假肢矫形行业计算机辅助设计软件修型功能分析

王佳于 王晓磊

【摘要】将计算机辅助设计软件应用到假肢矫形行业中，能够有效提高假肢矫形器设计及制作的质量，使其能够充分满足患者的使用需求。而修型功能作为计算机辅助设计软件的重要部分，能够在获取患者肢体形状的基础上，实现对肢体信息的修改，使假肢矫形器更加符合患者自身的使用需求，这不仅可以提高假肢矫形器设计及制作的质量，也能够降低设计人员的工作难度。鉴于此，本文就针对假肢矫形行业，计算机辅助设计软件修型功能进行分析，希望能为假肢矫形行业的发展提供有力依据。

【关键词】假肢矫形行业;计算机辅助设计;修型功能

【中图分类号】R181.3+2【文献标志码】A【文章编号】1005-0019（2019）02-244-01

在传统的假肢矫形行业发展中，假肢矫形器技师都是利用人体投影图、石膏绷带取型等方式获取人体的肢体信息，之后采用生物力学原理对肢体信息进行修改，从而保证假肢矫形器的制作质量，使其能够满足患者的基本需求。但是在科学技术的发展背景下，计算机辅助设计软件被应用到假肢矫形行业，通过先进的技术设备获取患者肢体形状等信息，将其作为设计依据进行CAD设计，使假肢矫形器设计及制作的准确度得到有效提升，既充分满足了患者的使用需求，也降低了假肢矫形器技师的工作难度。通过深入分析假肢矫形行业计算机辅助设计软件修型功能，能够提供更加可靠的信息依据，实现对计算机辅助设计软件修型功能的有效运用，为假肢矫形行业的发展提供有力支持。

1CAD设计的数字模型

在针对数字模型进行修改的时候，需要具备一个标准。在假肢矫形行业专用软件中，普遍都是采用着主轴加载面模式，其中主轴是指人体主干的中心轴，在这个主轴上，以0.1mm到0.5mm为间隔会存在一个与主轴形成垂直关系的截面，在截面360°的方向上存在着若干数量的半径，随着半径数量的增多，三维模型的越来越精准，但是所要处理的数据也就更多。就目前来看，其半径数量都在100左右，也就是以每间隔3.6°的距离存在一个半径。对不同截面、不同方向的半径进行调整，能够实现对三维模型任意形状的修改[1]。

2假肢矫形行业专用CAD软件

2.1修型工具

在采用修型工具对人体模型进行修改的时候，存在手模、区域、测量、平衡、克隆、合并、镜像、对称、平移、扭转、伸长、弯曲、区域光滑、半径修改等各种修改，其中手模、区域、半径修改和区域光滑是主要模型局部方向的修改。在进行半径修改的时候，要确定半径修改的截面值范围，确定半径方向和半径修改数值。一般区域工具都是以鼠标打点方式确定修改范围，给出其中的最低点、最高点和相关数值。基于这种原理，通过鼠标直接画出范围，按照给出的数值确定范围中的形状。例如患者是小腿截肢状态，在制作假肢接受腔的时候，需要利用区域工具掌握髌韧带的位置，并对其进行修减，利用半径修改工具对股骨外侧髁进行整体修减，利用手模工具对胫骨嵴内外两侧的压力面进行压力修减。最后是区域光滑。

在针对模型进行整体方向的修改时，普遍是以平移、扭转、伸长、弯曲为主，比如患者是脊柱侧弯状态，需要在石膏阴型上进行切开矫正，整个过程就是对侧弯的凹侧进行凸侧方向扭转、反向弯曲，并提高腋窝处进行加力。相比较在石膏阴型上进行调整，通过假肢矫形行业软件进行数字阳型的调整更加简单。这与半径修改工具相同，先确定数字阳型要调整的上下截面，在确定方向和数值之后，就可以进行任意方向的平移、拉伸、扭转和弯曲，且各个调整都能够实现可视化，与原始模型进行比较。

在进行特殊修型时，普遍都是以平衡、克隆、合并、镜像、对称及测量工具为主。例如在制作脊柱矫形器的时候，需要修髂嵴，对髂嵴的内侧进行加压，在髂嵴的骨骼上进行修补免荷，以此保证矫形器的作用得到发挥，实现卡住人体骨盆的作用。同时，髂嵴具有较强的对称性，仅仅依靠手工修型无法达到预期效果，但是利用软件所具有的对称功能就能够解决这一难题。

镜像能够将左腿镜像为右腿，在针对单侧截肢患者装饰海绵进行打磨的时候，体现出较好的运用效果。合并能够对各种模型进行组合，使其成为一个较复杂的模型。测量包括了大腿假肢测量和矫形器测量，通过固定格式对患者肢体的尺寸进行分别测量，通过软件模型库调出大腿假肢模型、矫形器模型，将尺寸输入到其中，使模型变成患者肢体的形状[2]。

2.2基本工具

作为假肢矫形行业CAD软件的重要部分，基本工具体现出一定的特殊性，为确保计算机操作能力较低的人能够正常使用，软件以拟人化方法设计了与手工相似的功能[3]。比如纱网、校平、手工锯、石膏锉、石膏调刀等等。纱网是指利用鼠标进行模型的整体砂光。校平是指进行模型表面的修补，以此确保其表面的平滑度。手工锯是指去除部分形状。石膏调刀是利用鼠标进行模型表面的修补，整个过程就是对模型表面的可调区域进行点击，使该位置得到补充。而石膏锉的原理与石膏调刀相同，在功能上是相反的。

2.3特殊模块

作为假肢矫形行业CAD软件的组成部分，特殊模块充分体现了计算机数据处理的运用优势，比如其中的加工仿真、邊缘切割、插入测量、导入照片等各项功能[4]。就加工仿真方面来说，将模型模拟导入到数控加工中心，在完成模型定位之后，对加工参数进行调整，最终自动生成加工文件。就边缘切割来说，就是在已经修型好的模型中进行假肢设计，或者设计矫形器的边缘线，在提取到边缘线之后，软件就会显示出矫形器或假肢的样式，还可以对热塑成型后的模型进行二次加工切割矫形器。就插入测量来说，可以将任意的体积、角度、长度、围长测量插入到软件模型，使技师能够监控整个模型的任意尺寸。就导入照片方面来说，可以将X射线、患者照片等等插入到人体修型模型，使人体模型与X射线或照片中人体骨骼图的关系得以清晰的显示出来，进而对矫形器、假肢的修型方式是否正确进行直观的判断。

3结语

综上所述，假肢矫形行业计算机辅助软件修型功能对提高工作效率及质量有着较好的积极影响作用，为充分发挥其功能效用，需要将其与假肢矫形器技师的工作习惯联系起来，使假肢矫形器技师能够更好的使用修型功能，有效促进假肢矫形行业的进步和发展。

参考文献

[1]宋运建.假肢与矫形器技术及发展展望[J].中国战略新兴产业，2018（44）：153.

[2]周大伟，方新.假肢矫形行业计算机辅助设计软件修型功能探索[J].中国医疗器械信息，2018，24（05）：32-33.

[3]宗亚伟. 智能上肢假肢结构设计与分析[D].山东科技大学，2017.

[4]张奎彪.现代高分子材料在假肢矫形技术领域中的应用[J].现代工业经济和信息化，2017，7（04）：56-57.