基于3D打印定制型脚外固定护具技术领域
本发明涉及一种基于3D打印定制型脚外固定护具，属于工程技术，和医学康复领域。
背景技术
随着交通工具的普遍使用，交通事故越来越频繁，创伤骨科患者逐日增多。骨折是创伤骨科中最普遍的疾病，复位、固定、愈合是骨折治疗的三部曲。良好的固定不仅巩固复位效果，还会促进愈合速度和质量。制动，止痛、减轻伤员痛苦，防止伤情加重，防止休克，保护伤口，防止感染，便于运送。
脚作为人体重要的下肢，起到下肢支撑，行走等作用。其运动灵活，运动幅度大，承载受力大,使用频率高。临床表明脚骨骨折是最常见的骨折之一，特别是脚踝位置。并且脚骨骨折有二次创伤、错位和骨质增生，治愈后功能退化等风险。故现阶段对骨折脚骨的固定不仅要有利于脚骨的恢复，而且要规避上述风险。
如今，创伤骨折固定主要分为三大技术：骨外固定、骨内固定、穿针复位框架固定技术。骨外固定为无创固定，骨内固定和穿针复位框架固定技术为有创固定。脚骨骨折最为常用的是石膏外固定。但是石膏这种传统辅料体积较为庞大，质量较重，通风性能不佳，有瘙痒感或者异味，不利于治疗中后期脚部的康复活动，造成人体不适，导致肌肉功能退化和皮肤老化。此外，石膏定型固定后，不会随着患处的肌肉组织变化而产生变形，当患者患处消肿或者肌肉萎缩以后，患处就会和石膏分离，有时不能实现有效固定。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于3D打印定制型脚外固定护具。本护具质量轻，通风性好，结构优化，并能个性化定制，该护具能够适应不同患者，不同部位的骨折，易于骨折处外伤的治疗，并能使患者在康复中后期进行简单的康复活动。
为达到上述目的，本发明的构思是：
将3D打印技术应用于医学领域，结合CAD和CAM等工程软件，在患者CT数据的基础上，根据病人的状况和需要打印出完全贴合人体肢体曲线的外固定护具。此外，运用3D打印技术能够实现护具的轻量化和最大强度，既能实现康复活动，又能减小二次创伤的可能。本发明中，基于3D打印定制型脚外固定护具根据人体生物力学和仿生学设计护具外形，改善患处的应力分布状况，达到固定骨折部位、恢复肢体内部动力平衡的目的。
基于3D打印定制型脚外固定护具以仿生学和生物力学为基础，在护具表面开有许多透气的孔。孔的设计采用螺旋网状结构，通过网格之间的相互支撑，形成多向受力空间结构，具有整体性强、稳定性好、空间刚度大，利于抗震等优点。此外，透气孔的大小和形状根据创伤的位置和情况个性化定制。这些透气孔不仅能够让患者在康复中更加舒适，而且能够减少材料的使用，节约生产成本，减轻护具重量，加快伤口愈合，特别是有利于具有大面积外伤骨折患者的换药。
根据上述构思，本发明采用如下技术方案：
一种基于3D打印定制型脚外固定护具，包括左右两部分的护具，分布于护具边缘的双燕尾槽型卡扣以及分布于护具表面的透气孔；所述护具以患者脚CT数据为基础，通过3D打印技术实现个性化定制，跨踝关节打印为左右两个部分，左右两部分的护具通过双燕尾槽型卡扣固定。
所述双燕尾槽型卡扣分布在脚部矢状截面最厚的位置，燕尾槽之间的间隔控制在30mm至40mm。
所述透气孔以螺旋网状结构分布在护具表面，网孔形状主要以不规则四边形为主，局部边缘区域使用不规则三角形；网孔边长控制在10mm至35mm之间。
与现有技术相比，本发明具有如下突出的实质性特点和显著的优点：
本发明质量轻，通风性好，有利于患者的康复活动，并防止皮肤老化及瘙痒等症状。本发明安装方便，使用简单，固定牢靠，并具有拆卸简单，可重复使用等优点。本发明采用螺旋网孔结构，不仅是患者康复过程更加舒适，而且减少使用材料，降低成本。基于3D打印和美学设计，本发明根据用户要求设计外观，提高患者的满意度。
附图说明
图1是本发明的脚外固定护具的总体结构示意图。
图2是本发明的双燕尾槽型卡的结构示意图。
图3是透气孔的结构示意图。
具体实施方式
现将参照附图更充分地描述本发明，附图中表示了本发明的一个优选实施例。
如图1所示，一种基于3D打印定制型脚外固定护具，包括左右两部分的护具1，分布于护具1边缘的双燕尾槽型卡扣2以及分布于护具1表面的透气孔3；所述护具1以患者脚CT数据为基础，通过3D打印技术实现个性化定制，跨踝关节打印为左右两个部分，左右两部分的护具1通过双燕尾槽型卡扣2固定。
如图1和图2所示，所述双燕尾槽型卡扣2分布在脚部矢状截面最厚的位置，燕尾槽之间的间隔控制在30mm至40mm。
如图1和图3所示，所述透气孔3以螺旋网状结构分布在护具1表面，网孔形状主要以不规则四边形为主，局部边缘区域使用不规则三角形；网孔边长控制在10mm至35mm之间。