CN113975152B - 一种基于3d打印的个性化皮穿支定位装置及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于3D打印的皮穿支定位装置的制作方法，包括以下步骤：采用超声多普勒定位的方法在人体上寻找皮穿支点并做好标记，同时描绘人体体表轮廓并采集体表可见标记，之后采用扫描设备采集图像形成数据；将采集的图像数据导入到三维建模软件中进行图像数据处理，建立三维模型；将建立的三维模型数据导入到3D打印设备中通过三维打印技术打印制得个性化的可以与皮肤紧密结合的皮穿支定位装置；将打印好的皮穿支定位装置与皮肤贴合验证来确定打印后的皮穿支定位装置是否准确。本发明提供的方法操作简单，制得的皮穿支定位装置贴合性好，定位准确，且功能性好。

Description

一种基于3D打印的个性化皮穿支定位装置及其制作方法
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种基于3D打印的个性化皮穿支定位装置及其制作方法。
背景技术
中医认为人体表面存在一些点，叫做穴位，有很好的治疗作用，是中医针灸学说的核心内容。研究发现：在中医认为穴位的区域，总是恒定的出现一种解剖结构，即皮肤营养血管的穿过筋膜的分支-简称皮穿支。皮穿支特指皮肤营养血管穿过深筋膜的那一段血管。皮穿支是一组动静脉相互伴行的血管，并不是单一动脉或者静脉。皮穿支在穿过深筋膜之前是某个主干动脉的分支，称为源血管；穿过之后就迅速多次分叉变成毛细血管，构成营养皮下组织和皮肤时的微循环网。皮肤营养血管穿过筋膜的分支(简称皮穿支)在体表的对应点于传统中医中的穴位点分布是一致的。同时发现连接两个皮穿支血管的侧枝血管链条的走向与传统中医标记的经络线的走向是一致的。皮穿支的侧枝血管链也是一组动静脉血管，血管周围组织内含有神经和疏松结缔组织网，因此，血管周围组织具有神经功能，同时组织液可以沿侧枝血管链流动。皮穿支穿出点是一个筋膜上的孔洞结构，具有“穴”的形态和功能。由此可以看出：皮穿支血管是经络穴位存在的物质基础，针刺或者艾灸对人体的作用，基本上可以看做是针刺产生的机械力和艾灸发出的热量及物质对皮穿支血管产生一定的影响，进而产生了全身性的改变。在皮肤表面寻找到皮肤下方的筋膜孔洞或者穿过孔洞的血管，就可以精巧的定位中医传统的“腧穴”。
当前，针灸医生在进行针灸操作的时候，通常根据经验来选择穴位的位置，而不是仪器测量。中医教材中指出：穴位的位置选择是传统教材中的骨度身寸法，即根据人的手指的宽度来定“寸”，距离某一个标志物几厘米就有某某穴位。中医依据这一种方法，结合个人经验在病人身上定位穴位点，并进行针刺。显然，这种误差会比较大，医生之间对穴位的准确位置存在差异，从而不能准确的对穴位进行有效定位，影响了针灸的效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种基于 3D打印的个性化皮穿支定位装置及其制作方法。本发明首先通过超声定位寻找穴位点并进行标注，然后采用扫描设备将标注的部位进行扫描，扫描后得到的图像形成数据后经三维建模建立三维模型，最后将得到的三维模型数据导入到 3D打印软件中通过三维打印技术打印制得个性化的且与皮肤紧密结合的皮穿支定位装置。本发明公开的方法操作简单，采用超声定位和3D打印技术相结合，制得的定位装置精确度高，可个性化设计。
为解决上述技术问题，本发明型的技术方案是：
一种基于3D打印的皮穿支定位装置的制作方法，包括以下步骤：
(1)采用超声多普勒定位的方法在人体上寻找皮穿支点并做好标记，同时描绘人体轮廓并采集体表可见标记，之后采用扫描设备采集图像形成数据；
(2)将采集的图像数据导入到三维建模软件中进行图像数据处理，建立三维模型；
(3)将建立的三维模型数据导入到3D打印设备中通过三维打印技术打印制得皮穿支定位装置。
(4)将打印好的皮穿支定位装置与皮肤贴合验证来确定打印后皮穿支定位装置是否准确。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述超声多普勒定位是采用超声多普勒血流检测仪来进行超声定位。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述体表可见标记包括浅表可见静脉、骨骼突起、肌腱、肚脐、掌纹、皮纹、瘢痕、嘴唇耳朵鼻子外形以及纹身中的一种或多种组合。
作为上述技术方案的优选，所述扫描设备为三维扫描仪，也可以是移动设备，比如手机、相机等。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述图像数据处理包括根据不同部位皮穿支及其分支血管的结构来设定皮穿支的进针通道和/或在皮穿支点处设置皮穿支贯穿孔和/或在不同皮穿支点之间设置通孔或凹槽。进一步的，所述图像数据处理还包括根据现有经络图在不同皮穿支贯穿孔之间设置耐热管道。进一步的，所述图像数据处理包括根据血管灌注标本图在皮穿支点处画出血管树结构的图形。
为更好的解决上述技术问题，本发明还提供了一种个性化皮穿支定位装置，包括基体、设置在所述基体上的多个镂空的皮穿支贯穿孔，所述皮穿支贯穿孔之间设置有通孔或凹槽；所述皮穿支贯穿孔处还设置有进针通道。
作为上述技术方案的改进，不同皮穿支贯穿孔之间还连通有耐热管道。
作为上述技术方案的改进，所述皮穿支点处设置有血管树结构的图形。
作为上述技术方案的改进，所述基体的内壁上还设置有功能层，所述功能层为隔热层或药物层。
本发明提供的皮穿支定位装置，所述基体的厚度可以选择为1mm-3cm；所述基体可为一体化结构也可为可拆卸组装结构。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
血管是可以通过超声来检查以及定位的，因此，通过仪器找到了皮穿支点就相当于找到了中医所说的穴位点，本发明提供了一种基于3D打印的皮穿支定位装置的制作方法，首先采用超声定位的方法在人体上寻找皮穿支点并做好标记，并同时描绘并采集体表可见标记，之后扫描采集图形并形成数据，之后将数据采用建模软件进行数据处理并建模，最后将建立的模型导入到3D打印机中进行打印制得成品。超声机器具有客观性，通过超声寻找皮穿支点，准确度更高。此外，不同的人具有不同的身高、胖瘦，同时人体发育具有一定的变异性，在发育过程中，皮穿支位置可能出现一定的偏离，而本发明可针对不同类型的人以及同一个人在不同的发育阶段进行个性化定制，制得的皮穿支定位装置与使用者贴合度更高。本发明提供的制作方法操作简单，打印的制品与人体贴合性好，定位准确。
皮穿支是指穿过筋膜的血管，因此，皮穿支点在皮肤表面并不具有特异性。本发明在通过超声定位寻找皮穿支点来进行标记时，同时标记了人体皮肤表面肉眼可见特异性的结构形态，例如体表的天然弧度、浅表粗大的静脉、骨性隆起(比如尺骨茎突)、外伤导致瘢痕、指蹼、嘴唇耳朵鼻子等，打印出来的个性化定位装置穿戴时定位更准确。本发明在通过超声找到皮穿支点后，结合与这些体表的标记物相互关系做出分析，在重新通过3D打印皮穿支定位装置时，就可以不再使用超声来定位皮穿支，而是直接使用这些体表标记物的相互关系来进行定位。本发明采用超声定位和3D打印相结合，描绘人体轮廓、标记体表皮穿支点以及体表明显标记物，人体轮廓和体表明显标记物作为打印时的标记点，皮穿支点为人体所需要的特定点，在打印装置时皮穿支点为发挥作用的点。在打印时，一方面打印体表标记物，另一方面在皮穿支点处预留艾灸针刺的孔洞，这样就可以进行精准针刺艾灸，使用方便。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是本发明实施例1的内部结构示意图；
图3是本发明实施例2的结构示意图；
图4是本发明实施例2的内部结构示意图；
图中，1.基体；2.皮穿支贯穿孔；3.耐热管道；4.耐热层；5.进针通道； 6.通孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明提供了一种基于3D打印的个性化皮穿支定位装置的制作方法，包括以下步骤：
(1)采用超声多普勒定位的方法在人体上寻找皮穿支点并做好标记，同时描绘并采集体表可见标记，之后采用扫描设备采集图像形成数据；
(2)将采集的图像数据导入到三维建模软件中进行图像数据处理，建立三维模型；
(3)将建立的三维模型数据导入到3D打印设备中通过三维打印技术打印制得皮穿支定位装置；
(4)将打印好的皮穿支定位装置与皮肤贴合，通过观察装置上的特性部位是否与体表标记的特征点一致。
进一步的，本发明采用超声多普勒血流检测仪来进行超声定位从而得到人体各部位的皮穿支点。进一步的，本发明还根据目测描绘并标记人体体表浅显可见的体表标记，例如浅表可见静脉，比如大隐静脉、头静脉，骨骼突起、肌腱、肚脐、指纹掌纹、皮纹、腕关节横纹、纹身、瘢痕、嘴唇鼻子耳朵轮廓等，打印出来的皮穿支定位装置上存在这些标记，在穿戴时，定位装置上的这些标记可以与体表特定部位贴合，从而提高皮穿支定位装置的定位精确度。
进一步的，在采用超声多普勒血流检测仪进行超声定位之前，可根据现有解剖资料和穴位经络图在人体上标记穴位点，采用超声多普勒血流检测仪进行定位时可按照标记的穴位点进行超声定位并标记同时擦去之前的标记，提高超声定位效率。
进一步的，对标好的标记进行扫描时采用的扫描设备可以为三维扫描仪，也可以为移动设备，比如手机、相机等，手机和相机的多角度拍摄得出图像数据，然后经过处理得到可供3D打印的三维模型。
进一步的，本发明对获得的图像进行图像数据处理建立三维模型时，所述的图形数据处理包括根据不同部位皮穿支及其分支血管的结构来设定皮穿支点的进针通道的倾斜方向，从而方便需要特定针从一定角度刺激时候的进针操作。所述图像数据处理还可以包括在皮穿支点处设置皮穿支贯穿孔。进一步的，所述图像数据处理还可以包括在不同皮穿支点之间设置通孔或者凹槽，通孔的直径和皮穿支贯穿孔的直径大小不同，方便区分；也可以对通孔和皮穿支贯穿孔使用不同颜色、不同材料打印来进行区分。通孔和凹槽的设置方便打印出的皮穿支定位装置的穿戴和取下，而且可提高定位装置的透气性。
本发明打印出来的基体可为硬质材料，也可以为软性材料，与人体轮廓外形紧密贴合。打印结束后的基体检测合格后，可进行二次加工，例如在基体的内壁上粘附功能层，所述功能层可以选择为耐热层、药物层或其它性质的材料，上述设置提高了皮穿支定位装置的多功能性。
本发明所述图像数据处理还可以包括根据现有经络图在不同皮穿支贯穿孔之间设置耐热管道。进一步的，所述图像数据处理还可以包括根据血管灌注标本图在皮穿支点处画出血管树结构的图形。
上述图像数据处理可根据不同部位或不同用途的皮穿支定位装置来进行处理，从而制得的皮穿支定位装置的结构也不同。本发明提供的皮穿支定位装置的制作方法可整体打印制作，也可局部打印制作后再进行组装。
下面根据具体实施例来对基于皮穿支定位装置的制作方法以及由该方法制作的皮穿支定位装置的结构进行详细说明。
实施例1
以手部艾灸用定位装置为例，其制作方法包括以下步骤：
S1：采用超声多普勒血流检测仪在手部位置寻找皮穿支点并做好标记，标记手部的体表可见标记，比如浅表可见静脉、皮纹、腕关节横纹、指纹掌纹以及骨性标记等；
S2：采用三维扫描仪或者手机、相机等移动设备对上述标记好的图像进行数据采集并形成图像数据；
S3：将上述的图像数据导入到三维建模软件中进行图像数据处理，图形数据处理包括在标记好的皮穿支点处设置皮穿支贯穿孔，在不同的皮穿支贯穿孔之间设置耐热管道，耐热管道将不同的皮穿支贯穿孔连通，图像数据处理后建立三维模型，建立的三维模型数据导入到3D打印设备中通过三维打印技术打印制得基体；
S4：在打印好的基体贴近皮肤一侧粘附耐热层，即得；
S5：将打印好的手部艾灸用定位装置与手部贴合，通过观察装置上的皮穿支贯穿孔是否与体表上标记的特征点一致。
如图1、图2所示，由上述方法制得的手部艾灸用定位装置，包括基体1，设置在基体1上的皮穿支贯穿孔2，连通不同皮穿支贯穿孔2的耐热管道3以及设置在所述基体1内表面的耐热层4。所述基体1上还设置有体表可见标记(图中未画出)。进一步的，所述基体的厚度为1-3cm，所述皮穿支贯穿孔的直径大小为1cm。
在使用时，将手部艾灸用定位装置穿戴在使用者手上，将艾灸柱点燃放置在皮穿支贯穿孔处，耐热层的设置防止使用者烫伤；艾灸柱燃烧产生的艾烟沿着相互连通的耐热管道流动，从而达到更好的艾灸的目的。
实施例2
以手部针灸用定位装置为例，其制作方法包括以下步骤：
S1：采用超声多普勒血流检测仪在手部位置寻找皮穿支点并做好标记，标记手部的体表可见标记，比如浅表可见静脉、皮纹、腕关节横纹、指纹掌纹以及骨性标记等；
S2：采用三维扫描仪或者手机、相机等移动设备对上述标记好的图像进行数据采集并形成图像数据；
S3：将上述的图像数据倒入到三维建模软件中进行图像数据处理，图形数据处理包括在皮穿支点处设置皮穿支贯穿孔、根据不同部位皮穿支及其分支血管的结构来设定皮穿支点处的进针通道的倾斜方向、不同皮穿支点之间设置通孔；通孔的直径和皮穿支贯穿孔的直径大小设置不同，图像数据处理后建立三维模型，建立的三维模型数据导入到3D打印设备中通过三维打印技术打印制得；
S4：将打印好的手部针灸用定位装置与手部贴合，通过观察装置上的皮穿支贯穿孔是否与体表上标记的特征点一致。
如图3、图4所示，由上述方法制得的手部针灸用定位装置，包括基体1，所述基体1上设置有皮穿支贯穿孔2，所述皮穿支贯穿孔2处设置有进针通道5，多个进针通道5的倾斜方向不同；所述基体1上还设置有多个通孔6，还包括设置在基体上的体表可见标记(图中未画出)。
进一步的，所述皮穿支贯穿孔的直径为1mm，所述通孔的直径为1cm。
在针灸时，将上述手部针灸用定位装置穿戴在使用者手部，针灸针从进针通道内刺入，简单，方便。通孔的设置，提高了该手部针灸用定位装置的透气性。
实施例3
以手部血管结构图形板为例，其制作方法包括以下步骤：
S1：采用超声多普勒血流检测仪在手部位置寻找皮穿支点并做好标记，标记手部的体表可见标记，比如浅表可见静脉、皮纹、腕关节横纹、指纹掌纹以及骨性标记等；
S2：采用三维扫描仪或者手机、相机等移动设备对上述标记好的图像进行数据采集并形成图像数据；
S3：将上述的图像数据倒入到三维建模软件中进行图像数据处理，图形数据处理包括根据血管灌注标本图在标记的皮穿支点处绘制血管结构图、在不同的皮穿支点处设置皮穿支名称；图像数据处理后建立三维模型，建立的三维模型数据导入到3D打印设备中通过三维打印技术打印制得；
S4：将打印好的手部艾灸用定位装置与手部贴合，通过观察装置上的皮穿支点是否与体表上标记的特征点一致。
由上述方法制得的手部血管结构图形板，包括基体，设置在基体上的多个皮穿支点，设置在皮穿支点处的皮穿支名称，以及设置在不同皮穿支点区域处的血管结构图。
此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (2)

1.一种基于3D打印的个性化皮穿支定位装置的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）采用超声多普勒定位的方法在人体上寻找皮穿支点并做好标记，同时描绘人体体表轮廓并采集体表可见标记，之后采用三维扫描设备多角度拍摄得出图像数据；其中，所述体表可见标记包括浅表可见静脉、骨骼突起、肌腱、肚脐、掌纹、皮纹、瘢痕、嘴唇耳朵鼻子外形以及纹身；
（2）将采集的图像数据导入到三维建模软件中进行图像数据处理，建立三维模型；其中，所述图像数据处理包括在皮穿支点处设置皮穿支贯穿孔和在不同皮穿支点之间设置通孔或凹槽和在不同皮穿支贯穿孔之间设置耐热管道；耐热管道将不同的皮穿支贯穿孔连通；
（3）将建立的三维模型导入到3D打印设备中通过三维打印技术打印制得个性化的可以与皮肤紧密结合的皮穿支定位装置;所述皮穿支定位装置包括基体、设置在所述基体上的多个镂空的皮穿支贯穿孔，所述皮穿支贯穿孔之间设置有通孔或凹槽；不同皮穿支贯穿孔之间还连通有耐热管道；所述基体的内壁上还设置有功能层，所述功能层为隔热层；
（4）将打印好的皮穿支定位装置与皮肤贴合验证来确定打印后的皮穿支定位装置是否准确。
2.如权利要求1所述的一种基于3D打印的个性化皮穿支定位装置的制作方法，其特征在于：步骤（1）中，所述超声多普勒定位是采用超声多普勒血流检测仪来进行超声定位。
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