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模型的綁帶固定導軌的方法。

背景技術：

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構來固定綁帶，我們稱之為綁帶固定導軌，一般根據(jù)護具固定的需要綁帶導軌的數(shù)量在2-4個之間。

綁帶固定導軌如圖1所示：此種結構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軌，非常耗時。因此，需要設計一種能夠自動運行輔助設計生成導軌的方法，以提高導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。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中的缺陷，設計一種計算機生成醫(yī)療護具3d模型的綁帶固定導軌的方法，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，并將此平面拾取入參數(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)明所采用的技術方案是一種計算機生成醫(yī)療護具3d模型的綁帶固定導軌的方法，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軌平面位置繪制出導軌，通過控制器模塊調整導軌的參數(shù)，最后將導軌和醫(yī)療護具3d模型接合為一體后，通過輸出端導出具有綁帶固定導軌的醫(yī)療護具3d模型。

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

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，導軌位置參考平面端口用于輸入主導軌平面；控制器模塊用于調控導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、主導軌平面和參數(shù)設置，運算生成導軌模型并與醫(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軌的醫(yī)療護具；此處的醫(yī)療護具3d模型，也可以為輕質化鏤空結構醫(yī)療護具3d模型，或者為非鏤空結構的醫(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軌的流程步驟為：

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

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

（3）獲取同一個綁帶固定導軌的主導軌平面和副導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軌的兩個單環(huán)的基線；將兩條基線向外側水平偏移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軌的兩個單環(huán)；

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

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

優(yōu)選的，步驟（7）中，導軌寬度單元的數(shù)值范圍為5.0mm-50.0mm，導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，導軌粗細單元的數(shù)值范圍為1.0mm-5.0mm，導軌粗細即為單環(huán)的直徑大小。

優(yōu)選的，導軌的數(shù)量為2-5個。

優(yōu)選的，步驟（4）中控制點數(shù)量為100個。

優(yōu)選的，步驟（5）中將兩條基線向外側水平偏移的距離為7mm。

優(yōu)選的，步驟（7）導軌單環(huán)的粗細為2mm。

本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于：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，并將此平面拾取入參數(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，提高導軌生成的便利性和效率，極大的降低人力成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明計算機生成醫(yī)療護具3d模型的綁帶固定導軌的實物照片。

圖2是本發(fā)明計算機生成醫(yī)療護具3d模型的綁帶固定導軌與綁帶的配合實物照片。

圖3是本發(fā)明胳膊病患部位3d模型的平面圖。

圖4是胳膊處無綁帶固定導軌的醫(yī)療護具3d模型的平面圖。

圖5是本發(fā)明胳膊處具有綁帶固定導軌醫(yī)療護具3d模型的平面圖。

圖6是本發(fā)明主導軌平面位置示意圖。

圖7是本發(fā)明主導軌平面在胳膊病患部位3d模型上的位置示意圖。

圖8是本發(fā)明交線在胳膊病患部位3d模型上的位置示意圖。

圖9是本發(fā)明基線向外側水平偏移后與胳膊病患部位3d模型的位置示意圖。

圖10是本發(fā)明兩個單環(huán)與胳膊病患部位3d模型的位置示意圖。

圖11是本發(fā)明導軌和醫(yī)療護具3d模型接合為一體后的位置示意圖。

圖12是本發(fā)明參數(shù)化建模軟件的流程圖。

圖中：1、導軌的上側單環(huán)；2、導軌的下側單環(huán)；3、主導軌平面；4、交線；5、基線向外側水平偏移后的線條。

圖12中：英文詞組的釋義為：surface曲面；distance距離；retrim重新修剪；boundary邊界；widthcount寬度值；heightcount高度值；mesh網格；area區(qū)域；d1合并對象1；d2合并對象2；d3合并對象3；mesha網格a；meshb網格b；intersections相交線；numberslider數(shù)字滑軌；curve曲線；radius半徑；caps封蓋；pipe管道；tree樹形數(shù)據(jù)；path路徑；list列表；index項值；wrap包裹；i輸出端數(shù)據(jù)；result運算結果；count數(shù)量；kinks轉折點；points點；tangents正切值；parameters系數(shù)值；vertices頂點；degree平滑程度；periodic循環(huán)周期；knotstyle節(jié)點樣式；length長度；domain域值；plane所在平面；corners轉角；value值。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。

實施例1

如圖1和圖2所示：一種計算機生成醫(yī)療護具3d模型的綁帶固定導軌的方法，所述方法是在取得患者病患部位3d模型（圖3所示）和醫(yī)療護具3d模型（圖4所示）后，在病患部位3d模型上繪制若干個主導軌平面，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軌平面位置繪制出導軌，通過控制器模塊調整導軌的參數(shù)，最后將導軌和醫(yī)療護具3d模型接合為一體后，通過輸出端導出具有綁帶固定導軌的醫(yī)療護具3d模型。

本發(fā)明的方法同樣可以應用于用于康復等醫(yī)療和體育用護具的綁帶固定導軌生產計算。

具體的，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，導軌位置參考平面端口用于輸入主導軌平面；控制器模塊用于調控導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、主導軌平面和參數(shù)設置，運算生成導軌模型并與醫(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軌的醫(yī)療護具；此處的醫(yī)療護具3d模型，也可以為輕質化鏤空結構醫(yī)療護具3d模型，或者為非鏤空結構的醫(yī)療護具3d模型，本實施例中的圖4和圖5均為輕質化鏤空結構醫(yī)療護具3d模型圖。

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

（1）將繪有若干個主導軌平面的病患部位3d模型拾取錄入輸入端模塊的病患部位端口，主導軌平面錄入輸入端模塊的導軌位置參考平面端口；根據(jù)病患部位3d模型制備導軌能夠更加精確；如圖6和圖7所示。

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

（3）獲取同一個綁帶固定導軌的主導軌平面和副導軌平面分別與病患部位3d模型的兩個交線；如圖8所示；

（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軌的兩個單環(huán)的基線；將兩條基線向外側水平偏移3-15mm，使基線貼近醫(yī)療護具3d模型的外表面；如圖9所示；

（6）對同一個綁帶固定導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軌的兩個單環(huán)；如圖10所示；

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

（8）將導軌和醫(yī)療護具3d模型接合為一體后，通過輸出端導出具有綁帶固定導軌的醫(yī)療護具3d模型。如圖11所示。

本實施例中的參數(shù)化建模軟件的流程如如圖12所示。

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

可選的，步驟（4）中控制點數(shù)量為50-280個。優(yōu)選為100個。

可選的，步驟（5）中將兩條基線向外側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)選為1倍。

可選的，步驟（7）中，導軌粗細單元的數(shù)值范圍為1.0mm-5.0mm，導軌粗細即為單環(huán)的直徑大小。優(yōu)選為2mm。

可選的，導軌的數(shù)量為2-5個。優(yōu)選為4個。

本實施例的優(yōu)點和有益效果在于：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，并將此平面拾取入參數(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，提高導軌生成的便利性和效率，極大的降低人力成本。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。