3D打印技术于康复治疗领域的研究进展

来源 :科学导报·学术 | 被引量 : 0次 | 上传用户:doodoo
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  【中图分类号】TP334.8
  【文献标识码】B
  【文章编号】2236-1879(2017)09-0224-02
  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。
  3D打印技术,在促进康复辅助器具设计创新、提高定制化水平等方面起到了重要作用据了解,3D打印技术在矫形器与假肢、个人移动辅助器具、沟通和信息辅助器具、个人医疗辅助器具等康复辅助器具的细分领域均有所应用。本期,小编针对3D打印应用相对丰富的矫形器和假肢领域梳理了部分应用案例。
  矫形器
  上肢矫形器
  波兰某生物工程学的研究生曾为一名患有四肢麻痹症的患者设计一个轻巧的定制化手指矫形器,以帮助患者的手指轻松的抓取物品。
  在设计时,设计师首先为患者的手部做了石膏模型,然后对石膏模型进行三维扫描。在接下来的三维建模过程中,最大的挑战是如何将矫形器与患者的手部进行更好的结合,设计师尝试了不同的机械解决方案。矫形器的外壳需要紧密的贴合在手腕上,手指部分由较小的部件支撑,可模仿人的关节结构。设计师添加了一个杠杆控制装置,与3D打印的部件装配在一起,通过杠杆装置,患者的手指得以活动。
  矫形器由70多个不同的3D打印部件组成,设计师使用ZMorph多头FDM 3D打印机和ABS 丝材进行3D打印。在3D打印部件装配完成之后,设计师添加了魔术贴,用以固定矫形器。
  下肢矫形器
  在涉及到支撑型矫形器时,矫形外科技术人员通常受到个性化结构的束缚,因为形态、功能和材料厚度配置必须适合每位患者的需求。当需要采用复杂结构时,传统工艺通常已达到自身极限。此外,由于其生产成本较高而且非常耗时,因此没有现货可用。为解决这些问题,plus medica OT 采用了工业3D打印技术。借助 EOS GmbH 生产级的3D打印系统和咨询服务,该公司可根据每个患者需求来量身定制矫形器。
  国外设计师 Steiner 为经历过车祸的患者所设计的3D打印矫形器。患者在车祸后只能依靠轮椅或拐杖与矫形夹板行动,但是传统的矫形夹板非常重,并且外观比较笨重,这影响了患者康复的心情。
  设计师在经过与患者沟通之后,决定为其设计一款轻量化的矫形器。设计师选择通过3D打印这种数字化技术来制造这款矫形器,在无需使用模具制造技术的情况下,直接完成矫形器的制造。
  设计矫形器时,设计师首先需要对患者腿部进行3D扫描,然后定制化设计出矫形器的三维模型。设计师采用Stratasys公司的Objet1000 多材料3D打印机和刚性材料VeroBlack来制造这款轻量化矫形器。
  这款膝踝足矫形器夹板重量轻,透气性良好,有较强的支撑性。
  脊柱矫形器
  在脊柱侧弯患者中,仅有10%的青少年特发性脊柱侧弯患者最终需要手术治疗,90%的患者可以保守治疗和积极观察。非手术治疗中公認最主要和可靠的方式是用矫形支具治疗。
  例如,个性化假肢和矫形器制造商UNYQ开发的一款3D打印脊柱侧弯矫正器,打印材料为尼龙,平均重量为300-600克,矫形器仅3.5毫米厚,透气、轻便。患者佩戴这款矫形器之后,可以轻松的隐藏在衣服中。
  UNYQ还在矫形器上配备了传感器,可以跟踪用户穿戴了多长时间以及进行压力点检测,以保证矫形器的舒适性和功能性。所有捕获的信息都会被传至一个移动APP,然后提供给医生以决定是否要调整个性化支架。
  医疗机构、康复辅具设计与制造企业以及3D打印企业在3D打印脊柱矫形器领域进行了大量研究与实践,例如,北大医院、苏州大学骨科研究所、苏州市瑞康残疾人辅助器具服务中心、东方医院、西安南小峰脊柱矫形工作室、三的部落、大业三维等,以及国外3D打印企业EOS、 3D Systems等。
  假肢
  英国Open Bionics公司通过3D打印技术制造仿生肌电手,相比传统的肌电手,3D打印肌电手在价格上具有明显优势,在外观造型上也可以更加灵活的进行定制。Open Bionics 在其官方网站销售3D打印机械手、电子部件或者是全套肌电手的套装。
  2017年,Open Bionics宣布通过由10名儿童截止患者组成的试验小组来评估3D打印肌电手的优势。据称,这也是世界首例对于3D打印仿生手的临床试验。
  Open Bionics的肌电手包括3D打印的仿生机械手和肌电信号系统两个主要部分,可通过医用电极与手臂肌肉相连,当手臂肌肉收缩后,肌肤表面会有电子信号。感应器获取这种信号,然后将其传递给机械手,使肌电手具有抓取功能。仿生肌电手的重量与人手重量相当。
  e-NABLE是一个由志愿者组成的全球在线社区组织,致力于利用3D打印技术为世界各地的残疾人士制作定制化
其他文献
摘要: 客户满意度也叫客户满意指数,客户的实际体验与客户的期望值越相吻合,客户满意指数就越高。随着大数据时代的到来,传统的基于企业管理者意志的决策方案已经逐渐被大数据分析结果所取代,领导者因此能做出更为精准的判断和决策。本文主要通过分析大数据是什么,以及对经典案例的阐述来对大数据如何提升客户满意度进行探讨。  关键词: 大数据;数据分析;客户满意度  【中图分类号】N37  【文献标识码】B  【
期刊
摘要: 从地理学视角出发,通过对传统的地理信息系统的解释分析,总结出在当今社会中地理信息系统的再认识,阐释地理信息系统与其他系统的区别,并分析地理信息系统未来的展望。  关键词: 地理学;地理信息系统;空间数据  【中图分类号】K90  【文献标识码】B  【文章编号】2236-1879(2017)09-0207-02  对地理信息系统不同人有不同的看法,有些人将地理信息系统认为是一个工具集,而有
期刊
摘要: 随着人们生活节奏的加快和人口老龄化趋势的加重,患病在家的老人如何进行服药成为子女们担心的问题。本文介绍了一种新型的多功能电子医药箱,研究了其软硬件的实现方案。选用四个两两并联的直流电机作为传送带的动力源,语音模块和喇叭共同实现语音提示功能;采用STM32单片机为控制器,驱动各个电路模块;采用光电传感器检测取药口状态,实现反馈调节。本药箱很好地实现了药瓶的传送和定时语音提示的功能,确保老人按
期刊
摘要: 随着我国国民经济信息化的迅速发展,国内计算机应用已越来越广泛,用微机自动显示火灾报警的图形地址及其它提示信息并进行操作管理、记录保存已成为消防电子产品的必然发展趋势,对现行的火灾自动报警显示系统要求更高。  关键词: 建筑;消防;火灾自动报警显示系统问题  【中图分类号】B845.63  【文献标识码】B  【文章编号】2236-1879(2017)09-0211-01  面对现行火灾自动
期刊
摘要: 随着科学技术的迅速发展,手机给人们的生活带来许多便利。但手机的过度使用产生了手机依赖。手机依赖是指过度使用手机,从而对个体的身心健康造成负面影响的现象。本文从手机依赖的概念、测量工具、原因等方面进行论述。  关键词: 手机依赖;测量工具;原因  【中图分类号】TN929.53  【文献标识码】B  【文章编号】2236-1879(2017)09-0214-02  1手机依赖的概念  手机依
期刊
摘要: 本文通过对中空玻璃的结构组成、节能原理的分析,着重探讨了影响中空玻璃节能特性的玻璃厚度、玻璃类型、间隔层厚度、间隔层气体等各方面的相关因素。  【中图分类号】J527.3  【文献标识码】B  【文章编号】2236-1879(2017)09-0212-01  随着我国基础设施和城镇建设的快速发展,对建筑节能的要求越来越高,其中中空玻璃产品在建筑节能中发挥着重要的作用,中空玻璃的质量问题也越
期刊
摘要: 中国平煤神马集团平煤股份八矿丁5.6-14270机巷设备道通过“多打眼,少装药”的施工方法,减小爆破作业对巷道围岩的破坏;加密锚索布置,结合顶煤与巷道顶板的层间距调整锚索长度的支护方法,有效避免了巷道后期的重复维修,增加了托煤段的安全系数。  关键词: 托煤段;施工;支护;十字位移  【中图分类号】P618.11  【文献标识码】B  【文章编号】2236-1879(2017)09-022
期刊
我国中央银行独立性问题分析  师雅敏  (华东政法大学商学院上海200000)  摘要: 在中央银行实施改革的进程中,如何保障其独立性这一问题显得尤为重要,其对货币政策的落地生根起到至关重要的作用和意义。本文主要对中央银行独立性的含义加以分析和探讨,着重对美国以及欧洲央行独立性的特征展开分析和研究,并对当前我国央行独立性的具体情况以及在实践中涌现出的诸多问题加以归纳和总结,进而有针对性的提出改进的
期刊
【中图分类号】E835.8  【文献标识码】B  【文章编号】2236-1879(2017)09-0215-01  科学技术是第一生产力,科技的发展对于提升一个国家的综合国力有着极为重要的作用。但如何推动科技发展,未来论坛则提出了自己的新理念。  2016年9月,未来论坛主办的《极限挑战:论数学和认知》主题讲座在中国科学技术馆报告厅举办。该论坛提出,要在国内定期开设前沿科学讲座促进科普、设立全球视
期刊
摘要: 微信朋友圈成为了微商的商场,各种商品广告层出不穷,为我们带来方便的同时也到来了许多负面问题,微信朋友圈微商虚假广告泛滥带来了许多危害,需要从各个方面来解决面对这些不利的影响。  关键词: 微商;朋友圈;虚假广告  【中图分类号】D912.29  【文献标识码】B  【文章编号】2236-1879(2017)09-0223-01  1微信朋友圈微商虚假广告泛滥的原因  1.1用户自身的因素。
期刊