CN109177145A - 一种利用3d打印技术制作糖尿病足鞋具的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用3D打印技术制作糖尿病足鞋具的方法，包括以下步骤：对患者的足底进行三维扫描，得到患者足底创伤部位三维模型；经足部三维建模软件修型得到对患者足底溃疡部位免荷的三维鞋具模型；利用3D打印机打印出该鞋具雏形，经修型处理后得到适合患者穿戴的糖尿病足免荷鞋具；患者穿戴糖尿病足免荷鞋具在步态分析仪上进行行走测试，得到步态分析图谱；将步态分析图谱与三维鞋具模型数据导入三维建模软件处理，得到适合糖尿病足患者穿戴的糖尿病足鞋具。通过本方法制作的糖尿病足鞋具，能精确地反映出患者足底损伤情况，使鞋具与患者足底达到完美贴合，提高患者的穿戴舒适度，有效地避免患者足底其它部位创伤面的发生。

Description

一种利用3D打印技术制作糖尿病足鞋具的方法

技术领域

本发明涉及领域，特别涉及一种利用3D打印技术制作糖尿病足鞋具的方法。

背景技术

糖尿病足是糖尿病最为严重、治疗费用最高的并发症之一。糖尿病患者因周围神经病变、外周血管疾病、足部骨性结构破坏或畸形以及足部压力分布异常等，可引起足部破溃、感染、坏疽甚至截肢。据统计，全球85％的截肢原因是足溃疡，如果不能进行早期的积极预防、治疗和康复，则会造成灾难性的后果。因此，在糖尿病患者中开展对足部问题的早期预防和治疗具有重要意义。

糖尿病患者比非糖尿病人群发生足病的风险高15-20倍，而在糖尿病患者中，50％的人有发生糖尿病足的危险。我国糖尿病患者超过1亿2千万人，糖尿病足病对于人们足部健康构成严重的威胁，是当前我国人群主要的足部健康问题。

研究发现，糖尿病足部溃疡部位、糖尿病患者足部骨性结构等因人而异，治疗方式也需要个体化。在糖尿病足预防、治疗、康复的全程阶段，需要根据患者足部结构特点、伤口位置等进行个体化鞋垫、鞋、袜子、护具等的设计，以满足患者预防发病、均衡足底压力、促进伤口愈合、防止复发等多方面需要。

现今市面上的糖尿病足鞋垫有以下几种方式：

1、利用EVA作为材料，该材质软硬度可承载人体足部施加在其表面的重量，但该材质为发泡材料，不透气、回弹性不高，一般利用数控雕铣机来制作该材质的鞋垫，但样式单一不够灵活。另外一种是以ICB矫形鞋垫演化而来的糖尿病足鞋垫，但该鞋垫还是以EVA为基材，通过复杂的压粘工艺得到，制作成本高，不利于大众化。

2、发泡材料鞋垫，该鞋垫为统一几种大小型号，根据患者足部的大小选择不同的型号，其鞋垫为蜂窝状圆点可拆卸式，根据患者的溃疡部位扣除不同的凹陷区，但扣除的区域不能完全的适合患者的溃疡部位，且该鞋垫不透气，易损坏。

3、通过3D打印机打印的鞋垫，该鞋垫虽然利用3D扫描仪、三维建模软件、3D打印机等加工鞋垫，但该鞋垫硬度特别大，其邵氏硬度在90A以上，并且不能在创面部位减压，只作为普通鞋垫或鞋模，根本不能应用于糖尿病足患者。

综上所述，目前的糖尿病足鞋具都不能很好地满足患者的使用需求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种利用3D打印技术制作糖尿病足鞋具的方法，包括以下步骤：

1)对患者的足底进行三维扫描，得到患者足底详细的创伤部位三维模型；

2)根据步骤1)得到的创伤部位三维模型，经足部三维建模软件修型处理，得到对患者足底溃疡部位免荷的三维鞋具模型；

3)根据步骤2)得到的三维鞋具模型，利用糖尿病足3D打印机打印出该鞋具雏形，经修型处理后得到适合患者穿戴的糖尿病足免荷鞋具；

4)患者穿戴步骤3)得到的糖尿病足免荷鞋具之后，在步态分析仪上进行行走测试，得到步态分析图谱；

5)将步骤4)得到的步态分析图谱与步骤2)得到的三维鞋具模型数据导入足部三维建模软件处理，得到真正适合糖尿病足患者穿戴的糖尿病足鞋具。

作为上述技术方案的进一步改进，所述三维建模软件为3D Max、Pro/Engineer、UG、SolidWorks或CATIA。

作为上述技术方案的进一步改进，所述步态分析仪为美国MiniSun公司生产的IDEEA智能步态分析仪。

本发明的有益效果是：

通过本方法制作的糖尿病足鞋具，是基于3D精准扫描获得的模型，能精确地反映出患者足底损伤情况，使鞋具与患者足底达到完美贴合，提高患者的穿戴舒适度，有效地避免患者足底其它部位创伤面的发生。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本发明的利用3D打印技术制作糖尿病足鞋具的方法，包括以下步骤：

1)对患者的足底进行三维扫描，得到患者足底详细的创伤部位三维模型。

由于足底各区域承载压力的不同，就决定了其步态的稳定性，一般发生创面的部位就是患者承载压力最大的区域，而此时通过三维扫描仪可精确地测得创面部位或是承载压力最大的部位在整个足底所处的区域范围，为后续的设计提供了准确的治疗信息。

2)根据步骤1)得到的创伤部位三维模型，经足部三维建模软件修型处理，得到对患者足底溃疡部位免荷的三维鞋具模型。

三维建模软件可采用3D Max、Pro/Engineer、UG、SolidWorks或CATIA，该软件结合患者的足底三维模型，以及3D打印材料便可生成一款免荷的三维鞋具模型，该鞋具模型是在电脑软件中与患者原足底模型进行融合比对而得到的，因此可有效地避免患者的创面部位在穿戴过程中与鞋具的接触，真正做到免荷处理。

3)根据步骤2)得到的三维鞋具模型，利用糖尿病足3D打印机打印出该鞋具雏形，经修型处理后得到适合患者穿戴的糖尿病足免荷鞋具。

该鞋具所使用的打印材料硬度在邵氏硬度60A以下，利用3D打印机特有的增材制造方式，将免荷鞋具转换成实物，制作出的鞋具具有免荷、透气、柔软度高、支撑性好、回弹性好等优点。

该鞋具的免荷部位平滑顺畅，能够有效地起到免荷作用；其通透性介于20％-30％之间，可有效避免因排汗不畅对患者造成的二次伤害；其柔软度在邵氏硬度60A以下，可有效避免与患者足底正常部位的硬性接触；其支撑性和回弹性取决于所打印的填充率，支撑性和回弹性随填充率的增加而变大。

4)患者穿戴步骤3)得到的糖尿病足免荷鞋具之后，在步态分析仪上进行行走测试，得到步态分析图谱。

步态分析仪采用美国MiniSun公司生产的IDEEA智能步态分析仪，其生成的图谱可真实地反映出患者足底的压力分布情况，因患者足底有创伤面部位，其承受部位将会发生变化，如不穿戴免荷的鞋具，绝对不会得到真正的步态分析图谱。

患者在穿戴了免荷鞋具后，在步态分析仪上进行行走测试，步态分析软件会根据患者的行走情况分析并绘制出患者的足底压力分布区间图。该步态分析图是患者在创面部位免荷的情况下得到的，其效果接近于患者正常走路时所产生的效果。若单纯地让患者赤脚在步态分析仪上行走，在行走过程中，会自然地偏向于没有溃疡的部位，而得不到有效地压力分布图，给后续的制作带来一定的偏差。

5)将步骤4)得到的步态分析图谱与步骤2)得到的三维鞋具模型数据导入足部三维建模软件处理，得到真正适合糖尿病足患者穿戴的糖尿病足鞋具。

该三维建模软件可将步态图谱与患者足部三维模型数据进行优化处理，使患者的足部底面除免荷区域及足弓部位外，能得到均匀的作用力，让患者穿戴舒适自然，以加快康复速度。

将步态压力图谱与患者的三维足底模型数据进行融合，生成一款真正意义上的糖尿病足鞋具，它不仅具有免荷的作用，同时还具有矫正的效果，让患者的足底压力情况始终处在均衡平稳的状态，让患者走起路来更自然，达到康复目的。

通过本方法制作的糖尿病足鞋具，是基于3D精准扫描获得的模型，能精确地反映出患者足底损伤情况，使鞋具与患者足底达到完美贴合，提高患者的穿戴舒适度，有效地避免患者足底其它部位创伤面的发生。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础；当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种利用3D打印技术制作糖尿病足鞋具的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对患者的足底进行三维扫描，得到患者足底详细的创伤部位三维模型；

2)根据步骤1)得到的创伤部位三维模型，经足部三维建模软件修型处理，得到对患者足底溃疡部位免荷的三维鞋具模型；

3)根据步骤2)得到的三维鞋具模型，利用糖尿病足3D打印机打印出该鞋具雏形，经修型处理后得到适合患者穿戴的糖尿病足免荷鞋具；

4)患者穿戴步骤3)得到的糖尿病足免荷鞋具之后，在步态分析仪上进行行走测试，得到步态分析图谱；

5)将步骤4)得到的步态分析图谱与步骤2)得到的三维鞋具模型数据导入足部三维建模软件处理，得到适合糖尿病足患者穿戴的糖尿病足鞋具。

2.根据权利要求1所述的利用3D打印技术制作糖尿病足鞋具的方法，其特征在于，所述三维建模软件为3D Max、Pro/Engineer、UG、SolidWorks或CATIA。

3.根据权利要求1所述的利用3D打印技术制作糖尿病足鞋具的方法，其特征在于，所述步态分析仪为美国MiniSun公司生产的IDEEA智能步态分析仪。