CN111839869A - 一种基于3d打印定制型脚外固定护具 - Google Patents

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张文滔
刘军
刘文军
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Abstract

一种基于3D打印定制型脚外固定护具，由护具下瓣、护具上瓣和卡扣组成；所述护具下瓣和护具上瓣均通过工程软件CAD和CAM根据人体脚踝外围生物学特征建模，护具下瓣能与脚踝外围下侧相匹配，护具上瓣能与脚踝外围上侧相匹配；所述护具下瓣和护具上瓣通过卡扣连接；所述卡扣由卡槽和卡芯组成，所述卡槽设置在护具下瓣的边缘外侧，所述卡芯设置在护具上瓣的边缘外侧，所述卡芯插入卡槽实现护具下瓣与护具上瓣的连接；护具下瓣与护具上瓣左右两侧均通过卡扣连接。该护具稳定性能好，透气孔规则，建模简单，一次建模能多次使用，使用方便。

Description

一种基于3D打印定制型脚外固定护具
技术领域
本发明涉及外固定康护技术领域，具体涉及一种基于3D打印定制型脚外固定护具。
背景技术
脚踝关节由胫、腓骨下端的关节面与距骨滑车构成，故又名距骨小腿关节。胫骨的下关节面及内、外踝关节面共同形成的"冂"形的关节窝，容纳距骨滑车(关节头)，由于滑车关节面前宽后窄，当足背屈时，较宽的前部进入窝内，关节稳定；但在跖屈时，如走下坡路时滑车较窄的后部进入窝内，踝关节松动且能作侧方运动，此时踝关节容易发生扭伤，其中以内翻损伤最多见，因为外踝比内踝长而低，可阻止距骨过度外翻。
人的脚踝关节一旦扭伤，在一段时间内，脚踝和踝关节往往变得不稳定，再发生损伤的风险很高。因此需要对脚踝和踝关节实施适当的固定。现有技术用于脚踝固定的器具有多种，例如加固矫形织物以支撑受伤的部位；又例如一种具有多个凹穴的足踝支架，其刚性的支撑部件被放入到口袋形状的织物中，形成刚性结构，环绕并固定受伤的脚踝。随着3D打印技术的日渐成熟，市面上出现了越来越多的3D打印器具，其中申请号为201510739287.4的中国发明专利提出了一种基于3D打印定制型脚外固定护具，但还存在以下不足：1.将外固定护具设置成左右结构，左右结构穿戴护具不方便；2.透气孔设置成不规则形状，极大的增加了CAD和CAM软件的建模难度；3.护具需要根据患者的脚大小建模，再通过3D打印护具，该过程需要很长时间，不能尽快给患者固定脚踝；4.通过燕尾槽型卡扣连接左右两瓣外固定护具，燕尾型卡扣只能受左右方向的力，其它方向的力将造成卡扣脱落，该护具稳定性极差。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出来一种基于3D打印定制型脚外固定护具；该护具稳定性能好，透气孔规则，建模简单，一次建模能多次使用，使用方便。
为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种基于3D打印定制型脚外固定护具，由护具下瓣、护具上瓣和卡扣组成；所述护具下瓣和护具上瓣均通过工程软件CAD和CAM根据人体脚踝外围生物学特征建模，护具下瓣能与脚踝外围下侧相匹配，护具上瓣能与脚踝外围上侧相匹配；所述护具下瓣和护具上瓣通过卡扣连接；
所述卡扣由卡槽和卡芯组成，所述卡槽设置在护具下瓣的边缘外侧，所述卡芯设置在护具上瓣的边缘外侧，所述卡芯插入卡槽实现护具下瓣与护具上瓣的连接；护具下瓣与护具上瓣左右两侧均通过卡扣连接。
进一步限定，所述的护具上瓣和护具下瓣上均设置有透气孔，透气孔为圆孔均匀分布，圆孔极大的降低了建模难度，圆孔弧线抗压强度大。
进一步限定，所述的卡扣的卡槽为前侧开口的长方体壳体，开口长度小于卡槽内腔长度；所述卡芯为中通的长方形结构，卡芯前端两侧为斜面，斜面方便将卡芯插入卡槽，捏卡芯的两边能退出卡芯，使用方便，而且连接稳定可靠。
进一步限定，所述的护具下瓣和护具上瓣的尺寸对应人体标准码40码的脚大小。
本发明是通过以下方法实现一次建模能多次使用的：
首先，根据标准码40码的尺寸建模；
其次，对照下表计算比例：
尺码 33 34 35 36 37 38 39
脚长(cm) 21.5 22 22.5 23 23.5 24 24.5
尺码 40 41 42 43 44 45 46
脚长(cm) 25 25.5 26 26.5 27 27.5 28
用表中脚码对应的脚长(用字母a表示)除以40码对应的脚长25得到比例值(用字母b表示)
公式为：b＝a÷25；
若脚码是46，则比例值b＝28÷25＝1.12，3D打印时输入打印比例1.12，打印出来就得到46码脚大小对应的护具；若脚码是36，则比例值b＝,23÷25＝0.92，3D打印时输入打印比例0.92，打印出来就得到36码脚大小对应的护具。
若上述尺码对照表没有对应的尺码，则根据以下公式求出脚长,公式：脚长L＝(尺码数+10)÷2；
若尺码为30，则脚长L＝(30+10)÷2＝20cm.
对应不清楚脚码的患者，测量出脚的长度，用长度除以25得到打印比例，打印出来的护具就为该长度对应的护具。
通过设置打印比例就能实现一次建模而多次使用，后续不用再建模，只需求出比例，输入打印比例就能得到所需大小的护具。
本发明的有益效果是：一种基于3D打印定制型脚外固定护具具有以下优点：
1.该护具通过特定的公式能计算出患者所需的护具打印比例，输入打印比列得到的将是患者所需尺寸的护具，实现了一次建模能多次使用，后续不需再建模，减少了3D打印程序，缩短打印护具的时间，能快速得到患者所需的护具；
2.该护具设置成上下分开结构，通过卡扣连接，上下结构能拆卸，上下结构方便穿戴该护具，而且卡扣设置成卡槽式，稳定向好，使用方便；
3.在护具上均匀分布有圆形透气孔，透气孔设置成圆形，圆形孔建模简单，而且弧形结构，护具强度高，能发生一定的弹性变形，对脚踝的保护效果极好。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是一种基于3D打印定制型脚外固定护具的结构示意图；
图2是所述护具下瓣的结构示意图；
图3是杀手护具上瓣的结构示意图；
图4是所述卡扣的剖视结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-护具下瓣，2-护具上瓣，3-透气孔，4-卡扣，401-卡槽，402-卡芯。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
参阅图1-4所示，一种基于3D打印定制型脚外固定护具，由护具下瓣1、护具上瓣2和卡扣4组成；所述护具下瓣1和护具上瓣2均通过工程软件CAD和CAM根据人体脚踝外围生物学特征建模，护具下瓣1能与脚踝外围下侧相匹配，护具上瓣2能与脚踝外围上侧相匹配；所述护具下瓣1和护具上瓣2通过卡扣4连接；所述卡扣4由卡槽401和卡芯402组成，所述卡槽401设置在护具下瓣1的边缘外侧，所述卡芯402设置在护具上瓣2的边缘外侧，所述卡芯402插入卡槽401实现护具下瓣1与护具上瓣2的连接；护具下瓣1与护具上瓣2左右两侧均通过卡扣4连接。
所述的护具上瓣2和护具下瓣1上均设置有透气孔3，透气孔3为圆孔均匀分布，圆孔极大的降低了建模难度，圆孔弧线抗压强度大。所述的卡扣4的卡槽401为前侧开口的长方体壳体，开口长度小于卡槽401内腔长度；所述卡芯402为中通的长方形结构，卡芯402前端两侧为斜面，斜面方便将卡芯402插入卡槽401，捏卡芯402的两边能退出卡芯402，使用方便，而且连接稳定可靠。所述的护具下瓣1和护具上瓣2的尺寸对应人体标准码40码的脚大小。
本发明的第一种实施方式：
本发明是通过以下方法实现一次建模能多次使用的：
首先，根据标准码40码的尺寸建模；
其次，对照下表计算比例：
尺码 33 34 35 36 37 38 39
脚长(cm) 21.5 22 22.5 23 23.5 24 24.5
尺码 40 41 42 43 44 45 46
脚长(cm) 25 25.5 26 26.5 27 27.5 28
用表中脚码对应的脚长(用字母a表示)除以40码对应的脚长25得到比例值(用字母b表示)
公式为：b＝a÷25；
若脚码是46，则比例值b＝28÷25＝1.12，3D打印时输入打印比例1.12，打印出来就得到46码脚大小对应的护具；若脚码是36，则比例值b＝,23÷25＝0.92，3D打印时输入打印比例0.92，打印出来就得到36码脚大小对应的护具。
若上述尺码对照表没有对应的尺码，则根据以下公式求出脚长,公式：脚长L＝(尺码数+10)÷2；
若尺码为30，则脚长L＝(30+10)÷2＝20cm.
对应不清楚脚码的患者，测量出脚的长度，用长度除以25得到打印比例，打印出来的护具就为该长度对应的护具。
通过设置打印比例就能实现一次建模而多次使用，后续不用再建模，只需求出比例，输入打印比例就能得到所需大小的护具。
本发明的第二种实施方式：
具体实施时，患者提供自己所穿鞋的尺码，通过尺码对照尺码表找出对应的脚长度，若不清楚脚尺码时，测量出患者的脚长度，已知脚长度再通过公式求出3D打印比列，通过3D打印机打印出与患者脚相匹配的护具；通过打印的护具固定脚踝，将患者脚踝放置于护具下瓣1上，盖上护具上瓣2，护具下瓣1和护具上瓣2通过卡扣4连接，连接稳定，使用方便，需要拆下护具时，只需捏卡芯402的两侧，卡芯402就能从卡槽401里退出，拆卸方便，打印出与脚部相匹配的护具，对脚踝的固定效果好，有利于脚踝的恢复。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (4)

1.一种基于3D打印定制型脚外固定护具，其特征在于，由护具下瓣、护具上瓣和卡扣组成；所述护具下瓣和护具上瓣均通过工程软件CAD和CAM根据人体脚踝外围生物学特征建模，护具下瓣能与脚踝外围下侧相匹配，护具上瓣能与脚踝外围上侧相匹配；所述护具下瓣和护具上瓣通过卡扣连接；
所述卡扣由卡槽和卡芯组成，所述卡槽设置在护具下瓣的边缘外侧，所述卡芯设置在护具上瓣的边缘外侧，所述卡芯插入卡槽实现护具下瓣与护具上瓣的连接；护具下瓣与护具上瓣左右两侧均通过卡扣连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印定制型脚外固定护具，其特征在于，所述的护具上瓣和护具下瓣上均设置有透气孔，透气孔为圆孔均匀分布。
3.根据权利要求1所述的一种基于3D打印定制型脚外固定护具，其特征在于，所述的卡扣的卡槽为前侧开口的长方体壳体，开口长度小于卡槽内腔长度；所述卡芯为中通的长方形结构，卡芯前端两侧为斜面，斜面方便将卡芯插入卡槽，捏卡芯的两边能退出卡芯。
4.根据权利要求1所述的一种基于3D打印定制型脚外固定护具，其特征在于，所述的护具下瓣和护具上瓣的尺寸对应人体标准码40码的脚大小。
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