假肢矯形行業計算機輔助設計軟件修型功能分析

王佳于 王曉磊

【摘要】將計算機輔助設計軟件應用到假肢矯形行業中，能夠有效提高假肢矯形器設計及制作的質量，使其能夠充分滿足患者的使用需求。而修型功能作為計算機輔助設計軟件的重要部分，能夠在獲取患者肢體形狀的基礎上，實現對肢體信息的修改，使假肢矯形器更加符合患者自身的使用需求，這不僅可以提高假肢矯形器設計及制作的質量，也能夠降低設計人員的工作難度。鑒于此，本文就針對假肢矯形行業，計算機輔助設計軟件修型功能進行分析，希望能為假肢矯形行業的發展提供有力依據。

【關鍵詞】假肢矯形行業;計算機輔助設計;修型功能

【中圖分類號】R181.3+2【文獻標志碼】A【文章編號】1005-0019（2019）02-244-01

在傳統的假肢矯形行業發展中，假肢矯形器技師都是利用人體投影圖、石膏繃帶取型等方式獲取人體的肢體信息，之后采用生物力學原理對肢體信息進行修改，從而保證假肢矯形器的制作質量，使其能夠滿足患者的基本需求。但是在科學技術的發展背景下，計算機輔助設計軟件被應用到假肢矯形行業，通過先進的技術設備獲取患者肢體形狀等信息，將其作為設計依據進行CAD設計，使假肢矯形器設計及制作的準確度得到有效提升，既充分滿足了患者的使用需求，也降低了假肢矯形器技師的工作難度。通過深入分析假肢矯形行業計算機輔助設計軟件修型功能，能夠提供更加可靠的信息依據，實現對計算機輔助設計軟件修型功能的有效運用，為假肢矯形行業的發展提供有力支持。

1CAD設計的數字模型

在針對數字模型進行修改的時候，需要具備一個標準。在假肢矯形行業專用軟件中，普遍都是采用著主軸加載面模式，其中主軸是指人體主干的中心軸，在這個主軸上，以0.1mm到0.5mm為間隔會存在一個與主軸形成垂直關系的截面，在截面360°的方向上存在著若干數量的半徑，隨著半徑數量的增多，三維模型的越來越精準，但是所要處理的數據也就更多。就目前來看，其半徑數量都在100左右，也就是以每間隔3.6°的距離存在一個半徑。對不同截面、不同方向的半徑進行調整，能夠實現對三維模型任意形狀的修改[1]。

2假肢矯形行業專用CAD軟件

2.1修型工具

在采用修型工具對人體模型進行修改的時候，存在手模、區域、測量、平衡、克隆、合并、鏡像、對稱、平移、扭轉、伸長、彎曲、區域光滑、半徑修改等各種修改，其中手模、區域、半徑修改和區域光滑是主要模型局部方向的修改。在進行半徑修改的時候，要確定半徑修改的截面值范圍，確定半徑方向和半徑修改數值。一般區域工具都是以鼠標打點方式確定修改范圍，給出其中的最低點、最高點和相關數值。基于這種原理，通過鼠標直接畫出范圍，按照給出的數值確定范圍中的形狀。例如患者是小腿截肢狀態，在制作假肢接受腔的時候，需要利用區域工具掌握髕韌帶的位置，并對其進行修減，利用半徑修改工具對股骨外側髁進行整體修減，利用手模工具對脛骨嵴內外兩側的壓力面進行壓力修減。最后是區域光滑。

在針對模型進行整體方向的修改時，普遍是以平移、扭轉、伸長、彎曲為主，比如患者是脊柱側彎狀態，需要在石膏陰型上進行切開矯正，整個過程就是對側彎的凹側進行凸側方向扭轉、反向彎曲，并提高腋窩處進行加力。相比較在石膏陰型上進行調整，通過假肢矯形行業軟件進行數字陽型的調整更加簡單。這與半徑修改工具相同，先確定數字陽型要調整的上下截面，在確定方向和數值之后，就可以進行任意方向的平移、拉伸、扭轉和彎曲，且各個調整都能夠實現可視化，與原始模型進行比較。

在進行特殊修型時，普遍都是以平衡、克隆、合并、鏡像、對稱及測量工具為主。例如在制作脊柱矯形器的時候，需要修髂嵴，對髂嵴的內側進行加壓，在髂嵴的骨骼上進行修補免荷，以此保證矯形器的作用得到發揮，實現卡住人體骨盆的作用。同時，髂嵴具有較強的對稱性，僅僅依靠手工修型無法達到預期效果，但是利用軟件所具有的對稱功能就能夠解決這一難題。

鏡像能夠將左腿鏡像為右腿，在針對單側截肢患者裝飾海綿進行打磨的時候，體現出較好的運用效果。合并能夠對各種模型進行組合，使其成為一個較復雜的模型。測量包括了大腿假肢測量和矯形器測量，通過固定格式對患者肢體的尺寸進行分別測量，通過軟件模型庫調出大腿假肢模型、矯形器模型，將尺寸輸入到其中，使模型變成患者肢體的形狀[2]。

2.2基本工具

作為假肢矯形行業CAD軟件的重要部分，基本工具體現出一定的特殊性，為確保計算機操作能力較低的人能夠正常使用，軟件以擬人化方法設計了與手工相似的功能[3]。比如紗網、校平、手工鋸、石膏銼、石膏調刀等等。紗網是指利用鼠標進行模型的整體砂光。校平是指進行模型表面的修補，以此確保其表面的平滑度。手工鋸是指去除部分形狀。石膏調刀是利用鼠標進行模型表面的修補，整個過程就是對模型表面的可調區域進行點擊，使該位置得到補充。而石膏銼的原理與石膏調刀相同，在功能上是相反的。

2.3特殊模塊

作為假肢矯形行業CAD軟件的組成部分，特殊模塊充分體現了計算機數據處理的運用優勢，比如其中的加工仿真、邊緣切割、插入測量、導入照片等各項功能[4]。就加工仿真方面來說，將模型模擬導入到數控加工中心，在完成模型定位之后，對加工參數進行調整，最終自動生成加工文件。就邊緣切割來說，就是在已經修型好的模型中進行假肢設計，或者設計矯形器的邊緣線，在提取到邊緣線之后，軟件就會顯示出矯形器或假肢的樣式，還可以對熱塑成型后的模型進行二次加工切割矯形器。就插入測量來說，可以將任意的體積、角度、長度、圍長測量插入到軟件模型，使技師能夠監控整個模型的任意尺寸。就導入照片方面來說，可以將X射線、患者照片等等插入到人體修型模型，使人體模型與X射線或照片中人體骨骼圖的關系得以清晰的顯示出來，進而對矯形器、假肢的修型方式是否正確進行直觀的判斷。

3結語

綜上所述，假肢矯形行業計算機輔助軟件修型功能對提高工作效率及質量有著較好的積極影響作用，為充分發揮其功能效用，需要將其與假肢矯形器技師的工作習慣聯系起來，使假肢矯形器技師能夠更好的使用修型功能，有效促進假肢矯形行業的進步和發展。

參考文獻

[1]宋運建.假肢與矯形器技術及發展展望[J].中國戰略新興產業，2018（44）：153.

[2]周大偉，方新.假肢矯形行業計算機輔助設計軟件修型功能探索[J].中國醫療器械信息，2018，24（05）：32-33.

[3]宗亞偉. 智能上肢假肢結構設計與分析[D].山東科技大學，2017.

[4]張奎彪.現代高分子材料在假肢矯形技術領域中的應用[J].現代工業經濟和信息化，2017，7（04）：56-57.