CN114139232A - 一种个性化腰椎枕及其设计方法、设计装置和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供的一种个性化腰椎枕及其设计方法、设计装置和存储介质，通过获取定制者的腰椎侧位X光片和腰部三维体表信息模型，并导入三维建模软件以绘制定制者原有的腰椎弧度，经测量获得其原有腰椎曲度；结合定制者的腰部长度和最终腰椎曲度构造出腰椎枕的腰部枕区的腰椎弧度，沿定制者的第11‑12胸椎弧度方向以样条曲线继续延伸形成上端封闭曲线；沿定制者的骶骨后部走向以样条曲线继续延伸形成下端封闭曲线；根据腰椎枕的高度构造出枕区底部直线线段，并形成闭合曲线，再经过建模处理得到腰椎枕三维模型，以供采用柔性材料3D打印而成。本申请能够根据不同定制者的腰椎情况进行个性化设计，使其完全贴合定制者的生理曲度。
Description
技术领域
本申请涉及枕头技术领域，特别是涉及一种个性化腰椎枕及其设计方法、设计装置和存储介质。
背景技术
正常情况下，人的腰椎具有一定的凸向前的弧度即腰椎生理曲度。随着现在科学技术的发展，现代人长时间坐位状态下办公等工作方式与生活方式的改变，以及腰椎的退行性改变导致腰椎力学结构逐渐失稳等多种原因，造成腰椎生理曲度的减小或消失，常随时间发展为腰椎疾病，如腰椎间盘突出、腰骶关节损伤等。患者常表现为腰痛、坐骨神经痛、下肢放射性疼痛麻木和无力以及马尾综合征等症状，可能还表现出腰椎活动度减少、肌力萎缩或肌力下降等，病情严重者将出现大小便功能障碍和鞍区感觉异常，严重影响生活质量。常可使用腰椎枕进行治疗，在平时的休息中即可完成矫正。具有良好的便捷性。
目前常见的腰椎枕多为采用记忆棉、乳胶、海绵、竹子以及木材等各种不同材料制成的半圆柱状腰椎枕。由于其均为批量化生产，形状单一，无法针对患者不同需求进行设计，以至于上述产品不能够针对不同患者的生理曲线进行个性化矫正，从而导致治疗效果不理想或矫枉过正。
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个性化腰椎枕及其设计方法、设计装置和存储介质，用于解决现有技术中腰椎枕存在的批量化生产、形状单一、疗效差的缺点。
为实现上述目的及其他相关目的，本申请第一方面提供一种个性化腰椎枕设计方法，所述方法包括：获取定制者的腰椎侧位X光片和腰部三维体表信息模型，并导入三维建模软件以绘制定制者原有的腰椎弧度，经测量获得其原有腰椎曲度；结合定制者的腰部长度和最终腰椎曲度构造出腰椎枕的腰部枕区的腰椎弧度；将腰部枕区的腰椎弧度沿定制者的第11-12胸椎弧度方向以样条曲线继续延伸，形成腰椎枕的上端封闭曲线；将腰部枕区的腰椎弧度沿定制者的骶骨后部走向以样条曲线继续延伸，形成腰椎枕的下端封闭曲线；根据腰椎枕的高度构造出枕区底部直线线段；将腰部枕区的腰椎弧度、腰椎枕的上端封闭曲线、腰椎枕的下端封闭曲线和枕区底部的直线线段形成闭合曲线，再经过建模处理得到腰椎枕三维模型，以供采用柔性材料3D打印而成。
优选地，所述方法还包括：当腰椎侧位X光片和腰部三维体表信息模型导入三维建模软件时，在绘制定制者的原有腰椎曲度之前，将腰椎侧位X光片和腰部三维体表信息模型进行大小与位置配准，调整透明度，以使透过腰椎侧位X光片看到腰部三维体表信息模型；测量原有腰椎曲度的方法为Cobb测量法；使用样条曲线功能绘制定制者的原有腰椎弧度。
优选地，所述Cobb测量法包括：分别沿定制者的第一腰椎椎体上缘和骶骨椎体上缘做两条切线；两条切线的相交的锐角用以表示腰椎前凸生理曲度，选取30°～80°为正常的腰椎曲度。
优选地，所述最终腰椎曲度的获取方法包括：当原有腰椎曲度正常时，保持其原有腰椎弧度不变以作为最终腰椎曲度；当原有腰椎曲度异常时，调整原有腰椎曲度，使得调整后的腰椎曲度为正常腰椎曲度或者分阶段到正常腰椎曲度，得到调整后的最终腰椎曲度。
优选地，所述调整原有腰椎曲度方法包括：通过Cobb测量法调整制定者第一腰椎椎体上缘切线位置与骶骨椎体上缘切线位置，获得两条调整后的直线，并将上述两条直线相交为交点；使用三点圆弧功能作经过上述两条调整后的直线上的第一腰椎椎弓根与棘突交界处附近、交点、第五腰椎椎弓根与棘突交界处附近，以得到三点的圆弧，并据以得到上述三点圆弧的圆心；利用圆周角定理推论，同弧或等弧所对的圆周角相等，即上述两条直线所夹的三点圆弧部分为调整后的腰椎弧度；通过上述各步骤使得最终腰椎曲度调整至正常腰椎曲度或分阶段至正常腰椎曲度。
优选地，所述经过建模处理得到腰椎枕三维模型，包括：删除多余线条及线段等从而获得腰椎枕平面图；将腰椎枕平面图进行实体拉伸处理获得腰椎枕三维模型；其中，所述建模处理还包括：放样、对称、标定参数、及渲染中任意一种或多种组合。
本申请第二方面提供一种腰椎枕设计装置，所述装置包括：获取模块，用于获取定制者的腰椎侧位X光片和腰部三维体表信息模型，并导入三维建模软件以绘制定制者原有的腰椎弧度，经测量获得其原有腰椎曲度；处理模块，用于结合定制者的腰部长度和最终腰椎曲度构造出腰椎枕的腰部枕区的腰椎弧度；将腰部枕区的腰椎弧度沿定制者的第11-12胸椎弧度方向以样条曲线继续延伸，形成腰椎枕的上端封闭曲线；将腰部枕区的腰椎弧度沿定制者的骶骨后部走向以样条曲线继续延伸，形成腰椎枕的下端封闭曲线；根据腰椎枕的高度构造出枕区底部直线线段；将腰部枕区的腰椎弧度、腰椎枕的上端封闭曲线、腰椎枕的下端封闭曲线和枕区底部的直线线段形成闭合曲线，再经过建模处理得到腰椎枕三维模型，以供采用柔性材料3D打印而成。
本申请第三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，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的个性化腰椎枕设计方法。
本申请第四方面提供一种腰椎枕，所述腰椎枕通过上所述的个性化腰椎枕设计方法获得；所述腰椎枕包括依次连续的腰部枕区、枕区上端和枕区下端，所述腰椎枕为3D打印而成，所述3D打印的材料采用柔性材料。
优选地，所述柔性材料选自TPU、尼龙塑料、光敏树脂、硅胶、橡胶、乳胶、ABS塑料、PVC塑料、有机硅树脂和丙烯基树脂中任意的一种或多种组合。
本申请提供的一种个性化腰椎枕及其设计方法、设计装置和存储介质，通过获取定制者的腰椎侧位X光片和腰部三维体表信息模型，并导入三维建模软件以绘制定制者原有的腰椎弧度，经测量获得其原有腰椎曲度；结合定制者的腰部长度和最终腰椎曲度构造出腰椎枕的腰部枕区的腰椎弧度；将腰部枕区的腰椎弧度沿定制者的第11-12胸椎弧度方向以样条曲线继续延伸，形成腰椎枕的上端封闭曲线；将腰部枕区的腰椎弧度沿定制者的骶骨后部走向以样条曲线继续延伸，形成腰椎枕的下端封闭曲线；根据腰椎枕的高度构造出枕区底部直线线段；将腰部枕区的腰椎弧度、腰椎枕的上端封闭曲线、腰椎枕的下端封闭曲线和枕区底部的直线线段形成闭合曲线，再经过建模处理得到腰椎枕三维模型，以供采用柔性材料3D打印而成。本申请至少包括如下有益效果中的至少一项：
1)能够根据不同定制者的腰椎情况进行个性化设计，使其完全贴合患者生理曲度，实现个性化、精准化和定制式的治疗；
2)在定制者可接受范围内，使得调整后的腰椎曲度至正常腰椎曲度或分阶段至正常腰椎曲度，而且可以在正常腰椎曲度范围内选择更优的腰椎曲度。比如Cobb法测量正常的腰椎曲度为30～80°，一般临床中选用50°，在定制者可接受范围内趋向选择50°，即适当增加一定角度(即略大于正常角度)，避免使用时3D打印腰椎枕受压变形影响治疗效果，充分缓解腰椎压力，使腰椎各椎体排列恢复正常生理曲度，消除对坐骨神经等神经丛压迫。
附图说明
图1显示为本申请于一实施例中个性化腰椎枕设计方法的流程示意图。
图2显示为本申请于一实施例中Cobb测量法测量腰椎曲度的原理示意图。
图3显示为本申请于一实施例中绘制腰椎弧度的原理示意图。
图4显示为本申请于一实施例中个性化腰椎枕设计的原理示意图。
图5显示为本申请于一实施例中个性化腰椎枕的平面示意图。
图6显示为本申请于一实施例中个性化腰椎枕的实体拉伸模型示意图。
图7显示为本申请于一实施例中的个性化腰椎枕的网格轻量化模型示意图。
图8显示为本申请于一实施例中个性化腰椎枕设计装置的模块示意图。
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。
本申请针对现有技术存在的批量化生产、形状单一、疗效差的缺陷，旨在提供一种能够根据患者不同腰椎长度、骨骼退变情况及患者不同病情差异等个性化设计的3D打印腰椎枕及其设计方法，从而实现因人而异的解决腰椎曲度的矫正问题。
如图1所示，展示为本申请于一实施例中的个性化腰椎枕设计方法的流程示意图。如图所示，所述方法包括：
步骤S101：获取定制者的腰椎侧位X光片和腰部三维体表信息模型，并导入三维建模软件以绘制定制者原有的腰椎弧度，经测量获得其原有腰椎曲度。
优选地，获取定制者腰椎侧位X光片和腰部三维体表信息模型，腰部三维体表信息模型通过便携式三维光学扫描仪获得，如为structure sensor与便携式平板的组合，通过数据线连接，进入scanner APP扫描界面后选取合适的扫描范围，一般从肩胛下角下约4-5cm至臀部位置范围内，恰好的全部包裹住腰部部分，最后手持扫描仪稳定的转几周，扫描完全。
其中，当腰椎侧位X光片和腰部三维体表信息模型导入三维建模软件时，在绘制定制者的原有腰椎曲度之前，将腰椎侧位X光片和腰部三维体表信息模型进行大小与位置配准，调整透明度，以使透过腰椎侧位X光片看到腰部三维体表信息模型，以使腰椎侧位X光片与腰部三维体表信息模型对齐。
优选地，导入三维建模软件(如soldworks等)并绘制定制者的原有腰椎弧度，经测量获得其原有腰椎曲度。
于本申请一实施例中，测量原有腰椎曲度的方法为Cobb测量法；使用样条曲线功能绘制定制者的原有腰椎弧度。
如图2所示，所述Cobb测量法包括：分别沿定制者的第一腰椎椎体上缘a和骶骨椎体上缘b做两条切线A和B；两条切线相交于c，相交的锐角用以表示腰椎前凸生理曲度，即腰椎曲度。通常选取30°～80°为正常的腰椎曲度。优选地，一般临床中选用50°作为正常值参考。
步骤S102：结合定制者的腰部长度和最终腰椎曲度构造出腰椎枕的腰部枕区的腰椎弧度。
于本申请一实施例中，所述最终腰椎曲度的获取方法包括：
当原有腰椎曲度正常时，保持其原有腰椎弧度不变以作为最终腰椎曲度；当原有腰椎曲度异常时，调整原有腰椎曲度，使得调整后的腰椎曲度为正常腰椎曲度或者分阶段到正常腰椎曲度，得到调整后的最终腰椎曲度。
呈上举例来说，假设正常的腰椎曲度选用50°作为参考值，那么通过如图2所示的Cobb测量法可得到定制者的原有腰椎曲度，通过判断该如图2所示的锐角是否为50°附近，来判断定制者原有腰椎曲度是否异常，若偏差较大则腰椎曲度为异常，若无偏差或偏差较小则正常。当原有腰椎曲度异常时。
于本申请一实施例中，所述调整原有腰椎曲度方法包括：
A、通过Cobb测量法调整制定者第一腰椎椎体上缘切线位置与骶骨椎体上缘切线位置，获得两条调整后的直线，并将上述两条直线相交为交点；
B、使用三点圆弧功能作经过上述两条调整后的直线上的第一腰椎椎弓根与棘突交界处附近、交点、第五腰椎椎弓根与棘突交界处附近，以得到三点的圆弧，并据以得到上述三点圆弧的圆心；
C、利用圆周角定理推论，同弧或等弧所对的圆周角相等，即上述两条直线所夹的三点圆弧部分为调整后的腰椎弧度；
D、通过上述各步骤使得最终腰椎曲度调整至正常腰椎曲度或分阶段至正常腰椎曲度。
如图3所示，为结合定制者的腰部长度和最终腰椎曲度构造出腰椎枕的腰部枕区的腰椎弧度。其中，以切线A上一点d(第一腰椎椎弓根与棘突交界处附近)，切线B上一点e(第五腰椎椎弓根与棘突交界处附近)，以及交点c构成一圆弧，并依据三点得到圆心o，利用圆周角定理推论-同弧或等弧所对的圆周角相等，则直线A和B所夹的三点圆弧部分为调整后的腰椎弧度。其中，点d到点e即为腰椎枕的腰部枕区的腰椎弧度。
步骤S103：将腰部枕区的腰椎弧度沿定制者的第11-12胸椎弧度方向以样条曲线继续延伸，形成腰椎枕的上端封闭曲线；将腰部枕区的腰椎弧度沿定制者的骶骨后部走向以样条曲线继续延伸，形成腰椎枕的下端封闭曲线；步骤S104：根据腰椎枕的高度构造出枕区底部直线线段。
如图4所示，举例来说，先做一条垂直辅助线C，将腰部枕区的腰椎弧度沿定制者的第11-12胸椎弧度方向以样条曲线继续延伸，如以点d向辅助线C延伸，得到腰椎枕的上端封闭曲线D；将腰部枕区的腰椎弧度沿定制者的骶骨后部走向以样条曲线继续延伸，如以点e向辅助线C延伸，得到腰椎枕的下端封闭曲线E。辅助线C即为枕区底部直线线段，调整其左右距离即可调整腰椎枕的高度。
步骤S104：将腰部枕区的腰椎弧度、腰椎枕的上端封闭曲线、腰椎枕的下端封闭曲线和枕区底部的直线线段形成闭合曲线，再经过建模处理得到腰椎枕三维模型，以供采用柔性材料3D打印而成。
其中，所述经过建模处理得到腰椎枕三维模型，包括：删除多余线条及线段等从而获得腰椎枕平面图，如图5所示；将腰椎枕平面图进行实体拉伸处理获得腰椎枕三维模型，如图6所示。其中，所述建模处理还包括：放样、对称、标定参数、及渲染中任意一种或多种组合。另外，个性化腰椎枕的网格轻量化模型图可参考图7所示。
如图6所示，展示为本申请于一实施例中一种个性化腰椎枕的模型示意图。如图所示，所述腰椎枕1包括依次连续的腰部枕区2、枕区上端3和枕区下端4。
其中，所述腰椎枕1可采用3D打印而成，所述3D打印的材料采用柔性材料。所述柔性材料选自TPU、尼龙塑料、光敏树脂、硅胶、橡胶、乳胶、ABS塑料、PVC塑料、有机硅树脂和丙烯基树脂中任意的一种或多种组合。
综上所述，本申请所述的个性化腰椎枕，能够根据不同定制者的腰椎情况进行个性化设计，使其完全贴合患者生理曲度，实现个性化、精准化和定制式的治疗；同时在定制者可接受范围内，使得调整后的腰椎曲度至正常腰椎曲度或分阶段至正常腰椎曲度，而且可以在正常腰椎曲度范围内选择更优的腰椎曲度。
如图8所示，展示为本申请于一实施例中一种个性化腰椎枕设计装置的模块示意图。如图所示，所述装置800包括：
获取模块801，用于获取定制者的腰椎侧位X光片和腰部三维体表信息模型，并导入三维建模软件以绘制定制者原有的腰椎弧度，经测量获得其原有腰椎曲度。
处理模块802，用于结合定制者的腰部长度和最终腰椎曲度构造出腰椎枕的腰部枕区的腰椎弧度；将腰部枕区的腰椎弧度沿定制者的第11-12胸椎弧度方向以样条曲线继续延伸，形成腰椎枕的上端封闭曲线；将腰部枕区的腰椎弧度沿定制者的骶骨后部走向以样条曲线继续延伸，形成腰椎枕的下端封闭曲线；根据腰椎枕的高度构造出枕区底部直线线段；将腰部枕区的腰椎弧度、腰椎枕的上端封闭曲线、腰椎枕的下端封闭曲线和枕区底部的直线线段形成闭合曲线，再经过建模处理得到腰椎枕三维模型，以供采用柔性材料3D打印而成。
需要说明的是，应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，处理模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上处理模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(digital signal processor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。
于本申请的一实施例中，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如图1所述的方法。
在任何可能的技术细节结合层面，本申请可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本申请的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是(但不限于)电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本申请操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、集成电路配置数据或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本申请的各个方面。
综上所述，本申请提供的一种多方法融合的机构匹配方法、装置、设备和存储介质，通过获取定制者的腰椎侧位X光片和腰部三维体表信息模型，并导入三维建模软件以绘制定制者原有的腰椎弧度，经测量获得其原有腰椎曲度；结合定制者的腰部长度和最终腰椎曲度构造出腰椎枕的腰部枕区的腰椎弧度；将腰部枕区的腰椎弧度沿定制者的第11-12胸椎弧度方向以样条曲线继续延伸，形成腰椎枕的上端封闭曲线；将腰部枕区的腰椎弧度沿定制者的骶骨后部走向以样条曲线继续延伸，形成腰椎枕的下端封闭曲线；根据腰椎枕的高度构造出枕区底部直线线段；将腰部枕区的腰椎弧度、腰椎枕的上端封闭曲线、腰椎枕的下端封闭曲线和枕区底部的直线线段形成闭合曲线，再经过建模处理得到腰椎枕三维模型，以供采用柔性材料3D打印而成。
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包含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)
1.一种个性化腰椎枕设计方法，其特征在于，所述方法包括：
获取定制者的腰椎侧位X光片和腰部三维体表信息模型，并导入三维建模软件以绘制定制者原有的腰椎弧度，经测量获得其原有腰椎曲度；
结合定制者的腰部长度和最终腰椎曲度构造出腰椎枕的腰部枕区的腰椎弧度；
将腰部枕区的腰椎弧度沿定制者的第11-12胸椎弧度方向以样条曲线继续延伸，形成腰椎枕的上端封闭曲线；将腰部枕区的腰椎弧度沿定制者的骶骨后部走向以样条曲线继续延伸，形成腰椎枕的下端封闭曲线；根据腰椎枕的高度构造出枕区底部直线线段；
将腰部枕区的腰椎弧度、腰椎枕的上端封闭曲线、腰椎枕的下端封闭曲线和枕区底部的直线线段形成闭合曲线，再经过建模处理得到腰椎枕三维模型，以供采用柔性材料3D打印而成。
2.根据权利要求1所述的个性化腰椎枕设计方法，其特征在于，所述方法还包括：
当腰椎侧位X光片和腰部三维体表信息模型导入三维建模软件时，在绘制定制者的原有腰椎曲度之前，将腰椎侧位X光片和腰部三维体表信息模型进行大小与位置配准，调整透明度，以使透过腰椎侧位X光片看到腰部三维体表信息模型；
测量原有腰椎曲度的方法为Cobb测量法；
使用样条曲线功能绘制定制者的原有腰椎弧度。
3.根据权利要求2所述的个性化腰椎枕设计方法，其特征在于，所述Cobb测量法包括：
分别沿定制者的第一腰椎椎体上缘和骶骨椎体上缘做两条切线；
两条切线的相交的锐角用以表示腰椎前凸生理曲度，选取30°～80°为正常的腰椎曲度。
4.根据权利要求1所述的个性化腰椎枕设计方法，其特征在于，所述最终腰椎曲度的获取方法包括：
当原有腰椎曲度正常时，保持其原有腰椎弧度不变以作为最终腰椎曲度；
当原有腰椎曲度异常时，调整原有腰椎曲度，使得调整后的腰椎曲度为正常腰椎曲度或者分阶段到正常腰椎曲度，得到调整后的最终腰椎曲度。
5.根据权利要求4所述的个性化腰椎枕设计方法，其特征在于，所述调整原有腰椎曲度方法包括：
通过Cobb测量法调整制定者第一腰椎椎体上缘切线位置与骶骨椎体上缘切线位置，获得两条调整后的直线，并将上述两条直线相交为交点；
使用三点圆弧功能作经过上述两条调整后的直线上的第一腰椎椎弓根与棘突交界处附近、交点、第五腰椎椎弓根与棘突交界处附近，以得到三点的圆弧，并据以得到上述三点圆弧的圆心；
利用圆周角定理推论，同弧或等弧所对的圆周角相等，即上述两条直线所夹的三点圆弧部分为调整后的腰椎弧度；
通过上述各步骤使得最终腰椎曲度调整至正常腰椎曲度或分阶段至正常腰椎曲度。
6.根据权利要求1所述的个性化腰椎枕设计方法，其特征在于，所述经过建模处理得到腰椎枕三维模型，包括：
删除多余线条及线段等从而获得腰椎枕平面图；
将腰椎枕平面图进行实体拉伸处理获得腰椎枕三维模型；其中，所述建模处理还包括：放样、对称、标定参数、及渲染中任意一种或多种组合。
7.一种个性化腰椎枕设计装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取定制者的腰椎侧位X光片和腰部三维体表信息模型，并导入三维建模软件以绘制定制者原有的腰椎弧度，经测量获得其原有腰椎曲度；
处理模块，用于结合定制者的腰部长度和最终腰椎曲度构造出腰椎枕的腰部枕区的腰椎弧度；将腰部枕区的腰椎弧度沿定制者的第11-12胸椎弧度方向以样条曲线继续延伸，形成腰椎枕的上端封闭曲线；将腰部枕区的腰椎弧度沿定制者的骶骨后部走向以样条曲线继续延伸，形成腰椎枕的下端封闭曲线；根据腰椎枕的高度构造出枕区底部直线线段；将腰部枕区的腰椎弧度、腰椎枕的上端封闭曲线、腰椎枕的下端封闭曲线和枕区底部的直线线段形成闭合曲线，再经过建模处理得到腰椎枕三维模型，以供采用柔性材料3D打印而成。
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，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任意一项所述的个性化腰椎枕设计方法。
9.一种个性化腰椎枕，其特征在于，所述腰椎枕通过权利要求1至7中任意一项所述的个性化腰椎枕设计方法获得；所述腰椎枕包括依次连续的腰部枕区、枕区上端和枕区下端，所述腰椎枕为3D打印而成，所述3D打印的材料采用柔性材料。
10.根据权利要求9所述的腰椎枕，其特征在于，所述柔性材料选自TPU、尼龙塑料、光敏树脂、硅胶、乳胶、ABS塑料、PVC塑料、有机硅树脂和丙烯基树脂中的任意一种或多种组合。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111478445.7A CN114139232A (zh) | 2021-12-06 | 2021-12-06 | 一种个性化腰椎枕及其设计方法、设计装置和存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202111478445.7A CN114139232A (zh) | 2021-12-06 | 2021-12-06 | 一种个性化腰椎枕及其设计方法、设计装置和存储介质 |
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| CN114139232A true CN114139232A (zh) | 2022-03-04 |
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| CN202111478445.7A Pending CN114139232A (zh) | 2021-12-06 | 2021-12-06 | 一种个性化腰椎枕及其设计方法、设计装置和存储介质 |
Country Status (1)
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2021
- 2021-12-06 CN CN202111478445.7A patent/CN114139232A/zh active Pending
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