CN109454875A - 一种根据医疗数据自动3d打印枕头的方法 - Google Patents

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肖亮星
黄文华
段光荣
李友余
曾浪勇
黄创森
王波群
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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
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Abstract

本发明涉及3D打印、医疗养生领域，具体公开了一种根据医疗数据自动3D打印枕头的方法，包括支撑层和弹性层，弹性层是一层套设于支撑层外的弹性材料做成的枕套，支撑层根据医疗数据自动3D打印通过采集数据、图像重建、3D模型导出、打印成型的步骤自动打印成型。本发明通过针对人体模型数据3D打印出的枕头支撑层和根据头部重量选择的弹性层，使每个客户都能定制一个专属自己的最合适的枕头，通过分设后脑凹槽、左侧脸凹槽和右侧脸凹槽，使人在各种睡姿时都能得到最合适的头部支撑，有效缓解了人在睡眠时的颈部压力。

Description

一种根据医疗数据自动3D打印枕头的方法
技术领域
本发明涉及3D打印、医疗养生领域，具体公开了一种根据医疗数据自动3D打印枕头的方法。
背景技术
随着现代医疗技术的发展，以及3D打印技术的成熟，为3D打印成品在医疗与保健行业中的应用提供了条件。
随着现代办公条件的改变，越来越多的人从传统的体力劳动转变成了办公室劳动，整天坐在办公室内对着电脑和文件办公，更容易得颈椎病。
睡眠几乎占了人类生命三分之一的时间，有一个合适的枕头，可以有效的预防和治疗颈椎病，缓解人的颈部压力。然而，传统的枕头，普遍是统一的工厂生产加工而成的，同类产品尺寸、形状与弹力统一，客户很难挑选到一个适合自己的枕头，且人在睡眠时，仰躺、左侧卧和右侧卧时，根据人体肩宽与头部重量的不同，需要的枕头高度和弹力均是不同的。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供一种根据医疗数据自动3D打印枕头的方法。
本发明采用的技术方案是：一种根据医疗数据自动3D打印枕头的方法，其特征是：所述的枕头包括支撑层和弹性层，弹性层是一层套设于支撑层外的弹性材料做成的枕套；
所述的支撑层根据医疗数据自动3D打印的方法包括步骤如下：
S1.采集数据，客户将自己上半身的CT或核磁共振影像数据导出成多个连续的dcm格式光栅图像文件，并发给定制企业；
S2.图像重建，定制企业将多个连续的dcm文件导入到Mimics软件中进行重建，自动得到一个可编辑的人体头颈部位数据模型，通过Mimics软件导出成人体3D模型的stl格式文件；
S3.3D模型导出，定制企业将人体3D模型的stl文件用Geomagic Studio软件打开，同时打开预设标准形状的枕头毛坯stl文件，将毛坯与人体3D模型的数据通过合并操作，在枕头毛坯的3D图形中，以人体3D模型的后脑勺部位数据，通过剪切与求差操作得到枕头中部的后脑凹槽形状数据，以人体3D模型的左右两侧脸的形状数据及肩膀宽度数据，剪切与求差得出枕头两侧的左侧脸凹槽和右侧脸凹槽形状数据，将最终得到的支撑层3D模型导出成stl格式的文件；
S4.打印成型，定制企业用支撑层stl文件导入3D打印机，3D打印机自动根据支撑层stl文件完成硬质的支撑层的打印成型。
作为优选的，所述弹性层的厚度d与材料弹性系数e，以及用户的头部重量G和接触面面积s的关系是d＝G/(e×s)。
优选的，所述步骤S3中求差操作的数据为弹性层的厚度d。
优选的，所述的支撑层内部设有基座。
优选的，所述的步骤S3中预设标准形状的枕头毛坯stl文件内3D模型下部预设有容纳基座的3D凹槽。
本发明的有益效果是：通过针对人体模型数据3D打印出的枕头支撑层和根据头部重量选择的弹性层，使每个客户都能定制一个专属自己的最合适的枕头，通过分设后脑凹槽、左侧脸凹槽和右侧脸凹槽，使人在各种睡姿时都能得到最合适的头部支撑，有效缓解了人在睡眠时的颈部压力。
附图说明
图1是本发明的打印内衬示意图。
图2是本发明的后脑枕示意图。
图3是本发明的右侧脸枕示意图。
图中：1、后脑凹槽，2、左侧脸凹槽，3、右侧脸凹槽。
具体实施方式
参见图1至图3，本发明是一种根据医疗数据自动3D打印枕头的方法，包含一种根据医疗数据自动3D打印枕头的方法，其特征是：所述的枕头包括支撑层和弹性层，弹性层是一层套设于支撑层外的弹性材料做成的枕套，弹性层厚度d与材料弹性系数e，以及用户的头部重量G和接触面面积s的关系是d＝G/(e×s)。
所述的支撑层根据医疗数据自动3D打印的方法包括步骤如下：
S1.采集数据，客户将自己上半身的CT或核磁共振影像数据导出成多个连续的dcm格式光栅图像文件，并发给定制企业；
S2.图像重建，定制企业将多个连续的dcm文件导入到Mimics软件中进行重建，自动得到一个可编辑的人体头颈部位数据模型，通过Mimics软件导出成人体3D模型的stl格式文件；
S3.3D模型导出，定制企业将人体3D模型的stl文件用Geomagic Studio软件打开，同时打开预设标准形状的枕头毛坯stl文件，将毛坯与人体3D模型的数据通过合并操作，在枕头毛坯的3D图形中，以人体3D模型的后脑勺部位数据以及弹性层厚度d，通过剪切与求差操作得到枕头中部的后脑凹槽1形状数据，以人体3D模型的左右两侧脸的形状数据、弹性层厚度d以及肩膀宽度数据，剪切与求差得出枕头两侧的左侧脸凹槽2和右侧脸凹槽3形状数据，将最终得到的支撑层3D模型导出成stl格式的文件；
S4.打印成型，定制企业用支撑层stl文件导入3D打印机，3D打印机自动根据支撑层stl文件完成硬质的支撑层的打印成型。
支撑层内部设有用于节省3D打印材料并提高打印效率的硬质的基座，基座根据不同的人群肩宽和骨骼尺寸，设有多种可供选择的尺码，在3D打印时，只需要选择最接近打印模型的基座，既可以节省大量的3D打印基材。步骤S3中预设标准形状的枕头毛坯stl文件内3D模型下部预设有容纳基座的3D凹槽。步骤S4打印时直接在基座表面上打印成最终的硬质层。
人在睡眠时，平躺后后脑直接对准后脑凹槽1，然后翻身选择自己喜欢的睡姿，翻身时人体头部随着转动，移动到对应的侧脸凹槽中，使人在左侧卧和右侧卧时，均可在左侧脸凹槽2和右侧脸凹槽3中得到合适的头部支撑高度，且根据人体头部模型打印出的基座，保证了整个头部支撑力度的均匀，使睡眠更舒适。

Claims (5)

1.一种根据医疗数据自动3D打印枕头的方法，其特征是：所述的枕头包括支撑层和弹性层，弹性层是一层套设于支撑层外的弹性材料做成的枕套；
所述的支撑层根据医疗数据自动3D打印的方法包括步骤如下：
S1.采集数据，客户将自己上半身的CT或核磁共振影像数据导出成多个连续的dcm格式光栅图像文件，并发给定制企业；
S2.图像重建，定制企业将多个连续的dcm文件导入到Mimics软件中进行重建，自动得到一个可编辑的人体头颈部位数据模型，通过Mimics软件导出成人体3D模型的stl格式文件；
S3.3D模型导出，定制企业将人体3D模型的stl文件用Geomagic Studio软件打开，同时打开预设标准形状的枕头毛坯stl文件，将毛坯与人体3D模型的数据通过合并操作，在枕头毛坯的3D图形中，以人体3D模型的后脑勺部位数据，通过剪切与求差操作得到枕头中部的后脑凹槽(1)形状数据，以人体3D模型的左右两侧脸的形状数据及肩膀宽度数据，剪切与求差得出枕头两侧的左侧脸凹槽(2)和右侧脸凹槽(3)形状数据，将最终得到的支撑层3D模型导出成stl格式的文件；
S4.打印成型，定制企业用支撑层stl文件导入3D打印机，3D打印机自动根据支撑层stl文件完成硬质的支撑层的打印成型。
2.根据权利要求1所述的一种根据医疗数据自动3D打印枕头的方法，其特征是：所述弹性层的厚度d与材料弹性系数e，以及用户的头部重量G和接触面面积s的关系是d＝G/(e×s)。
3.根据权利要求2所述的一种根据医疗数据自动3D打印枕头的方法，其特征是：所述步骤S3中求差操作的数据为弹性层的厚度d。
4.根据权利要求1所述的一种根据医疗数据自动3D打印枕头的方法，其特征是：所述的支撑层内部设有基座。
5.根据权利要求4所述的一种根据医疗数据自动3D打印枕头的方法，其特征是：所述的步骤S3中预设标准形状的枕头毛坯stl文件内3D模型下部预设有容纳基座的3D凹槽。
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