阅读说明：本技术 一种3d打印定制掌指关节智能康复训练器的制作方法 (Manufacturing method of 3D printing customized metacarpophalangeal joint intelligent rehabilitation training device ) 是由 张建鹏 苟马玲 钟凤林 康康诺 夏本华 宗贵升 于 2021-07-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种3D打印定制掌指关节智能康复训练器的制作方法,包括以下步骤：a、扫描仪对患者手部进行三维扫描并生成手部点云数据；b、通过点云数据进行逆向建模获取掌指关节轮廓曲面模型；c、在掌指关节轮廓曲面模型上设计安装固定接口；d、3D打印掌指关节轮廓曲面模型实体；e、在掌指关节轮廓曲面模型实体的固定接口处安装传动装置。所制得的定制化掌指关节康复训练器与患者手部的匹配性好、密合度高,长时间佩戴也不容易造成局部易形成勒痕；轻量化的镂空设计使患者部位透气及康复；采用3D技术,提高了材料的利用率；可制作更为复杂多孔结构；制作精度高；缩短生产周期,提高生产效率。(The invention discloses a manufacturing method of a 3D printing customized metacarpophalangeal joint intelligent rehabilitation trainer, which comprises the following steps: a. the scanner carries out three-dimensional scanning on the hand of the patient and generates hand point cloud data; b. performing reverse modeling through point cloud data to obtain a metacarpophalangeal joint contour surface model; c. designing and installing a fixed interface on the metacarpophalangeal joint contour curved surface model; d. 3D printing a metacarpophalangeal joint contour curved surface model entity; e. and a transmission device is arranged at a fixed interface of the metacarpophalangeal joint contour curved surface model entity. The prepared customized metacarpophalangeal joint rehabilitation training device has good matching performance with the hand of a patient and high fitting degree, and cannot cause local part to easily form tightening marks after being worn for a long time; the lightweight hollow design enables the patient part to be ventilated and recovered; the 3D technology is adopted, so that the utilization rate of the material is improved; more complex porous structures can be made; the manufacturing precision is high; the production period is shortened, and the production efficiency is improved.)

一种3D打印定制掌指关节智能康复训练器的制作方法

技术领域

本发明属于医疗设备技术领域，具体涉及一种3D打印定制掌指关节智能康复训练器的制作方法。

背景技术

我国每年手外伤患者约300万，我国现有脑瘫儿童患者约200万人；个性化康复辅助器具作为个性化医疗的重要组成部分备受社会的广泛关注，增材制造技术与装备作为实现个性化医疗的重要手段，成为各国竞相发展的前沿制造技术。康复辅助器具是改善、补偿、替代人体功能和实施辅助性治疗以及预防残疾的产品。康复辅助器具产业是包括产品制造、配置服务、研发设计等业态门类的新兴产业。

掌指关节智能康复训练器为手部运动康复治疗提供一种新手段，是治疗手外伤、神经损伤及脑瘫患者手部运动功能障碍等疾病的训练器。医疗单位使用掌指康复机器人进行手指康复训练，现在还仅仅处于起步阶段。就目前而言，与传统的依靠医疗人员进行肢体康复训练的方式相比，医疗机器人辅助患者进行肢体康复训练的形式具有非常明显的优点，并且也已经取得了较好的效果，但仍然存在一些问题，训练器与人体匹配度不高，佩戴舒适度差。

发明内容

为此，本发明提供一种3D打印定制掌指关节智能康复训练器的制作方法，以解决现有技术中训练器与人体匹配度不高，导致佩戴舒适度差的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种3D打印定制掌指关节智能康复训练器的制作方法,包括以下步骤：

a、用扫描仪对患者手部进行三维扫描获取手部点云数据；

b、通过点云数据进行逆向建模获取掌指关节轮廓曲面模型；

c、在掌指关节轮廓曲面模型上设计安装固定接口；

d、3D打印掌指关节轮廓曲面模型实体；

e、在掌指关节轮廓曲面模型实体的接口处安装传动装置。

进一步的，所述手部点云数据包括掌数据、腕关节数据和前臂数据。

进一步的，所述扫描仪采用医用三维扫描仪。

进一步的，所述步骤b包括：

b1、用图形处理软件对多个点云数据进行注册，拼成一个完整的模型点云；

b2、进行曲面拟合，形成曲面，并转成掌指关节轮廓曲面模型实体；

b3、用三维建模软件对掌指关节轮廓曲面模型实体进行修形。

进一步的，步骤b中还包括通过三维建模软件对掌指关节轮廓轻量化处理。

进一步的，所述掌指关节轮廓轻量化处理包括镂空处理。

进一步的，所述掌指关节轮廓轻量化处理包括蚀刻贴图处理。

进一步的，所述步骤d之后还包括以下步骤：将掌指关节轮廓曲面模型与患者部位匹配度验证。

进一步的，所述验证方法包括软件验证。

由于上述技术特征，本发明具有如下优点：掌指关节轮廓的边缘及曲面与手部完全匹配，能够做到与手部贴合紧密，提高佩戴舒适性和治疗效果；在生产制作过程中，定点定量的生成产品，减少材料的浪费，提高经济效益；所制得的定制化掌指关节康复训练器与患者手部的匹配性好、密合度高，长时间佩戴也不容易造成局部易形成勒痕；轻量化的镂空设计使患者部位透气及康复；康复训练包含四指康复训练和拇指康复训练模式，基本满足患者的需求；采用3D技术，提高了材料的利用率；可制作更为复杂多孔结构；制作精度高；缩短生产周期，提高生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的一种3D打印定制掌指关节智能康复训练器的制作方法的流程图。

图2为本发明实施例提供的一种3D打印定制掌指关节智能康复训练器的制作方法的产品结构示意图。

图3为本发明实施例提供的一种3D打印定制掌指关节智能康复训练器的制作方法的中的传动装置安装结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明实施例1提供的一种3D打印定制掌指关节智能康复训练器的制作方法,请参阅图1所示，包括以下步骤：

a、用扫描仪对患者手部进行三维扫描获取手部点云数据。

具体的，采用扫描仪采用医用三维扫描仪对患者的手掌、腕关节和前臂进行扫描，获取相关点云数据。

b、通过点云数据进行逆向建模获取掌指关节轮廓曲面模型。

具体的，b1、用图形处理软件对多个点云数据进行注册，拼成一个完整的模型点云；B2、进行曲面拟合，形成曲面，并转成掌指关节轮廓实体CAD模型；B3、用三维建模软件对掌指关节轮廓进行修形。

c、在掌指关节轮廓曲面模型上设计安装固定接口；

d、3D打印掌指关节轮廓曲面模型实体；

具体的，采用医用扫描仪对患者手部的3D扫描和逆向建模后，做出相匹配的掌指关节轮廓曲面模型，经过打印前的优化和切片等处理，将切片文件导入设置好参数的3D打印机中，由掌指关节轮廓实体CAD模型各层切片的平面几何信息生成X-Y激光扫描器在每层粉末上的数控运动指令，铺粉器将粉末一层一层地铺在成型平台上，并且将粉末滚平、压实，每层粉末厚度均与掌指关节轮廓实体CAD模型的切片厚度一致，各层粉末被激光扫描器选择性烧结在基板上，每烧结完成一层，基板下降一层，直至打印完成，采用生物相容性良好的材料进行打印，如：PLA、PA、树脂等。

e、在掌指关节轮廓曲面模型实体的接口处安装传动装置,制作完成了3D打印定制掌指关节智能康复训练器。

为了更好的实施本实施例，步骤b3中还包括通过三维建模软件对掌指关节轮廓轻量化处理，请参阅图2所示，掌指关节轮廓轻量化处理包括镂空处理，降低重量，提高透气性。

优选的，掌指关节轮廓轻量化处理包括蚀刻贴图处理，提高使用的趣味性。

为了更好的实施本实施例，步骤d之后还包括以下步骤：将掌指关节轮廓曲面模型与患者部位匹配度验证，验证方法包括软件验证，所采用的软件包括Geomagic Control，进行数据对比分析。

实施例2

本实施例提供的一种3D打印定制掌指关节智能康复训练器的制作方法中的传动装置的安装方法，包括以下步骤：

请参阅图3所示，将固定板1通过螺钉安装于接口处，将电动缸2一端铰接在固定板1端部，另一端铰接传动杆3，传动杆3通过轴座与固定板1另一端转动连接，传动杆3另一端连接仿生手4。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。