[發(fā)明專利]一種計算機生成醫(yī)療護具3D模型的綁帶固定導(dǎo)軌的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710332126.2
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107169197A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 博爾金海倫;盧皇冠;傲日格樂;張凌竹;蘇新輝
• 申請（專利權(quán)）人: 塑成科技（北京）有限責(zé)任公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06T17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種計算機3D模型的建立方法，具體涉及一種計算機生成醫(yī)療護具3D模型的綁帶固定導(dǎo)軌的方法。

背景技術(shù)

我們3D打印出來的醫(yī)療護具（以胳膊為例）在穿戴過程中需要輔助綁帶來更好的固定在患者身上，那么綁帶本身也需要在綁住護具后不發(fā)生移動，也就是說護具需要額外結(jié)構(gòu)來固定綁帶，我們稱之為綁帶固定導(dǎo)軌，一般根據(jù)護具固定的需要綁帶導(dǎo)軌的數(shù)量在2-4個之間。

綁帶固定導(dǎo)軌如圖1所示：此種結(jié)構(gòu)以往都是在可視化建模軟件里去繪制，由于每個患者的患病部位不同，不同患者同一患病部位的粗細長短尺寸不同，所以導(dǎo)軌的繪制過程不具有普遍性，針對每一個護具都要分別繪制導(dǎo)軌，非常耗時。因此，需要設(shè)計一種能夠自動運行輔助設(shè)計生成導(dǎo)軌的方法，以提高導(dǎo)軌生成的便利性和效率，降低人力成本，縮小整個護具3D模型的制作周期。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，設(shè)計一種計算機生成醫(yī)療護具3D模型的綁帶固定導(dǎo)軌的方法，在參數(shù)化建模軟件中提前編輯好自動運行的文件，只需確定綁帶導(dǎo)軌在病患部位的位置既給定一個參考平面，并將此平面拾取入?yún)?shù)化建模軟件的輸入端，便能夠自動運算在輸出端生成一個緊貼在最終護具表面的環(huán)形的綁帶固定導(dǎo)軌，從而省去人工繪制的繁瑣過程，大大縮小整個護具3D模型的制作周期，提高導(dǎo)軌生成的便利性和效率，極大的降低人力成本。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種計算機生成醫(yī)療護具3D模型的綁帶固定導(dǎo)軌的方法，所述方法是在取得患者病患部位3D模型和醫(yī)療護具3D模型后，在病患部位3D模型上繪制若干個主導(dǎo)軌平面，然后使用參數(shù)化建模軟件，通過輸入端模塊將繪有主導(dǎo)軌平面的病患部位3D模型輸入軟件，通過運算器模塊的運算在主導(dǎo)軌平面位置繪制出導(dǎo)軌，通過控制器模塊調(diào)整導(dǎo)軌的參數(shù)，最后將導(dǎo)軌和醫(yī)療護具3D模型接合為一體后，通過輸出端導(dǎo)出具有綁帶固定導(dǎo)軌的醫(yī)療護具3D模型。

同理的，本發(fā)明的方法同樣可以應(yīng)用于用于康復(fù)等醫(yī)療和體育用護具的綁帶固定導(dǎo)軌生產(chǎn)計算。

優(yōu)選的，參數(shù)化建模軟件包括輸入端模塊、運算器模塊、控制器模塊和輸出端模塊；輸入端模塊包括病患部位端口和導(dǎo)軌位置參考平面端口，病患部位端口用于輸入病患部位3D模型，導(dǎo)軌位置參考平面端口用于輸入主導(dǎo)軌平面；控制器模塊用于調(diào)控導(dǎo)軌的間距和粗細參數(shù)；運算器模塊根據(jù)病患部位3D模型、主導(dǎo)軌平面和參數(shù)設(shè)置，運算生成導(dǎo)軌模型并與醫(yī)療護具3D模型接合；輸出端模塊用于將生成的接合有導(dǎo)軌模型的醫(yī)療護具3D模型輸出，用于3D打印制備具備綁帶固定導(dǎo)軌的醫(yī)療護具；此處的醫(yī)療護具3D模型，也可以為輕質(zhì)化鏤空結(jié)構(gòu)醫(yī)療護具3D模型，或者為非鏤空結(jié)構(gòu)的醫(yī)療護具3D模型。

參數(shù)化建模軟件對醫(yī)療護具3D模型生成綁帶固定導(dǎo)軌的流程步驟為：

（1）將繪有若干個主導(dǎo)軌平面的病患部位3D模型拾取錄入輸入端模塊的病患部位端口，主導(dǎo)軌平面錄入輸入端模塊的導(dǎo)軌位置參考平面端口；根據(jù)病患部位3D模型制備導(dǎo)軌能夠更加精確；

（2）啟動運算器模塊，根據(jù)病患部位3D模型和主導(dǎo)軌平面的位置運算生成位于主導(dǎo)軌平面上側(cè)的副導(dǎo)軌平面；每個綁帶固定導(dǎo)軌由上下兩個單環(huán)組合而成，同一個綁帶固定導(dǎo)軌的上側(cè)單環(huán)和下側(cè)單環(huán)分別位于副導(dǎo)軌平面和主導(dǎo)軌平面上；兩個單環(huán)之間的距離即為綁帶固定導(dǎo)軌的寬度；

（3）獲取同一個綁帶固定導(dǎo)軌的主導(dǎo)軌平面和副導(dǎo)軌平面分別與病患部位3D模型的兩個交線；

（4）優(yōu)化交線：通過重新分布控制點數(shù)量使同一個綁帶固定導(dǎo)軌的兩個交線圓滑；

（5）優(yōu)化后的兩條交線即為綁帶固定導(dǎo)軌的兩個單環(huán)的基線；將兩條基線向外側(cè)水平偏移3-15mm，使基線貼近醫(yī)療護具3D模型的外表面；

（6）對同一個綁帶固定導(dǎo)軌的兩條基線進行單軌放樣，放樣后形成兩個單環(huán)，即為同一個綁帶固定導(dǎo)軌的兩個單環(huán)；

（7）通過控制器模塊內(nèi)的導(dǎo)軌寬度單元和導(dǎo)軌粗細單元對導(dǎo)軌單環(huán)間的間距和導(dǎo)軌單環(huán)的粗細兩個參數(shù)進行調(diào)；

（8）將導(dǎo)軌和醫(yī)療護具3D模型接合為一體后，通過輸出端導(dǎo)出具有綁帶固定導(dǎo)軌的醫(yī)療護具3D模型。

優(yōu)選的，步驟（7）中，導(dǎo)軌寬度單元的數(shù)值范圍為5.0mm-50.0mm，導(dǎo)軌寬度即為兩個單環(huán)中軸線之間的垂直距離。

優(yōu)選的，步驟（4）中控制點數(shù)量為50-280個。

優(yōu)選的，步驟（5）中將兩條基線向外側(cè)水平偏移的距離為醫(yī)療護具3D模型的厚度的0.9-1.15倍。

優(yōu)選的，步驟（7）中，導(dǎo)軌粗細單元的數(shù)值范圍為1.0mm-5.0mm，導(dǎo)軌粗細即為單環(huán)的直徑大小。