CN110246219A - 一种脊柱侧弯矫形器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械领域，特别是涉及一种脊柱侧弯矫形器及其构建方法。本发明提供一种脊柱侧弯矫形器模型的构建方法，包括：提供躯干和脊椎骨三维模型；构建背侧固定部；构建左侧贴合部；构建右侧贴合部；构建第一凹侧端椎突出区域和第一端椎压力释放区域；构建第二凹侧端椎突出区域和第二端椎压力释放区域；构建凸侧顶椎突出区域和顶椎压力释放区域。本发明所提供的脊柱侧弯矫形器可以更好的贴合患者皮肤表面，达到较好的矫形效果，既能个性化贴合患者皮肤表面，又能根据治疗情况随时调整矫形力度大小及方向，可以根据时间及患者病情变化进行动态矫形，纠正施力位置，避免过度矫形及频繁更换矫形器，减少患者治疗费用。

Description

一种脊柱侧弯矫形器

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别是涉及一种脊柱侧弯矫形器及其构建方法。

背景技术

脊柱侧弯是一种发生在脊柱的三维畸形，可出现在矢状面及冠状面，其中以矢状面畸形居多。在所有类型的脊柱侧弯中，特发性脊柱侧弯占80％，该类型的脊柱侧弯发生于生长发育期间，且病因尚不明确，分为幼儿型、少年型和青少年型。使用脊柱侧弯矫形器可以治疗Cobb角在20°～45°之间的轻中度的青少年特发性脊柱侧弯，目前常用的脊柱侧弯矫形器绝大多数为减材制造或3D打印的一体式矫形器。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种脊柱侧弯矫形器及其构建方法，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，本发明一方面提供一种脊柱侧弯矫形器模型的构建方法，包括：

提供躯干和脊椎骨三维模型；

构建背侧固定部，所述背侧固定部沿后背中部竖直延伸；

构建左侧贴合部，所述左侧贴合部包括左胸贴合部和左腰贴合部；

构建右侧贴合部，所述右侧贴合部包括右胸贴合部和右腰贴合部；

构建第一凹侧端椎突出区域和第一端椎压力释放区域，所述第一凹侧端椎突出区域位于左胸贴合部或右胸贴合部上，所述第一端椎压力释放区域位于另一胸部贴合部上；

构建第二凹侧端椎突出区域和第二端椎压力释放区域，所述第二凹侧端椎突出区域位于左腰贴合部或右腰贴合部上，所述第二端椎压力释放区域位于另一腰部贴合部上；

构建凸侧顶椎突出区域和顶椎压力释放区域，所述凸侧顶椎突出区域位于第一端椎压力释放区域和第二端椎压力释放区域之间，所述顶椎压力释放区域位于第一凹侧端椎突出区域和第二凹侧端椎突出区域之间。

在本发明一些实施方式中，所述贴合部的构建方法具体包括：构建贴合部基准面，基于基准面构建贴合部。

在本发明一些实施方式中，所述左胸贴合部和右胸贴合部紧密贴合于胸部下缘和肋部，且自胸部经肋部延伸至后背。

在本发明一些实施方式中，所述左腰贴合部和右腰贴合部紧密贴合于腹部和腰部，且自腹部经腰部延伸至后背。

在本发明一些实施方式中，所述左侧贴合部和/或右侧贴合部的下端开口逐渐增大。

在本发明一些实施方式中，所述左胸贴合部和左腰贴合部之间设有间隙。

在本发明一些实施方式中，所述右胸贴合部和右腰贴合部之间设有间隙。

在本发明一些实施方式中，所述第一端椎压力释放区域为孔洞或凹陷，所述第二端椎压力释放区域为孔洞或凹陷，所述顶椎压力释放区域为孔洞或凹陷。

在本发明一些实施方式中，所述第一凹侧端椎突出区域和第一端椎压力释放区域位于肋部，所述第二凹侧端椎突出区域和第二端椎压力释放区域位于腰部。

本发明另一方面提供一种脊柱侧弯矫形器的制备方法，所述方法包括：根据如权利要求1-5任一权利要求所述的脊柱侧弯矫形器模型的构建方法构建获得的脊柱侧弯矫形器模型，制备脊柱侧弯矫形器。

本发明另一方面提供一种脊柱侧弯矫形器，由所述的脊柱侧弯矫形器模型的构建方法构建获得、或由所述的脊柱侧弯矫形器的制备方法制备获得，还可选地包括连接件，所述连接件用于将各贴合件分别与背侧固定件连接。

本发明另一方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现所述的脊柱侧弯矫形器模型的构建方法、或所述的脊柱侧弯矫形器的制备方法的步骤。

本发明另一方面提供一种设备，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述设备执行所述的脊柱侧弯矫形器模型的构建方法、或所述的脊柱侧弯矫形器的制备方法的步骤。

本发明另一方面提供一种装置，所述装置可以包括：

三维模型提供模块，用于提供躯干和脊椎骨三维模型；

背侧固定部构建模块，用于构建背侧固定部，所述背侧固定部沿后背中部竖直延伸；

左侧贴合部构建模块，用于构建左侧贴合部，所述左侧贴合部包括左胸贴合部和左腰贴合部；

右侧贴合部构建模块，用于构建右侧贴合部，所述右侧贴合部包括右胸贴合部和右腰贴合部；

第一端椎构建模块，用于构建第一凹侧端椎突出区域和第一端椎压力释放区域，所述第一凹侧端椎突出区域位于左胸贴合部或右胸贴合部上，所述第一端椎压力释放区域位于另一胸部贴合部上；

第二端椎构建模块，用于构建第二凹侧端椎突出区域和第二端椎压力释放区域，所述第二凹侧端椎突出区域位于左腰贴合部或右腰贴合部上，所述第二端椎压力释放区域位于另一腰部贴合部上；

顶椎构建模块，用于构建凸侧顶椎突出区域和顶椎压力释放区域，所述凸侧顶椎突出区域位于第一端椎压力释放区域和第二端椎压力释放区域之间，所述顶椎压力释放区域位于第一凹侧端椎突出区域和第二凹侧端椎突出区域之间。

本发明另一方面提供一种脊柱侧弯矫形器，括沿后背中部竖直延伸的背侧固定件、用于贴合左侧躯干的左侧贴合件和用于贴合右侧躯干的右侧贴合件，所述左侧贴合件包括用于贴合左侧胸部的左胸贴合件和用于贴合左侧腰部的左腰贴合件，所述右侧贴合件包括用于贴合右侧胸部的右胸贴合件和用于贴合右侧腰部的右腰贴合件，所述左胸贴合件、左腰贴合件、右胸贴合件、右腰贴合件分别与背侧固定件连接，所述左胸贴合件和右胸贴合件的贴合面上分别设有相互配合的第一凹侧端椎突出部和第一端椎压力释放区，所述左腰贴合件和右胸贴合件的贴合面上分别设有相互配合的第二凹侧端椎突出部和第二端椎压力释放区，所述左侧贴合件和右侧贴合件的贴合面上还设有相互配合的凸侧顶椎突出部和顶椎压力释放区，所述凸侧顶椎突出部位于第一端椎压力释放区和第二端椎压力释放区之间，所述顶椎压力释放区位于第一凹侧端椎突出部和第二凹侧端椎突出部之间。

在本发明一些实施方式中，所述背侧固定件为柱体。

在本发明一些实施方式中，所述左胸贴合件、左腰贴合件、右胸贴合件、右腰贴合件分别与背侧固定件可拆卸连接。

在本发明一些实施方式中，所述左侧贴合件和/或右侧贴合件的下端开口逐渐增大。

在本发明一些实施方式中，所述左胸贴合件和左腰贴合件之间设有间隙。

在本发明一些实施方式中，所述右胸贴合件和右腰贴合件之间设有间隙。

在本发明一些实施方式中，所述第一端椎压力释放区为孔洞或凹陷。

在本发明一些实施方式中，所述第二端椎压力释放区为孔洞或凹陷。

在本发明一些实施方式中，所述顶椎压力释放区为孔洞或凹陷。

附图说明

图1显示为本发明脊柱侧弯矫形器整体结构示意图。

图2显示为本发明脊柱侧弯矫形器侧视图。

图3显示为本发明脊柱侧弯矫形器立体示意图。

元件标号说明

1 背侧固定件

2 左侧贴合件

21 左胸贴合件

22 左腰贴合件

3 右侧贴合件

31 右胸贴合件

32 右腰贴合件

4 第一凹侧端椎突出部

5 第一端椎压力释放区

6 第二凹侧端椎突出部

7 第二端椎压力释放区

8 凸侧顶椎突出部

9 顶椎压力释放区

具体实施方式

本发明发明人经过大量探索性研究，提供了一种新的脊柱侧弯矫形器及其构建方法，所述脊柱侧弯矫形器可以有效避免过度矫形和矫正器的频繁更换，且能够更具有针对性地矫正椎体不同节段的畸形，不仅降低了整体的治疗费用，还具有更好的治疗效果，在此基础上完成了本发明。

本发明第一方面提供一种脊柱侧弯矫形器模型的构建方法，包括：

S1)提供躯干和脊椎骨三维模型；

S2)构建背侧固定部，所述背侧固定部沿后背中部竖直延伸；

S3)构建左侧贴合部，所述左侧贴合部包括左胸贴合部和左腰贴合部；

S4)构建右侧贴合部，所述右侧贴合部包括右胸贴合部和右腰贴合部；

S5)构建第一凹侧端椎突出区域和第一端椎压力释放区域，所述第一凹侧端椎突出区域位于左胸贴合部或右胸贴合部上，所述第一端椎压力释放区域位于另一胸部贴合部上；

S6)构建第二凹侧端椎突出区域和第二端椎压力释放区域，所述第二凹侧端椎突出区域位于左腰贴合部或右腰贴合部上，所述第二端椎压力释放区域位于另一腰部贴合部上；

S7)构建凸侧顶椎突出区域和顶椎压力释放区域，所述凸侧顶椎突出区域位于第一端椎压力释放区域和第二端椎压力释放区域之间，所述顶椎压力释放区域位于第一凹侧端椎突出区域和第二凹侧端椎突出区域之间。

本发明所提供的颏成形手术截骨导板模型的构建方法，可以包括：提供躯干和脊椎骨三维模型。所述躯干和脊椎骨三维模型通常包括躯干部分的外形和脊椎骨的外形，所述躯干部分的外形可以利用光学扫描仪数据导入软件后获得，所述脊椎骨的外形可以通过X光数据导入软件后获得，具体可以是例如Rodin4D、magcis、geomagic等软件。将两者的数据导入软件后，为了将两部分数据准确组合，通常可以利用合适的标记点进行配准，例如，所述标记点可以是锁骨、髂后上嵴等，这些标记点可以在获取扫描数据或X光数据时，在体表相应位置进行合适的标记，例如，可以通过标志物进行标记。

本发明所提供的颏成形手术截骨导板模型的构建方法，还可以包括：构建背侧固定部，所述背侧固定部沿后背中部竖直延伸。所述背侧固定部通常位于人体后背的中部，且竖直延伸，通常可以自寰枢椎延伸至第五腰椎或骶椎。所述背侧固定部通常可以为柱形，其可以位于左侧贴合部和右侧贴合部之间，以便于与各贴合部连接，其长度通常可以为40-70cm，横截面积通常可以为6-25cm²。

本发明所提供的颏成形手术截骨导板模型的构建方法中，所述贴合部的构建方法具体包括：构建贴合部基准面，基于基准面构建贴合部。在构建贴合部时，通常可以先构建贴合部的基面，所述基面通常沿模型中的皮肤表面延伸，例如，当贴合部需要紧密贴合于对应的躯干部位时，可以在对应的躯干部位构建紧密贴合于该部位的基面，再例如，当贴合部需要与躯干部位之间留有一定的空隙时，可以在对应的躯干部位上方一定距离(该距离通常与空隙距离相对应)构建沿该躯干部位表面延伸的基面，再例如，当需要构建贴合部上的突出区域时，可以将贴合于对应躯干表面的基面向躯干方向延伸一段距离，以构成与躯干部分在模型中至少部分重合的突出区域，再例如，当需要构建压力释放区域时，可以将贴合于对应躯干表面的基面向外侧方向(与朝向于躯干表面的方向相反的方向)延伸一段距离，使基面与其对应的躯干表面在模型中具有一定空隙，或去除该部分的基面。在获得基面以后，即可通过基面构建其所对应的贴合部，例如，可以将基面向外侧方向(与朝向于躯干表面的方向相反的方向)延伸一段距离，以构建贴合部，延伸的距离通常与贴合部的厚度是相对应的，例如，延伸的距离可以为3-5mm。在本发明一具体实施例中，可以先分别构建左侧贴合部基面(包括左胸贴合部基面和左腰贴合部基面)、右侧贴合部基面(包括右胸贴合部基面和右腰贴合部基面)，再根据上述基面，构建获得左侧贴合部(包括左胸贴合部和左腰贴合部)、右侧贴合部(包括右胸贴合部和右腰贴合部)。

本发明所提供的颏成形手术截骨导板模型的构建方法，还可以包括：构建左侧贴合部，所述左侧贴合部包括左胸贴合部和左腰贴合部。所述左胸贴合部通常紧密贴合于左侧胸部下缘和左侧肋部，且自左侧胸部经左侧肋部延伸至左侧后背，从而可以使构建获得的贴合件在与背侧固定件连接以后，能够稳定贴合于胸部和肋部，起到矫形的作用，所述左胸贴合部与背部所对应的贴合面与背部之间通常留有一定的间隙，从而可以在保证矫形的基础上，给予受试者一定的伸展空间。所述左腰贴合部通常紧密贴合于左侧腹部和左侧腰部，且自左侧腹部经左侧腰部延伸至左侧后背，从而可以使构建获得的贴合件在与背侧固定件连接以后，能够稳定贴合于腹部和腰部，起到矫形的作用，所述左腰贴合部与背部所对应的贴合面与背部之间通常留有一定的间隙，从而可以在保证矫形的基础上，给予受试者一定的伸展空间。所述左胸贴合部和左腰贴合部之间通常可以设有一定的间隙，以提供受试者一定的侧向伸展空间，例如，左胸贴合部和左腰贴合部之间间隙的距离可以是4-8cm。所述左侧贴合部的下端开口通常逐渐增大，例如，其内部的贴合面在腹部以下的部分与人体表面之间的间距逐渐增大，以避免受试者在活动过程中，臀部等部分与贴合件之间发生摩擦。

本发明所提供的颏成形手术截骨导板模型的构建方法，还可以包括：构建右侧贴合部，所述右侧贴合部包括右胸贴合部和右腰贴合部。所述右胸贴合部通常紧密贴合于右侧胸部下缘和右侧肋部，且自右侧胸部经右侧肋部延伸至右侧后背，从而可以使构建获得的贴合件在与背侧固定件连接以后，能够稳定贴合于胸部和肋部，起到矫形的作用，所述右胸贴合部与背部所对应的贴合面与背部之间通常留有一定的间隙，从而可以在保证矫形的基础上，给予受试者一定的伸展空间。所述右腰贴合部通常紧密贴合于右侧腹部和右侧腰部，且自右侧腹部经右侧腰部延伸至右侧后背，从而可以使构建获得的贴合件在与背侧固定件连接以后，能够稳定贴合于腹部和腰部，起到矫形的作用，所述右腰贴合部与背部所对应的贴合面与背部之间通常留有一定的间隙，从而可以在保证矫形的基础上，给予受试者一定的伸展空间。所述右胸贴合部和右腰贴合部之间通常可以设有一定的间隙，以提供受试者一定的侧向伸展空间，例如，右胸贴合部和右腰贴合部之间间隙的距离可以是5-10cm。所述右侧贴合部的下端开口通常逐渐增大，例如，其内部的贴合面在腹部以下的部分与人体表面之间的间距逐渐增大，以避免受试者在活动过程中，臀部等部分与贴合件之间发生摩擦。

本发明所提供的颏成形手术截骨导板模型的构建方法，还可以包括：构建第一凹侧端椎突出区域和第一端椎压力释放区域，所述第一凹侧端椎突出区域位于左胸贴合部或右胸贴合部上，所述第一端椎压力释放区域位于另一胸部贴合部上。第一凹侧端椎突出区域通常与脊柱侧弯的凹侧的上方端椎的位置相对应，确定脊柱侧弯的凹侧的上方端椎的基准对于本领域技术人员来说应该是已知的，例如，脊柱侧弯的凹侧的上方端椎通常指上方椎体中，由于弯曲导致的椎体上下椎间隙开口大小方向不同的椎体。第一凹侧端椎突出区域通常位于贴合部用于贴合躯干肋部的位置，具体可以是脊柱侧弯的凹侧的上方端椎所连肋骨与腋中线相交的位置。所述第一凹侧端椎突出区域通常突出于躯干的实际表面，在模型中与躯干部分至少部分重合，从而可以提供合适的用于矫形的侧向力。所述第一凹侧端椎突出区域的大小和突出的高度通常是可以被调节的，例如，第一凹侧端椎突出区域的大小通常可以为半径4～6cm、或4.5～5.5cm左右的圆形区域，第一凹侧端椎突出区域的高度(即突出区域的表面相对于躯干的实际表面的最大距离)通常可以为4～6cm、或4.5～5.5cm左右。第一端椎压力释放区域通常与第一凹侧端椎突出区域的位置相对应，即可以位于第一凹侧端椎突出区域的突出方向的延长线位置。所述第一端椎压力释放区域通常可以与躯干的实际表面有一定的空隙在贴合部的内表面形成一定的凹陷，或者可以是一定面积的孔洞，从而可以提供合适的侧向缓冲。所述第一端椎压力释放区域的大小及其与躯干之间的空隙的大小通常是可以被调节的，例如，第一端椎压力释放区域的大小通常可以为半径为7～9cm、或7.5～8.5cm左右的圆形区域，第一端椎压力释放区域与躯干之间的空隙(即该区域的表面在模型中相对于躯干的实际表面的最大距离)通常可以为2～4cm、或2.5～3.5cm左右。

本发明所提供的颏成形手术截骨导板模型的构建方法，还可以包括：构建第二凹侧端椎突出区域和第二端椎压力释放区域，所述第二凹侧端椎突出区域位于左腰贴合部或右腰贴合部上，所述第二端椎压力释放区域位于另一腰部贴合部上。第二凹侧端椎突出区域通常与脊柱侧弯的凹侧的下方端椎的位置相对应，确定脊柱侧弯的凹侧的下方端椎的基准对于本领域技术人员来说应该是已知的，例如，脊柱侧弯的凹侧的下方端椎通常指下方椎体中，由于弯曲导致的椎体上下椎间隙开口大小方向不同的椎体。第二凹侧端椎突出区域通常位于贴合部用于贴合躯干腰部的位置，具体可以是脊柱侧弯的凹侧的下方端椎所连肋骨与腋中线相交的位置。所述第二凹侧端椎突出区域通常突出于躯干的实际表面，在模型中与躯干部分至少部分重合，从而可以提供合适的用于矫形的侧向力。所述第二凹侧端椎突出区域的大小和突出的高度通常是可以被调节的，例如，第二凹侧端椎突出区域的大小通常可以为半径4～6cm、或4.5～5.5cm左右的圆形区域，第二凹侧端椎突出区域的高度(即突出区域的表面相对于躯干的实际表面的最大距离)通常可以为4～6cm、或4.5～5.5cm左右。第二端椎压力释放区域通常与第二凹侧端椎突出区域的位置相对应，即可以位于第二凹侧端椎突出区域的突出方向的延长线位置。所述第二端椎压力释放区域通常可以与躯干的实际表面有一定的空隙在贴合部的内表面形成一定的凹陷，或者可以是一定面积的孔洞，从而可以提供合适的侧向缓冲。所述第二端椎压力释放区域的大小及其与躯干之间的空隙的大小通常是可以被调节的，例如，第二端椎压力释放区域的大小通常可以为半径为7～9cm、或7.5～8.5cm左右的圆形区域，第二端椎压力释放区域与躯干之间的空隙(即该区域的表面在模型中相对于躯干的实际表面的最大距离)通常可以为2～4cm、或2.5～3.5cm左右。

本发明所提供的颏成形手术截骨导板模型的构建方法，还可以包括：构建凸侧顶椎突出区域和顶椎压力释放区域，所述凸侧顶椎突出区域位于第一端椎压力释放区域和第二端椎压力释放区域之间，所述顶椎压力释放区域位于第一凹侧端椎突出区域和第二凹侧端椎突出区域之间。凸侧顶椎突出区域通常与脊柱侧弯的凸侧的顶椎的位置相对应，确定脊柱侧弯的凸侧的顶椎的基准对于本领域技术人员来说应该是已知的，例如，脊柱侧弯的凸侧的顶椎通常指弯曲椎体中偏离正常脊柱最大的、距离正常位置最远的椎体。所述凸侧顶椎突出区域通常与第一端椎压力释放区域和第二端椎压力释放区域在同一侧的贴合部，在竖直方向上可以位于第一端椎压力释放区域和第二端椎压力释放区域之间，具体可以是脊柱侧弯的凸侧的顶椎所连肋骨与腋中线相交的位置。所述凸侧顶椎突出区域通常突出于躯干的实际表面，在模型中与躯干部分至少部分重合，从而可以提供合适的用于矫形的侧向力。所述凸侧顶椎突出区域的大小和突出的高度通常是可以被调节的，例如，凸侧顶椎突出区域的大小通常可以为半径为2～4cm、2.5～3.5cm左右的圆形区域，凸侧顶椎突出区域的高度(即突出区域的表面在模型中相对于躯干的实际表面的最大距离)通常可以为2～4cm、或2.5～3.5cm左右。顶椎压力释放区域通常与凸侧顶椎突出区域的位置相对应，即可以位于凸侧顶椎突出区域的突出方向的延长线位置。所述顶椎压力释放区域通常可以与躯干的实际表面有一定的空隙从而在贴合部的内表面形成一定的凹陷，或者可以是一定面积的孔洞，从而可以提供合适的侧向缓冲。所述顶椎压力释放区域的大小及其与躯干之间的空隙的大小通常是可以被调节的，例如，顶椎压力释放区域的大小通常可以为半径4～6cm、或4.5～5.5cm左右的圆形区域，顶椎压力释放区域与躯干之间的空隙(即该区域的表面相对于躯干的实际表面的最大距离)可以为通常可以为2～4cm、或2.5～3.5cm左右。

本发明第二方面提供一种脊柱侧弯矫形器的制备方法，所述方法包括：根据本发明第一方面所提供的脊柱侧弯矫形器模型的构建方法构建获得的脊柱侧弯矫形器模型，制备脊柱侧弯矫形器。根据所述的模型制备获得脊柱侧弯矫形器的方法对于本领域技术人员来说应该是已知的，例如，可以采用3D打印等方法，所使用的材料可以是改性尼龙、光敏树脂等。

本发明第三方面提供一种脊柱侧弯矫形器，由本发明第一方面所提供的脊柱侧弯矫形器模型的构建方法构建获得、或由本发明第二方面所提供的脊柱侧弯矫形器的制备方法制备获得。本发明所提供的脊柱侧弯矫形器中，还可以包括连接件，所述连接件通常可以用于将各贴合件分别与背侧固定件连接，优选为可拆卸连接。在本发明一优选实施方式中，所述连接件可以是通过3D打印的半工字形卡扣，且可以与各贴合件分别卡扣连接。

本发明所提供的脊柱侧弯矫形器，如图1～3所示，包括沿后背中部竖直延伸的背侧固定件1、用于贴合左侧躯干的左侧贴合件2和用于贴合右侧躯干的右侧贴合件3，所述左侧贴合件2包括用于贴合左侧胸部的左胸贴合件21和用于贴合左侧腰部的左腰贴合件22，所述右侧贴合件3包括用于贴合右侧胸部的右胸贴合件31和用于贴合右侧腰部的右腰贴合件32，所述左胸贴合件21、左腰贴合件22、右胸贴合件31、右腰贴合件32分别与背侧固定件1连接，所述左胸贴合件21和右胸贴合件31的贴合面上分别设有相互配合的第一凹侧端椎突出部4和第一端椎压力释放区5，所述左腰贴合件21和右胸贴合件31的贴合面上分别设有相互配合的第二凹侧端椎突出部6和第二端椎压力释放区7，所述左侧贴合件2和右侧贴合件3的贴合面上还设有相互配合的凸侧顶椎突出部8和顶椎压力释放区9，所述凸侧顶椎突出部8位于第一端椎压力释放区5和第二端椎压力释放区7之间，所述顶椎压力释放区9位于第一凹侧端椎突出部4和第二凹侧端椎突出部6之间。所述各贴合件的贴合面通常指其朝向于躯干的一侧。所述背侧固定件1通常位于人体后背的中部，且竖直延伸，通常可以自寰枢椎延伸至腰骶椎。背侧固定件1可以与各贴合件连接，以起到固定贴合件位置的作用，贴合件的贴合面上的第一凹侧端椎突出部4和第一端椎压力释放区5可以互相之间配合、第二凹侧端椎突出部6和第二端椎压力释放区7可以互相之间配合，以分别针对脊柱侧弯的上、下两处端椎施加合适的侧向力，凸侧顶椎突出部8和顶椎压力释放区9可以互相配合以对脊柱侧弯的顶椎施加合适的侧向力，以提供矫正功能。

本发明所提供的脊柱侧弯矫形器中，所述背侧固定件1通常可以为柱形，其可以位于左侧贴贴合件和右侧贴合件之间，以便于与各贴合件连接，其长度通常可以为40-70cm，横截面积通常可以为6-25cm²。

本发明所提供的脊柱侧弯矫形器中，所述左胸贴合件21、左腰贴合件22、右胸贴合件31、右腰贴合件32通常分别与背侧固定件1可拆卸连接，所述可拆卸连接通常可以通过连接件实现。在本发明一优选实施方式中，所述连接件可以是通过3D打印的半工字形卡扣，且可以与各贴合件分别卡扣连接。

本发明所提供的脊柱侧弯矫形器中，所述左侧贴合件2和/或右侧贴合件3的下端开口逐渐增大，例如，其内部的贴合面在腹部以下的部分与人体表面之间的间距逐渐增大，以避免受试者在活动过程中，臀部等部分与贴合件之间发生摩擦。

本发明所提供的脊柱侧弯矫形器中，所述左胸贴合件21和左腰贴合件22之间、所述右胸贴合件31和右腰贴合件32之间通常可以设有一定的间隙，以提供受试者一定的侧向伸展空间，例如，左胸贴合件21和左腰贴贴合件22之间间隙的距离可以是4～8cm，再例如，右胸贴合件21和右腰贴贴合件22之间间隙的距离可以是5～10cm。

本发明所提供的脊柱侧弯矫形器中，第一端椎压力释放区5与第一凹侧端椎突出部4的位置通常相对应，即可以位于第一凹侧端椎突出部4的突出方向的延长线位置，第二端椎压力释放区7与第二凹侧端椎突出部6的位置通常相对应，即可以位于第二凹侧端椎突出部6的突出方向的延长线位置，所述顶椎压力释放区9与凸侧顶椎突出部8的位置通常相对应，即可以位于凸侧顶椎突出部8的突出方向的延长线位置。所述第一端椎压力释放区5可以为孔洞或凹陷，所述第二端椎压力释放区7可以为孔洞或凹陷，所述顶椎压力释放区9可以为孔洞或凹陷，所述凹陷具体为在贴合面内表面形成的凹陷。所述各释放区和突出部的大小可以参照本发明第一方面中所提及的各部分所对应对的区域的尺寸。

本发明第四方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如本发明第一方面所提供的脊柱侧弯矫形器模型的构建方法、或本发明第二方面所提供的脊柱侧弯矫形器的制备方法的步骤。

本发明第五方面提供一种设备，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述设备执行如本发明第一方面所提供的脊柱侧弯矫形器模型的构建方法、或本发明第二方面所提供的脊柱侧弯矫形器的制备方法的步骤。

本发明第六方面提供一种装置，所述装置可以包括：

三维模型提供模块，用于提供躯干和脊椎骨三维模型；

背侧固定部构建模块，用于构建背侧固定部，所述背侧固定部沿后背中部竖直延伸；

左侧贴合部构建模块，用于构建左侧贴合部，所述左侧贴合部包括左胸贴合部和左腰贴合部；

右侧贴合部构建模块，用于构建右侧贴合部，所述右侧贴合部包括右胸贴合部和右腰贴合部；

第一端椎构建模块，用于构建第一凹侧端椎突出区域和第一端椎压力释放区域，所述第一凹侧端椎突出区域位于左胸贴合部或右胸贴合部上，所述第一端椎压力释放区域位于另一胸部贴合部上；

第二端椎构建模块，用于构建第二凹侧端椎突出区域和第二端椎压力释放区域，所述第二凹侧端椎突出区域位于左腰贴合部或右腰贴合部上，所述第二端椎压力释放区域位于另一腰部贴合部上；

顶椎构建模块，用于构建凸侧顶椎突出区域和顶椎压力释放区域，所述凸侧顶椎突出区域位于第一端椎压力释放区域和第二端椎压力释放区域之间，所述顶椎压力释放区域位于第一凹侧端椎突出区域和第二凹侧端椎突出区域之间。

本发明中，上述装置中各模块的运行原理可以参照如上所述的脊柱侧弯矫形器模型的构建方法和/或脊柱侧弯矫形器的制备方法，在此不做赘述。

本发明发明人在长期研究中发现，现有的一体式脊柱侧弯矫形器，由于青少年生长发育快，往往在3-6个月内就需要更换矫形器，且传统减材制造的矫形器制作过程复杂且矫形效果欠佳。而本发明所提供的脊柱侧弯矫形器可以更好的贴合患者皮肤表面，达到较好的矫形效果，既能个性化贴合患者皮肤表面，又能根据治疗情况随时调整矫形力度大小及方向，(通过3D打印的半工字形卡扣从下至上卡入背部固定装置，由于固定装置中倒三角形设计，可让卡扣只能在人力辅助下由下向上滑出，而不能向下滑出，通过及时的随访治疗，可改变卡扣在固定装置上的位置，从而做到随时调整的功能。)可以根据时间及患者病情变化进行动态矫形，纠正施力位置，避免过度矫形及频繁更换矫形器，减少患者治疗费用，分区域设计还可以更具针对性的矫正椎体不同节段的畸形，通过动态的脊柱侧弯矫形治疗可以达到更好的治疗效果。

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，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发明的其他优点与功效。本发明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，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

实施例1

由便携式三维光学扫描仪扫描患处，所用便携式三维光学扫描仪为structuresensor与便携式平板的组合，通过专用数据线连接二者，进入扫描界面后选取合适的扫描范围，一般从C1到股骨下，包括躯干，恰好的包裹住全部脊柱以及上下端锥，患儿双手抬起，举平但不举高，防止锁骨位移较大，最后手持扫描仪环绕几周扫描完全。

端锥确定方法如下：通过X光片所得，椎体上下椎间隙开口角度不同，也是上下倾斜度最大的椎体。

随后导入计算机软件Rodin4D，建立合适的模型，旋转调正扫描模型的位置，裁剪好需要进行矫正的部位，如裁去上肢以及多余的股骨，选择目标矫形器，进入编辑。随后将患者X光片与扫描模型配准，利用标记点锁骨、髂后上嵴进行配准。所述锁骨、髂后上嵴标记点于扫描前用小突起点站在体表相应位置。

根据三点力原理在凸侧顶椎构建一个向内的压力，凹侧上下端锥部位施加两个向内的压力(通过向内压缩2-3cm实现加力的作用)，并分别在对侧建立压力释放区域，在骨盆处加高模型，并使矫正器下端开口逐渐变大，防止压迫骨盆处导致疼痛以及皮肤破损。

利用工程软件magics对上述构建获得的面片(基面)进行进一步处理，适当去除没有施力或者没有受力的部分，采用绑带牵拉矫正脊柱的作用，绑带起到了增加旋转的力，以治疗椎体发生的旋转畸形；同时增加了矫形器对脊柱矢状面方向的力，已达到治疗目的，还可以删去压力释放区域的周围材质，采用保留端锥、顶椎上下共10cm左右的距离，即凹侧上下端锥之间各保留5cm左右，多余部分删去。顶椎，即凸侧部分保留上下5cm左右，其余部分删去，所有截面厚度保持不变。获得矫形器外观的基面后，对基面进行加厚，对轮廓线进行倒角，使之圆滑，防止尖锐部分对身体造成伤害，即可获得矫正器模型。

最后在3D打印机进行打印，分块或一次性打印出矫形器整体。3D打印脊柱侧弯矫形器多用材料为改性尼龙，使用时间长且韧性好。

所述弹力绑带在初次适配矫形器时进行安装，根据患者矫形需求，截取相应长度，在矫形器纵向开口两侧进行个性化安装固定。各部件与固定柱之间的连接通过3D打印的半工字形卡扣从下至上卡入背部固定装置，由于固定装置中倒三角形设计，可让卡扣只能在人力辅助下由下向上滑出，而不能向下滑出，通过及时的随访治疗，可改变卡扣在固定装置上的位置，从而做到随时调整的功能。

矫形器固定装置长度从第三骶椎至上端锥上10cm，最长不超过第二颈椎，宽度与患者脊椎宽度保持一致。

实施例2

我们共6名患者使用该3D打印脊柱侧弯矫形器，进行随访观察，患者每天佩戴10-18小时，至今5人佩戴3个月，1人佩戴6个月。结果显示侧弯度数均有所减小，由于6名患者的身体倾斜不是很大，故只有2例外形有明显变化，佩戴6个月的患者行X光片检查Cobb角由36度减小至28度，由于只有1例到了半年拍摄X光片时间，其余5人均未拍摄片子测量角度。

综上所述，本发明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发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，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发明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，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种脊柱侧弯矫形器模型的构建方法，包括：

提供躯干和脊椎骨三维模型；

构建背侧固定部，所述背侧固定部沿后背中部竖直延伸；

构建左侧贴合部，所述左侧贴合部包括左胸贴合部和左腰贴合部；

构建右侧贴合部，所述右侧贴合部包括右胸贴合部和右腰贴合部；

构建第一凹侧端椎突出区域和第一端椎压力释放区域，所述第一凹侧端椎突出区域位于左胸贴合部或右胸贴合部上，所述第一端椎压力释放区域位于另一胸部贴合部上；

构建第二凹侧端椎突出区域和第二端椎压力释放区域，所述第二凹侧端椎突出区域位于左腰贴合部或右腰贴合部上，所述第二端椎压力释放区域位于另一腰部贴合部上；

构建凸侧顶椎突出区域和顶椎压力释放区域，所述凸侧顶椎突出区域位于第一端椎压力释放区域和第二端椎压力释放区域之间，所述顶椎压力释放区域位于第一凹侧端椎突出区域和第二凹侧端椎突出区域之间。

2.如权利要求1所述的模型的构建方法，其特征在于，所述贴合部的构建方法具体包括：构建贴合部基准面，基于基准面构建贴合部。

3.如权利要求1所述的模型的构建方法，其特征在于，所述左胸贴合部和右胸贴合部紧密贴合于胸部下缘和肋部，且自胸部经肋部延伸至后背

和/或，所述左腰贴合部和右腰贴合部紧密贴合于腹部和腰部，且自腹部经腰部延伸至后背。

4.如权利要求1所述的模型的构建方法，其特征在于，所述左侧贴合部和/或右侧贴合部的下端开口逐渐增大；

和/或，所述左胸贴合部和左腰贴合部之间设有间隙；

和/或，所述右胸贴合部和右腰贴合部之间设有间隙。

5.如权利要求1所述的模型的构建方法，其特征在于，所述第一端椎压力释放区域为孔洞或凹陷，所述第二端椎压力释放区域为孔洞或凹陷，所述顶椎压力释放区域为孔洞或凹陷；

和/或，所述第一凹侧端椎突出区域和第一端椎压力释放区域位于肋部，所述第二凹侧端椎突出区域和第二端椎压力释放区域位于腰部。

6.一种脊柱侧弯矫形器的制备方法，所述方法包括：根据如权利要求1-5任一权利要求所述的脊柱侧弯矫形器模型的构建方法构建获得的脊柱侧弯矫形器模型，制备脊柱侧弯矫形器。

7.一种脊柱侧弯矫形器，由权利要求1-5任一权利要求所述的脊柱侧弯矫形器模型的构建方法构建获得、或由权利要求6所述的脊柱侧弯矫形器的制备方法制备获得，还可选地包括连接件，所述连接件用于将各贴合件分别与背侧固定件连接。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-5任一权利要求所述的脊柱侧弯矫形器模型的构建方法、或权利要求6所述的脊柱侧弯矫形器的制备方法的步骤。

9.一种设备，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述设备执行如权利要求1-5任一权利要求所述的脊柱侧弯矫形器模型的构建方法、或权利要求6所述的脊柱侧弯矫形器的制备方法的步骤。

10.一种装置，所述装置可以包括：

三维模型提供模块，用于提供躯干和脊椎骨三维模型；

背侧固定部构建模块，用于构建背侧固定部，所述背侧固定部沿后背中部竖直延伸；

左侧贴合部构建模块，用于构建左侧贴合部，所述左侧贴合部包括左胸贴合部和左腰贴合部；

右侧贴合部构建模块，用于构建右侧贴合部，所述右侧贴合部包括右胸贴合部和右腰贴合部；

第一端椎构建模块，用于构建第一凹侧端椎突出区域和第一端椎压力释放区域，所述第一凹侧端椎突出区域位于左胸贴合部或右胸贴合部上，所述第一端椎压力释放区域位于另一胸部贴合部上；

第二端椎构建模块，用于构建第二凹侧端椎突出区域和第二端椎压力释放区域，所述第二凹侧端椎突出区域位于左腰贴合部或右腰贴合部上，所述第二端椎压力释放区域位于另一腰部贴合部上；

顶椎构建模块，用于构建凸侧顶椎突出区域和顶椎压力释放区域，所述凸侧顶椎突出区域位于第一端椎压力释放区域和第二端椎压力释放区域之间，所述顶椎压力释放区域位于第一凹侧端椎突出区域和第二凹侧端椎突出区域之间。