CN109907865A - 3d打印踝足矫形器 - Google Patents
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Abstract
本申请提供的一种3D打印踝足矫形器。包括：踝足矫形器本体、电刺激装置、及薄膜压力传感器；所述踝足矫形器本体由小腿支撑部、踝足固定部、及足托组成；所述小腿支撑部内侧上端对应人体腓总神经处设有预留位置，以放置所述电刺激装置；所述足托的足跟处内置所述薄膜压力传感器；所述薄膜压力传感器配设有数据线以供与所述电刺激装置进行连接。本申请能够达到了预防与矫正畸形，改善下肢异常步态，提高步行效率，又可加快局部血液循坏，预防肌肉缺血性萎缩，大大降低诱发深静脉血栓的风险。
Description
技术领域
本申请涉及一种矫形器具技术领域，特别是涉及一种3D打印踝足矫形器。
背景技术
脑卒中是目前世界上一种高发病率、高致死率的疾病之一，每年新增患者200万，脑卒中后患者会出现不同程度的偏瘫，约四分之三的偏瘫患者生活上需要辅助，脑卒中后并发的足下垂、内翻一直是是脑卒中偏瘫患者康复过程中的难题之一，严重影响患者的步行能力和行走效率，降低日常生活质量，若不及时治疗，而易引发缺血性萎缩而致残，佩戴踝足矫形器是治疗足下垂、足内翻主要手段之一，踝足矫形器是具有小腿到足底的结构，主要由小腿支撑部、踝足固定部和足托三部分组成，通过将足部固定于中立位，使患者行走的身体重心偏移向患者，不影响髋、膝关节运动，从而改善步行状态，提高步行效率。
踝足矫形器在治疗脑卒中偏瘫后治疗中可预防和矫正畸形，在改善患者异常步态，提高步行效率中起到了重要作用，但是目前市面上的传统踝足矫形器，制作流程复杂、笨重、不美观，且不能和患者足部实际情况相匹配，而导致患者佩戴后依从性低，导致治疗效果大大折扣，并且长期佩戴踝足矫形器，由于足部长期制动，周围血液循环不畅，而引起足部缺血性肌肉萎缩，甚至有诱发足部的深静脉血栓的风险。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请要解决的技术问题在于提供一种3D打印踝足矫形器，用于解决现有技术中的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种3D打印踝足矫形器，包括：踝足矫形器本体、电刺激装置、及薄膜压力传感器；所述踝足矫形器本体由小腿支撑部、踝足固定部、及足托组成；所述小腿支撑部内侧上端对应人体腓总神经处设有预留位置，以放置所述电刺激装置；所述足托的足跟处内置所述薄膜压力传感器；所述薄膜压力传感器配设有数据线以供与所述电刺激装置进行连接。
于本申请的一实施例中，所述薄膜压力传感器通过所述足托足跟处的受力实时形成压力值信号并发送至所述电刺激装置；所述电刺激装置预设有放电阈值，当所述压力值信号小于所述放电阈值则进行放电。
于本申请的一实施例中，所述电刺激装置包括：电刺激器、一或多个刺激电极、及腓骨小头对位点；所述电刺激装置对应的电刺激效果满足不超过正常血流速度峰值的8倍和/或不超过正常血流量峰值的3.5倍。
于本申请的一实施例中，所述薄膜压力传感器还电性连接有储能元件，所述储能元件用于通过所述薄膜压力传感器将受力时产生的机械能转换成电能储存，以向所述薄膜压力传感器传输压力值信号提供电源和/或通过数据线向所述电刺激装置供电。
于本申请的一实施例中，所述踝足矫形器本体分别设有一或多对捆绑部；所述捆绑部通过弹性带以卡扣或粘贴的方式进行固定。
于本申请的一实施例中，所述踝足矫形器本体通过使用Rodin4D前端扫描足部获取对应的三维数据，并选取尼龙材料，采用SLS选择性激光烧结技术一体化成型打印而成。
于本申请的一实施例中，所述小腿支撑部设有一或多个镂空孔洞。
于本申请的一实施例中，所述踝足矫形器本体的所述小腿支撑部与所述足托之间采用中立位90度。
于本申请的一实施例中，所述踝足矫形器本体顶端及边缘为打磨处理，以减小摩擦防止穿戴过程中造成二次损伤。
于本申请的一实施例中，所述踝足固定部对应的踝关节处预留一定距离的空隙；和/或，所述踝足固定部对应的踝关节处内衬有柔软棉织物。
如上所述，本申请提供的一种3D打印踝足矫形器。包括：踝足矫形器本体、电刺激装置、及薄膜压力传感器；所述踝足矫形器本体由小腿支撑部、踝足固定部、及足托组成；所述小腿支撑部内侧上端对应人体腓总神经处设有预留位置，以放置所述电刺激装置；所述足托的足跟处内置所述薄膜压力传感器；所述薄膜压力传感器配设有数据线以供与所述电刺激装置进行连接。
达到了以下有益效果：
本申请能够达到了预防与矫正畸形，改善下肢异常步态，提高步行效率，又可加快局部血液循坏，预防肌肉缺血性萎缩，大大降低诱发深静脉血栓的风险。
附图说明
图1为本申请于一实施例中的踝足矫形器本体的结构示意图。
图2为本申请于一实施例中的电刺激装置与薄膜压力传感器的结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，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申请的其他优点与功效。本申请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，在没有背离本申请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。
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申请的基本构想，遂图式中仅显示与本申请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，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。
如图1所示，展示本申请实施例中的一种3D打印踝足矫形器的结构示意图。如图所示，包括：踝足矫形器本体1、电刺激装置2、及薄膜压力传感器3；
所述踝足矫形器本体1由小腿支撑部11、踝足固定部12、及足托13组成。
小腿支撑部11
于本申请的一实施例中，所述小腿支撑部11内侧上端对应人体腓总神经处设有预留位置，以放置所述电刺激装置2。
于本实施例中，所述小腿支撑部11在不影响所述踝足矫形器本体1结构性能的前提下，在所述小腿支撑部11内侧上端设计预留放置(如凹槽)以放置电刺激装置2，并使所述电刺激装置2对应人体腓总神经处。
如图2所示，展示为一实施例中电刺激装置与薄膜压力传感器的结构示意图。如图所示，所述电刺激装置2包括：电刺激器21、一或多个刺激电极22、及腓骨小头对位点23。
于本实施例中，通过腓骨小头对位点23，可准确定位找到人体的腓总神经，所述小腿支撑部11内预留位置，运用如凝胶固定并与皮肤紧密贴合，在联动治疗的同时，不会造成卡压，给患者造成任何不适感。
具体来说，所述电刺激装置2在有限元分析结构优化设计时，在确保3D打印的所述踝足矫形器本体1结构功能情况下，令所述小腿支撑部11内侧上端预留足够空间内置，电刺激器装置2上设有腓骨小头对位点23，继而使得如图中两个刺激电极22能够准确定位找到腓总神经位置。
所述电刺激器21为低频刺激，不会产生严重不适感。
于本申请的一实施例中，所述小腿支撑部11设有一或多个镂空孔洞111。
于本实施例中，通过有限元分析的结构优化，在不改变所述小腿支撑部11结构性能的前提下，设置一或多个所述镂空孔洞111，例如设置1-6个直径为1-8cm的镂空孔洞111，既缩短了所述踝足矫形器本体1的打印时间、降低打印成本、大大减小了所述踝足矫形器本体1的重量，并且有透气、美观等优点。
踝足固定部12
于本申请的一实施例中，所述踝足固定部12对应的踝关节处121预留一定距离的空隙；和/或，所述踝足固定部12对应的踝关节处121内衬有柔软棉织物。
举例来说，所述踝足固定部12对应的踝关节处121，在其左右适当加大5mm空隙，和/或增加内衬柔软棉织物，在确保踝足固定部12适合踝足的同时减少摩擦，提高佩戴的舒适性。
足托13
于本申请的一实施例中，所述足托13的足跟处内置所述薄膜压力传感器3。
如图2所示，所述薄膜压力传感器3配设有数据线31以供与所述电刺激装置2进行连接。
于本申请的一实施例中，所述薄膜压力传感器3通过所述足托13足跟处的受力实时形成压力值信号并发送至所述电刺激装置2；所述电刺激装置2预设有放电阈值，当所述压力值信号小于所述放电阈值则进行放电。
于本实施例中，可以理解的是所述踝足矫形器本体1与所述电刺激装置2属联合治疗，同步进行，患者佩戴所述踝足矫形器本体1抬腿足跟落地，薄膜压力传感器3感应足压，向电刺激装置2发送信号，依据放电阈值进行判断，若满足条件，则电刺激装置2的电刺激器21放电引起患者肌肉收缩，加快局部血液循环，既达到了预防与矫正畸形(足下垂、足内翻)，改善下肢异常步态，提高步行效率，又预防肌肉缺血性萎缩，大大降低诱发深静脉血栓的风险。
于本实施例中，根据人体行走足跟足压的规律，精确感应足跟足压变化，通过数据线31传导，向电刺激装置2发送压力值信号，一或多个刺激电极22放电刺激肌肉被动收缩，最高8倍峰值血流速度、最高3.5倍峰值血流量，且所述电刺激器1为低频电刺激，不会产生严重不适感，可有效预防肌肉缺血性萎缩，降低诱发深静脉血栓的风险。
于本实施例中，为保障所述电刺激装置2的电刺激效果，依据医学治疗经验或康复治疗规范，令所述电刺激装置2对应的电刺激效果满足不超过正常血流速度峰值的8倍和/或不超过正常血流量峰值的3.5倍。
具体地，由上述电刺激效果可以对放电量进行约束，以达到上述电刺激效果的要求。
于本申请的一实施例中，所述薄膜压力传感器3还电性连接有储能元件32，所述储能元件32用于通过所述薄膜压力传感器3将受力时产生的机械能转换成电能储存，以向所述薄膜压力传感器3传输压力值信号提供电源和/或通过数据线31向所述电刺激装置2供电。
于本申请的一实施例中，所述踝足矫形器本体1分别设有一或多对捆绑部14；所述捆绑部14通过弹性带以卡扣或粘贴的方式进行固定。
于本实施例中，确保治疗达最佳效果，所述捆绑部14通过弹性带以卡扣或粘贴的方式进行固定，例如尼龙材质的魔术贴。采用本申请所述捆绑部14的固定方式使得松紧易控，成本低廉，便于更换，增加患者的舒适感，提高患者佩戴的依从性。
具体来说，所述小腿支撑部11设有两对所述捆绑部14，所述足托13组成设有一对所述捆绑部14。
于本申请的一实施例中，所述踝足矫形器本体1通过使用Rodin4D前端扫描足部获取对应的三维数据，并选取尼龙材料，采用SLS选择性激光烧结技术一体化成型打印而成。
于本实施例中，通过上述方式打印成型的所述踝足矫形器本体1的高度和大小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，有效预防和矫正畸形。
另外，打印材料选用尼龙，材料性能好，易成型，一体成型，材料利用率高，总体价格经济实惠，不污染环境。
于本申请的一实施例中，所述踝足矫形器本体1的所述小腿支撑部11与所述足托13之间采用中立位90度。
具体来说，所述小腿支撑部11与所述足托13之间采用中立位90度设计，使得患者重心偏移向患侧，有效改善患者下肢异常步态，提高患者步行效率。预防与矫正畸形，并且不影响髋关节、膝关节的运动。
于本申请的一实施例中，所述踝足矫形器本体1顶端及边缘为打磨处理，以减小摩擦防止穿戴过程中造成二次损伤。
于本实施例中，在所述踝足矫形器本体1打印完成后，通过对小腿支撑部11顶端及其他边缘部分作打磨处理，减小与肌肤间的摩擦，防止因佩戴矫形器而造成二次损伤。
本申请提供的所述3D打印踝足矫形器通过增材制造技术打印，具有轻便透气、符合解剖结构、舒适美观等优点，且其表面精度高，极大地提高了患者佩戴的依从性，经皮神经电刺激是使用电脉冲刺激腿部肌肉或足部肌肉，以激活肌肉泵或足底静脉泵，引起肌肉收缩。长期使用，可加快足部局部血液循环，预防肌肉缺血性萎缩，大大降低诱发深静脉血栓的风险，弥补了因长期佩戴踝足矫形器的负面影响。
综上所述，本申请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。
上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，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申请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，仍应由本申请的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种3D打印踝足矫形器，其特征在于，包括：踝足矫形器本体、电刺激装置、及薄膜压力传感器；
所述踝足矫形器本体由小腿支撑部、踝足固定部、及足托组成；
所述小腿支撑部内侧上端对应人体腓总神经处设有预留位置，以放置所述电刺激装置；
所述足托的足跟处内置所述薄膜压力传感器；
所述薄膜压力传感器配设有数据线以供与所述电刺激装置进行连接。
2.根据权利要求1所述的3D打印踝足矫形器，其特征在于，所述薄膜压力传感器通过所述足托足跟处的受力实时形成压力值信号并发送至所述电刺激装置；所述电刺激装置预设有放电阈值，当所述压力值信号小于所述放电阈值则进行放电。
3.根据权利要求1所述的3D打印踝足矫形器，其特征在于，所述电刺激装置包括：电刺激器、一或多个刺激电极、及腓骨小头对位点；所述电刺激装置对应的电刺激效果满足不超过正常血流速度峰值的8倍和/或不超过正常血流量峰值的3.5倍。
4.根据权利要求1所述的3D打印踝足矫形器，其特征在于，所述薄膜压力传感器还电性连接有储能元件，所述储能元件用于通过所述薄膜压力传感器将受力时产生的机械能转换成电能储存，以向所述薄膜压力传感器传输压力值信号提供电源和/或通过数据线向所述电刺激装置供电。
5.根据权利要求1所述的3D打印踝足矫形器，其特征在于，所述踝足矫形器本体分别设有一或多对捆绑部；所述捆绑部通过弹性带以卡扣或粘贴的方式进行固定。
6.根据权利要求1所述的3D打印踝足矫形器，其特征在于，所述踝足矫形器本体通过使用Rodin4D前端扫描足部获取对应的三维数据，并选取尼龙材料，采用SLS选择性激光烧结技术一体化成型打印而成。
7.根据权利要求1所述的3D打印踝足矫形器，其特征在于，所述小腿支撑部设有一或多个镂空孔洞。
8.根据权利要求1所述的3D打印踝足矫形器，其特征在于，所述踝足矫形器本体的所述小腿支撑部与所述足托之间采用中立位90度。
9.根据权利要求1所述的3D打印踝足矫形器，其特征在于，所述踝足矫形器本体顶端及边缘为打磨处理，以减小摩擦防止穿戴过程中造成二次损伤。
10.根据权利要求1所述的3D打印踝足矫形器，其特征在于，所述踝足固定部对应的踝关节处预留一定距离的空隙；和/或，所述踝足固定部对应的踝关节处内衬有柔软棉织物。
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