取值為0.85-0.92。
27、優選地，另外兩個所述輔助矯正筋的擠壓彈力為f的0.2-0.5倍。
28、采用以上結構后，本專利技術具有如下優點：
29、本專利技術的輔助矯正筋采用“三點力系統”、局部“力對系統”和矢狀面脊柱平衡。“三點力系統”指處于同一平面但不在同一直線的三點的受力情況，當其中一點的受力方向與另外兩點相反時，根據作用力與反作用力、力的分解定律以及杠桿平衡原理，三點力相互作用而產生矯正作用，本專利技術在設計的時候通過精確的施力位置、合理的施力大小以及適當的施力區域選擇，可以顯著改善患者的脊柱側彎情況，并減少手術干預的需求。
30、上述概述僅僅是為了說明書的目的，并不意圖以任何方式進行限制。除上述描述的示意性的方面、實施方式和特征之外，通過參考附圖和以下的詳細描述，本專利技術進一步的方面、實施方式和特征將會是容易明白的。
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1.一種3D打印的脊柱側彎矯形器，其特征在于，包括本體(1)，當患者穿戴所述脊柱側彎矯形器時，所述本體(1)包裹患者的軀干；
2.一種3D打印的脊柱側彎矯形器，其特征在于，所述本體(1)的一側開口，所述開口處安裝有用于收緊的魔術貼(3)。
3.一種3D打印的脊柱側彎矯形器，其特征在于，所述本體(1)上具有若干鏤空孔(4)，所述本體(1)上具有若干排氣孔(5)。
4.一種3D打印的脊柱側彎矯形器，其特征在于，所述本體(1)的材質為聚乳酸，密度為1.25-1.28g/cm3。
5.一種制作如權利要求1-4任一一項所述一種3D打印的脊柱側彎矯形器的設計方法：包括以下步驟：
6.根據權利要求5所述一種3D打印的脊柱側彎矯形器的設計方法，其特征在于：所述3D打印機打印脊柱側彎矯形器的厚度為3mm、3.5mm、4mm或4.5mm。
7.根據權利要求5所述一種3D打印的脊柱側彎矯形器的設計方法，其特征在于：所述f為系數，E為彈性模量，p為材料的應變。
8.根據權利要求7所述一種3D打印的脊柱側彎矯形器的設計方法
9.根據權利要求5所述一種3D打印的脊柱側彎矯形器的設計方法，其特征在于：另外兩個所述輔助矯正筋(2)的擠壓彈力為F的0.2-0.5倍。
...【技術特征摘要】
1.一種3d打印的脊柱側彎矯形器，其特征在于，包括本體(1)，當患者穿戴所述脊柱側彎矯形器時，所述本體(1)包裹患者的軀干；
2.一種3d打印的脊柱側彎矯形器，其特征在于，所述本體(1)的一側開口，所述開口處安裝有用于收緊的魔術貼(3)。
3.一種3d打印的脊柱側彎矯形器，其特征在于，所述本體(1)上具有若干鏤空孔(4)，所述本體(1)上具有若干排氣孔(5)。
4.一種3d打印的脊柱側彎矯形器，其特征在于，所述本體(1)的材質為聚乳酸，密度為1.25-1.28g/cm3。
5.一種制作如權利要求1-4任一一項所述一種3d打印的脊柱側彎矯形器的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張浩，徐劍鶴，程效敏，曹體安，程書祥，徐培震，
申請(專利權)人：蘇州云弼圣數字醫療科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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