[發(fā)明專利]一種3D打印足弓墊的制作方法和用途

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201711095614.2
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN108042258A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王凱
• 申請（專利權(quán)）人: 上海歐牡健康管理咨詢有限公司
• 主分類號: A61F5/14
• 分類號: A61F5/14;B33Y50/00;B33Y10/00;B33Y70/00
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11548
• 代理人: 李靜

本發(fā)明公開了一種3D打印足弓墊的制作方法，包括以下步驟：患者狀況檢查；患者足底部的3D掃描，獲得足底部3D掃描數(shù)據(jù)；使用3D掃描儀掃描患者日常使用的鞋墊底面，獲得鞋墊底面3D掃描數(shù)據(jù)；3D鞋墊模型數(shù)字文件的建立，運(yùn)用3D Max、netfabb軟件，引入足底部3D掃描數(shù)據(jù)和鞋墊底面3D掃描數(shù)據(jù)，生成3D鞋墊模型數(shù)字文件，先形成全長型鞋墊，然后改為足弓墊，最后按足部矯形需要進(jìn)行修正，獲得最終足弓墊數(shù)據(jù)；使用3D打印機(jī)器根據(jù)最終足弓墊數(shù)據(jù)進(jìn)行打印，獲得足弓墊半成品；對足弓墊半成品進(jìn)行細(xì)加工，獲得足弓墊成品鞋墊。該3D打印足弓墊穿戴舒適，使用材料少，更有針對性，放置于足底占用面積小，更適合患者穿戴。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及足弓墊加工技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種3D打印足弓墊的制作方法和用途。

背景技術(shù)

足部作為站立和步行時(shí)人體的支點(diǎn)，受到人體內(nèi)力和外力的相互影響。足部良好的生物力學(xué)結(jié)構(gòu)，能為人體提供平衡、控制和協(xié)調(diào)的能力。如果足部出現(xiàn)機(jī)能障礙，會(huì)導(dǎo)致人體足部以上骨骼系統(tǒng)的對稱不良以及偏離中立位，從而導(dǎo)致膝、髖、骨盆、脊柱各部位關(guān)節(jié)出現(xiàn)問題，影響人體健康。

足部病理姿態(tài)可分為：扁平足、馬蹄足、旋前足、旋后足等。足部過度旋前，會(huì)導(dǎo)致脛前肌運(yùn)動(dòng)負(fù)荷增加，易出現(xiàn)過勞性損傷。足部過度旋后，引起足部緩沖減震效果下降。

雙腿自足至肚臍眼的長度不一致稱為腿長差異，腿長差異會(huì)改變髖部、骨盆及背部的力線，增加背部脊柱的壓力，引發(fā)背部及相連區(qū)域-肩、頸的疼痛，導(dǎo)致脊柱側(cè)彎或前后凸。還會(huì)引起足的過度旋前或旋后，影響步態(tài)。

理想條件下足部姿態(tài)應(yīng)處于中立位，前中后足生物力學(xué)對線良好。當(dāng)力線偏離中立位，中樞神經(jīng)系統(tǒng)為使骨骼維持在正常位置，會(huì)使身體產(chǎn)生代償。使額外的壓力和負(fù)荷加諸于相關(guān)的肌肉、韌帶及肌腱上，造成身體相關(guān)部位的疼痛。

矯形鞋墊可控制足部的過度旋前或旋后對肌腱的拉伸，幫助患者足部保持中立位，并支撐足部肌肉及骨骼，減輕跟腱炎和足跟痛，防止拇囊炎的發(fā)展，治療膝關(guān)節(jié)痛。

矯形鞋墊根據(jù)患者的中立位支撐足部，控制導(dǎo)致腿長差異的過度旋前或旋后，同時(shí)在較短一側(cè)添加足跟墊，這樣身體不再為短腿代償，幫助骨盆保持平衡，而治療髖、背部疼痛。

矯形鞋墊的正確設(shè)計(jì)和使用，經(jīng)過一段時(shí)間后，可改善姿勢控制能力，繼而保持足部以上身體結(jié)構(gòu)處于健康狀況。有學(xué)者報(bào)道，旋前足者足部姿態(tài)中立化后，步行中各肌肉的運(yùn)動(dòng)模式趨于正常，提示足部姿態(tài)中立化后產(chǎn)生神經(jīng)肌肉控制方面的作用，不但是關(guān)節(jié)負(fù)重力線改善，整個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈的神經(jīng)肌肉控制能力也得到改善。

傳統(tǒng)鞋墊的設(shè)計(jì)生產(chǎn)主要是根據(jù)足部的大小尺寸來統(tǒng)一生產(chǎn)的，設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)一款鞋墊后通過專業(yè)的試穿人員進(jìn)行試穿，如果合適就可以進(jìn)行批量生產(chǎn)，這種集約化的鞋墊設(shè)計(jì)生產(chǎn)模式?jīng)]有個(gè)性化，不能糾正患者個(gè)體足踝的異常姿勢和減輕疼痛。

康復(fù)科用鞋墊作為足部矯形的方法之一，能夠改善患者的足部姿態(tài)。在制作過程中，按個(gè)體足部狀態(tài)，采用模具定型或者在量產(chǎn)足墊上用熱塑性的方法，使足的距下關(guān)節(jié)恢復(fù)中立位。但還是達(dá)不到鞋墊和個(gè)體足部的完美貼合，足底壓力均勻分部，不能很好地使足部姿態(tài)中立化而改善姿勢控制和病痛。

3D打印鞋墊顛覆了傳統(tǒng)制作鞋墊過程，通過對足底掃描得到的數(shù)據(jù)文件，結(jié)合足底壓力分布曲線、姿勢評估和步態(tài)分析結(jié)果，產(chǎn)生個(gè)性化的3D鞋墊文件，進(jìn)行一體化打印。同傳統(tǒng)制作鞋墊方法比較，可以制造出與足底接觸更好，并按治療需求進(jìn)行隨意調(diào)整，有更好治療效果的矯形鞋墊。作者已申報(bào)的全長型3D打印鞋墊（發(fā)明專利：專利號201610491612.4），對扁平足、馬蹄足、旋前足、旋后足等有一定的效果。

但3D打印全長型鞋墊放置于足底占用面積較大，需配置大一號的鞋子，穿戴相對不方便。全長型鞋墊適合治療前足病變（前足內(nèi)外翻、糖尿病足等）。而對于非前足病變，如僅是足中部病變（如扁平足等），或足后部病變（足跟內(nèi)外翻等）的針對性不強(qiáng)。亟待改進(jìn)。

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