CN110276833A - 一种脊柱侧弯矫形装置 - 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装置及其构建方法。本发明所提供的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；构建脊柱侧弯矫形器本体；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。本发明构建获得的脊柱侧弯矫形器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，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。

Description

一种脊柱侧弯矫形装置

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装置及其构建方法。

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生产，这一类脊柱侧弯矫形器在构建时往往缺乏准确度，在患者依存性上存在较大缺陷。

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模型的构建方法，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；

构建脊柱侧弯矫形器本体，所述脊柱侧弯矫形器本体围绕躯干部分；

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躯干一侧的肋部，所述第一端椎压力释放区域位于躯干另一侧的肋部；

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躯干一侧的腰部，所述第二端椎压力释放区域位于躯干另一侧的腰部；

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，所述脊柱侧弯矫形器模型的构建方法，具体包括：

提供躯干和脊椎骨三维模型；

构建脊柱侧弯矫形器本体的基面；

构建第一凹侧端椎突出区域基面和第一端椎压力释放区域基面；

构建第二凹侧端椎突出区域基面和第二端椎压力释放区域基面；

构建凸侧顶椎突出区域基面和顶椎压力释放区域基面；

根据构建获得的基面构建所述脊柱侧弯矫形器模型。

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，至少部分的所述脊柱侧弯矫形器本体紧密贴合于躯干部分。

在本发明一些实施方式中，所述脊柱侧弯矫形器本体下端开口逐渐增大。

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装置，包括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的脊柱侧弯矫形器，所述脊柱侧弯矫形器的贴合面还设有柔性内衬。

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；

脊柱侧弯矫形器本体构建模块，用于构建脊柱侧弯矫形器本体，所述脊柱侧弯矫形器本体围绕躯干部分；

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躯干一侧的肋部，所述第一端椎压力释放区域位于躯干另一侧的肋部；

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躯干一侧的腰部，所述第二端椎压力释放区域位于躯干另一侧的腰部；

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装置，包括脊柱侧弯矫形器，所述脊柱侧弯矫形器包括围绕躯干部分、且自胸部延伸至跨部的脊柱侧弯矫形器本体，所述脊柱侧弯矫形器本体一侧的肋部和腰部上分别设有第一凹侧端椎突出部和第二凹侧端椎突出部，与其相对的另一侧的肋部和腰部上分别设有第一端椎压力释放区和第二端椎压力释放区，所述脊柱侧弯矫形器本体上还设有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，所述脊柱侧弯矫形器本体的贴合面还设有柔性内衬。

在本发明一些实施方式中，至少部分的所述脊柱侧弯矫形器本体紧密贴合于躯干部分。

在本发明一些实施方式中，所述脊柱侧弯矫形器本体的下端开口逐渐增大。

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。

在本发明一些实施方式中，所述脊柱侧弯矫形器本体的厚度为3～5mm。

在本发明一些实施方式中，所述脊柱侧弯矫形器本体的材质为改性尼龙。

在本发明一些实施方式中，所述柔性内衬的厚度为2～4mm。

在本发明一些实施方式中，所述柔性内衬的材质为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。

附图说明

图1显示为本发明构建获得的脊柱侧弯矫形装置整体结构示意图。

图2显示为本发明构建获得的脊柱侧弯矫形装置侧视图。

图3显示为本发明构建获得的脊柱侧弯矫形装置俯视图。

元件标号说明

1 脊柱侧弯矫形器本体

2 第一凹侧端椎突出部

3 第一端椎压力释放区

4 第二凹侧端椎突出部

5 第二端椎压力释放区

6 凸侧顶椎突出部

7 顶椎压力释放区

8 柔性内衬

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)构建脊柱侧弯矫形器本体，所述脊柱侧弯矫形器本体围绕躯干部分；

S3)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躯干一侧的肋部，所述第一端椎压力释放区域位于躯干另一侧的肋部；

S4)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躯干一侧的腰部，所述第二端椎压力释放区域位于躯干另一侧的腰部；

S5)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。

本发明所提供的脊柱侧弯矫形器模型的构建方法，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。

本发明所提供的脊柱侧弯矫形器模型的构建方法，还可以包括：构建脊柱侧弯矫形器本体，所述脊柱侧弯矫形器本体围绕躯干部分。所述脊柱侧弯矫形器本体通常可以贴合于躯干部分的胸部、背部、腹部、肋部、腰部等区域，从而形成整体上围绕躯干部分的结构，在人体正面可以从胸部上沿延伸至腹部下沿，在人体侧面可以从腋下延伸至胯部，在人体背面则可以从被背部上沿延伸至胯部。所述脊柱侧弯矫形器本体除了特殊的突出区域和压力释放区域以外，通常沿躯干表面延伸，通常来说，至少部分的脊柱侧弯矫形器本体可以紧密贴合于躯干可以起到施加力的作用，从而整体上使脊柱侧弯矫形器本体与躯干之间相对固定，防止脊柱侧弯矫形器本体过分移动，保证各突出区域和压力释放区域处于正确的位置，未贴合部位可以起到压力释放及防止骨性标志处的皮肤挫伤的作用。所述脊柱侧弯矫形器本体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。

本发明所提供的脊柱侧弯矫形器模型的构建方法中，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躯干一侧的肋部，所述第一端椎压力释放区域位于躯干另一侧的肋部。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于躯干肋部的位置，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，且相对于第一凹侧端椎突出区域位于人体的另一侧。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从而可以在贴合区域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。

本发明所提供的脊柱侧弯矫形器模型的构建方法中，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躯干一侧的腰部，所述第二端椎压力释放区域位于躯干另一侧的腰部。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于躯干腰部的位置，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，且相对于第二凹侧端椎突出区域位于人体的另一侧。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从而可以在贴合区域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。

本发明所提供的脊柱侧弯矫形器模型的构建方法中，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人体的同一侧，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2～4cm、或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，且相对于凸侧顶椎突出区域位于人体的另一侧。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区域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)通常可以为2～4cm、或2.5～3.5cm左右。

本发明所提供的脊柱侧弯矫形器模型的构建方法中，所述脊柱侧弯矫形器模型中各部位的构建方法具体可以包括：构建各部位的基面，基于各部位的基面分别构建各部位。在构建脊柱侧弯矫形器模型时，通常可以先构建各部位的基面，所述基面通常沿模型中的皮肤表面延伸，例如，当需要构建的部分需要贴合于对应的躯干部位时，可以在对应的躯干部位构建贴合于该部位的基面，再例如，当构建的部分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，当需要构建的部分上设有突出区域时，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，当需要构建的部分为压力释放区域时，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。在获得各部位的基面以后，即可通过基面构建其所对应的模型部位，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，以构建获得对应的模型部位，延伸的距离通常与该部位的厚度是相对应的，例如，延伸的距离可以为3～5mm。在本发明一具体实施例中，可以先构建脊柱侧弯矫形器本体的基面，再在基面上分别构建各突出区域的基面和压力释放区域的基面，例如，第一凹侧端椎突出区域基面、第二凹侧端椎突出区域基面、顶椎压力释放区域基面、第一端椎压力释放区域基面、第二端椎压力释放区域基面、凸侧顶椎突出区域基面等，随后根据构建获得的基面构建所述脊柱侧弯矫形器模型。

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适用于3D打印的改性尼龙、光敏树脂等。

本发明第三方面提供一种脊柱侧弯矫形装置，包括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的脊柱侧弯矫形器，所述脊柱侧弯矫形器的贴合面还设有柔性内衬。所述柔性内衬通常可以使脊柱侧弯矫形器的内壁与躯干部分的贴合更加紧密、且更加舒适，受力面也更加均匀，不仅可以使脊柱侧弯矫形器与躯干之间具有更好的位置固定，还能够使矫形器所施加的外力更加准确。在本发明一优选实施方式中，所述柔性内衬的材质可以是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，其厚度可以为2～4mm。

本发明所提供的一种脊柱侧弯矫形装置，如图1～3所示，包括脊柱侧弯矫形器，所述脊柱侧弯矫形器包括围绕躯干部分、且自胸部延伸至跨部的脊柱侧弯矫形器本体1，所述脊柱侧弯矫形器本体1一侧的肋部和腰部上分别设有第一凹侧端椎突出部2和第二凹侧端椎突出部4，与其相对的另一侧的肋部和腰部上分别设有第一端椎压力释放区3和第二端椎压力释放区5，所述脊柱侧弯矫形器本体1上还设有凸侧顶椎突出部6和顶椎压力释放区7，所述凸侧顶椎突出部6位于第一端椎压力释放区3和第二端椎压力释放区5之间，所述顶椎压力释放区7位于第一凹侧端椎突出部2和第二凹侧端椎突出部4之间，所述脊柱侧弯矫形器的贴合面还设有柔性内衬8。所述脊柱侧弯矫形器本体1通常可以贴合于躯干部分的胸部、背部、腹部、肋部、腰部等区域，从而形成整体上围绕躯干部分的结构，在人体正面可以从胸部上沿延伸至腹部下沿，在人体侧面可以从腋下延伸至胯部，在人体背面则可以从被背部上沿延伸至胯部。所述脊柱侧弯矫形器本体1除了特殊的突出区域和压力释放区域以外，通常沿躯干表面延伸，通常来说，至少部分的脊柱侧弯矫形器本体1可以紧密贴合于躯干可以起到施加力的作用，从而整体上使脊柱侧弯矫形器本体1与躯干之间相对固定，防止脊柱侧弯矫形器本体1过分移动，保证各突出区域和压力释放区域处于正确的位置，未贴合部位可以起到压力释放及防止骨性标志处的皮肤挫伤的作用，脊柱侧弯矫形器本体1上的第一凹侧端椎突出部2和第一端椎压力释放区3可以互相之间配合、第二凹侧端椎突出部4和第二端椎压力释放区5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6和顶椎压力释放区7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装置中，所述脊柱侧弯矫形器本体1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。

本发明所提供的脊柱侧弯矫形装置中，第一端椎压力释放区3与第一凹侧端椎突出部2的位置通常相对应，即可以位于第一凹侧端椎突出部2的突出方向的延长线位置，且第一凹侧端椎突出部2和第一端椎压力释放区3通常分别位于人体的两侧；第二端椎压力释放区5与第二凹侧端椎突出部4的位置通常相对应，即可以位于第二凹侧端椎突出部4的突出方向的延长线位置，且第二端椎压力释放区5和第二凹侧端椎突出部4通常分别位于人体的两侧；所述顶椎压力释放区7与凸侧顶椎突出部6的位置通常相对应，即可以位于凸侧顶椎突出部6的突出方向的延长线位置，且顶椎压力释放区7和凸侧顶椎突出部6通常分别位于人体的两侧。所述第一端椎压力释放区3可以为孔洞或凹陷，所述第二端椎压力释放区5可以为孔洞或凹陷，所述顶椎压力释放区7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。所述各释放区域和突出区域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。

本发明所提供的脊柱侧弯矫形装置中，所述脊柱侧弯矫形器整体上通常具有一定的强度，从而可以与柔性内衬8相配合，向受试者施加合适的侧向力，以提供矫正功能。所述脊柱侧弯矫形器和柔性内衬8的尺寸和材质对于本领域技术人员来说应该都是可以适当选择的，例如，所述脊柱侧弯矫形器的厚度可以为3～5mm，所述脊柱侧弯矫形器的材质可以为适用于3D打印的改性尼龙等；再例如，所述柔性内衬8的厚度可以为2～4mm，所述柔性内衬8的材质可以为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等。

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；

脊柱侧弯矫形器本体构建模块，用于构建脊柱侧弯矫形器本体，所述脊柱侧弯矫形器本体围绕躯干部分；

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躯干一侧的肋部，所述第一端椎压力释放区域位于躯干另一侧的肋部；

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躯干一侧的腰部，所述第二端椎压力释放区域位于躯干另一侧的腰部；

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(不需要连接件，矫形力度通过改变绑带松紧进行调整)，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。

获取脊柱侧弯矫形器的基面(基本与躯干的皮肤表面一致)，并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，分别构建获得三个突出区域的基面，并分别在对侧建立压力释放区域所对应的基面，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，本实施例中使用的为改性尼龙，使用时间长且韧性好。

实施例2

我们共15名患者使用3D打印脊柱侧弯矫形器，进行随访观察，患者每天佩戴22小时左右，至今12人佩戴3个月，3人佩戴6个月。结果显示侧弯度数均有所减小，其中有6例外形有明显变化，3例Cobb角由29度减小至21度，由于只有3例到了半年拍摄X光片时间，其余12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；

构建脊柱侧弯矫形器本体，所述脊柱侧弯矫形器本体围绕躯干部分；

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躯干一侧的肋部，所述第一端椎压力释放区域位于躯干另一侧的肋部；

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躯干一侧的腰部，所述第二端椎压力释放区域位于躯干另一侧的腰部；

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，所述脊柱侧弯矫形器模型的构建方法，具体包括：

提供躯干和脊椎骨三维模型；

构建脊柱侧弯矫形器本体的基面；

构建第一凹侧端椎突出区域基面和第一端椎压力释放区域基面；

构建第二凹侧端椎突出区域基面和第二端椎压力释放区域基面；

构建凸侧顶椎突出区域基面和顶椎压力释放区域基面；

根据构建获得的基面构建所述脊柱侧弯矫形器模型。

3.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。

4.如权利要求1所述的模型的构建方法，其特征在于，至少部分的所述脊柱侧弯矫形器本体紧密贴合于躯干部分。

5.如权利要求1所述的模型的构建方法，其特征在于，所述脊柱侧弯矫形器本体下端开口逐渐增大。

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装置，包括由权利要求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的脊柱侧弯矫形器，所述脊柱侧弯矫形器的贴合面还设有柔性内衬。

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；

脊柱侧弯矫形器本体构建模块，用于构建脊柱侧弯矫形器本体，所述脊柱侧弯矫形器本体围绕躯干部分；

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躯干一侧的肋部，所述第一端椎压力释放区域位于躯干另一侧的肋部；

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躯干一侧的腰部，所述第二端椎压力释放区域位于躯干另一侧的腰部；

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。